四桿機構(gòu)運動分析

1、四桿機構(gòu)的運動分析一、相關參數(shù)在圖1所示的四桿機構(gòu)機構(gòu)中，已知各構(gòu)件的尺寸分別為l=280mml=300mm,l=250mm,l=500mm,匕=56,_=10rad/對其位置s,，速度，123411和加速度進行分析，并繪制運動圖線。圖1四桿機構(gòu)二、數(shù)學模型的建立1）位置分析對機構(gòu)進行運動分析，寫出機構(gòu)的的封閉矢量方程。TOC o 1-5 h zl+1ll=01234將各矢量分別向X軸和丫軸進行投影，得cos91cos9=11cos9233411sin91sin9=1sin923311由此方程可得二未知角&2、&3。2）速度分析將上式對時間t求一次導數(shù)，可得到一1wsin9+1osin9=1o

2、sin92223331111ocos9+1ocos9=1ocos9222333111解之可得W2、叫。上式可寫成矩陣形式1sin9221cos9L221sin9331sin933o2o1-3=o11sin9111cos9L113）加速度分析將上式對時間t求導，可得加速度關系一lsin022lcos022lsin0a-olsin0olcos0oolcos03322223332+o111一lsin033a3-olcos0olsin0222333o31olsin0111可解的a2、a3。三、計算程序1、主程序%輸入已知數(shù)據(jù)L1=0.28;L2=0.3;L3=0.25;L4=0.5;e=0;hd=pi

3、/180;du=180/pi;omega1=10;alpha1=0;th1=0:1/6:2*pi;%曲柄輸入角度從0至360度，步長為pi/6th23=zeros(length(th2),2);%建立一個N行2列的零矩陣，第一列存放e_2,第二列存放0_3options=optimset(display,off);form=1:length(th1)%建立for循環(huán)，求解0_2,0_3th23(m,:)=fsolve(fourbarposition,11,%調(diào)用fsove函數(shù)求解關于0_2，0_3options,th1(m),L1,L2,L3,L4);%的非線性超越方程，結(jié)果保存在th23中e

4、ndx=L1*cos(th1)+L2*cos(th23(:,1);%連桿2的B端點X坐標值y=L1*sin(th1)+L2*sin(th23(:,1);%連桿2的B端點丫坐標值xx=L1*cos(th1);%連桿2的C端點X坐標值yy=L1*sin(th1);%連桿2的C端點丫坐標值figure(1)plot(x;xx,y;yy,k,0L1,00,k-A,x,y,ko,xx,yy,ks)%繪制連桿2的幾個位置點title(連桿2的幾個位置點)xlabel(水平方向)ylabel(垂直方向)axisequalth1=0:2/72:2*pi;th23=zeros(length(th1),2);op

5、tions=optimset(display,off);form=1:length(th1)th23(m,:)=fsolve(fourbarposition,11,options,th1(m),L1,L2,L3,L4);endfigure(2)plot(th1*180/pi,th23(:,1),th1*180/pi,th23(:,2)plot(th2*180/pi,th34(:,1)*180/pi,.th2*180/pi,th34(:,2)*180/pi)axis(03600170)gridxlabel(主動件轉(zhuǎn)角theta_1(度)ylabel(從動件角位移(度)title(角位移線圖)te

6、xt(120,120,搖桿3角位移)text(150,40,連桿2角位移)%XY坐標均衡%重新細分曲柄輸入角度e_1,步長為5度%繪制連桿2的角位移關于曲柄1的角位移圖%繪制搖桿3的角位移關于曲柄1的角位移圖%確定XY邊界值%圖形加網(wǎng)格w1=10;%設定曲柄角速度fori=1:length(th1)A=-L2*sin(th23(i,1)L3*sin(th23(i,2);L2*cos(th23(i,1)-L3*cos(th23(i,2);B=w1*L1*sin(th1(i);-w1*L1*cos(th1(i);w=inv(A)*B;W2(i)=w(1);W3(i)=w(2);endfigure(

7、2)plot(th1*180/pi,w2,th1*180/pi,w3);%繪制角速度線圖axis(0360-175200)text(50,160,搖桿3角速度(omega_3)text(220,130,連桿2角速度(omega_2)gridxlabel(主動件轉(zhuǎn)角theta_1(度)ylabel(從動件角速度(radcdotsA-1)title(角速度線圖)fori=1:length(th1)C=-L2*sin(th23(i,1)L3*sin(th23(i,2);L2*cos(th23(i,1)-L3*cos(th23(i,2);D=w1A2*L1*cos(th1(i)+w2(i)A2*L2*

8、cos(th23(i,1)-w3(i)A2*L3*cos(th23(i,2);.W1A2*L1*sin(th11(i)+w2(i)A2*L2*sin(th23(i,1)-w3(i)A2*L3*sin(th23(i,2);a=inv(C)*D;A2(i)=a(1);A3(i)=a(2);endfigure(3)plot(th1*180/pi,a2,th1*180/pi,a3);%繪制角加速度線圖axis(0360-7000065000)text(50,50000,搖桿3角加速度(alpha_3)text(220,12000,連桿2角加速度(alpha_2)gridxlabel(主動件角加速度)ylabel(從動件角加速度(radcdotsA-2)title(角加速度線圖)disp曲柄轉(zhuǎn)角連桿轉(zhuǎn)角-搖桿轉(zhuǎn)角-連桿角速度-搖桿角速度-連桿加速度-搖桿加速度ydcs=th1*180/pi,th23(:,1)*180/pi,th23(:,2)*180/pi,w2,w3,a2,a3;disp(ydcs)四、程序運行結(jié)果及分析圖形輸出：-50-100-505D100ISO20G250300水平方向-G-so旳領宜50曲fl.J1-1P圖2連桿2的幾個位置點角位移線圖搖桿角進屋冋）