曲柄滑塊機構(gòu)運動分析1

1、曲柄滑塊機構(gòu)運動分析1曲柄滑塊機構(gòu)運動分析一、相關(guān)參數(shù)在圖1所示的曲柄滑塊機構(gòu)中，已知各構(gòu)件的尺寸分別為,試確定連桿2和滑塊3的位移、速度和加速度，并繪制出運動線圖。圖1 曲柄滑塊機構(gòu)二、數(shù)學模型的建立1、位置分析為了對機構(gòu)進行運動分析，將各構(gòu)件表示為矢量，可寫出各桿矢所構(gòu)成的封閉矢量方程。將各矢量分別向X軸和Y軸進行投影，得 (1)由式（1）得 2、速度分析將式（1）對時間t求導(dǎo)，得速度關(guān)系 （2）將（2）式用矩陣形式來表示，如下所示 （3）3、加速度分析將（2）對時間t求導(dǎo)，得加速度關(guān)系三、計算程序1、主程序%1.輸入已知數(shù)據(jù)clear;l1=;l2=;e=0;hd=pi/180;du=1

2、80/pi;omega1=10;alpha1=0;%2.曲柄滑塊機構(gòu)力平衡計算for n1=1:721 theta1(n1)=(n1-1)*hd;%調(diào)用函數(shù)slider_crank計算曲柄滑塊機構(gòu)位移、速度、加速度theta2(n1),s3(n1),omega2(n1),v3(n1),alpha2(n1),a3(n1)=slider_crank(theta1(n1),omega1,alpha1,l1,l2,e);endfigure(1);n1=0:720;subplot(2,3,1)plot(n1,theta2*du);title('連桿轉(zhuǎn)角位移線圖');xlabel('

3、;曲柄轉(zhuǎn)角theta_1/circ');ylabel('連桿角位移/circ');grid onsubplot(2,3,2)plot(n1,omega2);title('連桿角速度運動線圖');xlabel('曲柄轉(zhuǎn)角theta_1/circ');ylabel('連桿角速度/radcdots-1');grid onsubplot(2,3,3)plot(n1,alpha2);title('連桿角加速度運動線圖');xlabel('曲柄轉(zhuǎn)角theta_1/circ');ylabel('連

4、桿角加速度/radcdots-2');grid onsubplot(2,3,4)plot(n1,s3);title('滑塊位移線圖');xlabel('曲柄轉(zhuǎn)角theta_1/circ');ylabel('滑塊位移/m');grid onsubplot(2,3,5)plot(n1,v3);title('滑塊速度運動線圖');xlabel('曲柄轉(zhuǎn)角theta_1/circ');ylabel('滑塊速度/mcdots-1');grid onsubplot(2,3,6)plot(n1,a3);t

5、itle('滑塊加速度運動線圖');xlabel('曲柄轉(zhuǎn)角theta_1/circ');ylabel('滑塊加速度/mcdots-2');grid on2、子程序functiontheta2,s3,omega2,v3,alpha2,a3=slider_crank(theta1,omega1,alpha1,l1,l2,e);%計算連桿2的角位移和滑塊3的線位移theta2=asin(e-l1*sin(theta1)/l2);s3=l1*cos(theta1)+l2*cos(theta2);%計算連桿2的角速度和滑塊3的線速度A=l2*sin(th

6、eta2),1;-l2*cos(theta2),0;B=-l1*sin(theta1);l1*cos(theta1);omega=A(omega1*B);omega2=omega(1);v3=omega(2);%計算連桿2的角加速度和滑塊3的線加速度At=omega2*l2*cos(theta2),0;omega2*l2*sin(theta2),0;Bt=-omega1*l1*cos(theta1);-omega1*l1*sin(theta1);alpha=A(-At*omega+alpha1*B+omega1*Bt);alpha2=alpha(1);a3=alpha(2);四、程序運行結(jié)果及分析圖2 運動規(guī)律曲線圖 從仿真曲線可以看出，當曲柄以w1=10rad/s勻速轉(zhuǎn)動時，連桿的轉(zhuǎn)角位移變化范圍大約在-2020度之間，在90°或270°有極值，呈反正弦變化趨勢；連桿的角速度變化范圍大約在s，在0°或180°有極值，成反余弦變化趨勢；連桿角加速度變化范圍大約在-3535rad/s2，在90°或270°有極值，呈正弦變化趨勢?；瑝K位移變化范圍大約在之