Harbin Institute of Technology大作业设计说明书课程名称：机械原理设计题目：连杆机构运动分析院系：机械设计制造及其自动化班级：设计者：学号：指导教师：丁刚设计时间：2014.5.12哈尔滨工业大学一、运动分析题目二、建立坐标系建立以A点为原点的固定平面直角坐标系A—x,y，如图所示三、机构的结构分析，组成机构的基本杆组划分该机构由Ⅰ级杆组RR（原动件1）、Ⅱ级杆组RRR（杆2、3）、Ⅱ级杆组RRR （杆4、杆5）和Ⅱ级杆组RRP（杆6、杆7）组成。
四、各基本杆组的运动分析数学模型（1）原动件杆1（Ⅰ级杆组RR）的运动分析已知原动件杆1的转角φ=0~360°δ=0°原动件杆1的角速度ω1=10rad/s原动件杆1的角加速度ε=0运动副A的位置坐标运动副A的速度运动副A的加速度原动件杆1的长度l AB=200mm求出运动副B的位置坐标（x B,y B）、速度（）和加速度（）。
（2）构件2、3杆组（Ⅱ级杆组RRR）的运动分析已求出运动副B的位置坐标（x B,y B）、速度（）和加速度（），已知运动副D 的位置坐标运动副D的速度运动副D的加速度杆长l CD=350mm l BC=670mm求出构件2的转角φ2，角速度，角加速度。
（3）已知运动副B的位置坐标（x B,y B）、速度（）和加速度（），已求出构件2的转角φ2，角速度，角加速度。
杆BE的长度l BE=335mm。
求出运动副E的位置坐标（x E,y E）、速度（）和加速度（）。
（4）构件4、5杆组（Ⅱ级杆组RRR）已求出运动副E的位置坐标（x E,y E）、速度（）和加速度（），已知运动副G 的位置坐标运动副G的速度运动副G的加速度杆长l EF=380mm l FG=130mm求出构件5的转角φ5，角速度，角加速度。
（5）已知运动副G的位置坐标（x G,y G）、速度（）和加速度（），已求出构件5的角位移φ5，角速度，角加速度，求出运动副H的位置坐标（x H,y H）、速度（）和加速度（）。
（６）构件6、7杆组（RRPⅡ级杆组）的运动分析已知运动副H的位置坐标（x H,y H）、速度（）和加速度（），已知滑块7导路参考点P的位置坐标参考点P的位置角φj=π/2参考点P的速度参考点P的加速度杆长l HK=486mm l j=0求出构件6的角位移、角速度和角加速度。
五、用VB计算编程（关键部分代码如下）Private Sub RR1()xB = xA + lab * Cos(fab + delt)yB = yA + lab * Sin(fab + delt)vxB = vxA - wab * lab * Sin(fab + delt)vyB = vyA + wab * lab * Cos(fab + delt)axB = axA - wab ^ 2 * lab * Cos(fab + delt) - eab * lab * Sin(fab + delt)ayB = ayA - wab ^ 2 * lab * Sin(fab + delt) + eab * lab * Cos(fab + delt)End SubPrivate Sub RRR1()lbd = Sqr((xD - xB) ^ 2 + (yD - yB) ^ 2)val1 = (lbc ^ 2 + lbd ^ 2 - lcd ^ 2) / (2 * lbc * lbd)jcbd = Atn(Sqr(-val1 * val1 + 1) / val1)If yB > yD Thenfbd = Atn((yD - yB) / (xD - xB)) + 2 * piElseEnd IfIf yB <= yD Thenfbd = Atn((yD - yB) / (xD - xB))ElseEnd Iffbc = fbd + jcbdxC = xB + lbc * Cos(fbc)yC = yB + lbc * Sin(fbc)If xC > xD Thenfcd = Atn((yC - yD) / (xC - xD))ElseEnd IfIf xC = xD Thenfcd = pi / 2ElseEnd IfIf xC < xD Thenfcd = Atn((yC - yD) / (xC - xD)) + piElseEnd IfCbc = lbc * Cos(fbc)Sbc = lbc * Sin(fbc)Ccd = lcd * Cos(fcd)Scd = lcd * Sin(fcd)g11 = Cbc * Scd - Ccd * Sbcwbc = (Ccd * (vxD - vxB) + Scd * (vyD - vyB)) / g11 wcd = (Cbc * (vxD - vxB) + Sbc * (vyD - vyB)) / g11 g12 = axD - axB + wbc ^ 2 * Cbc - wcd ^ 2 * Ccd g13 = ayD - ayB + wbc ^ 2 * Sbc - wcd ^ 2 * Scd ebc = (g12 * Ccd + g13 * Scd) / g11End SubPrivate Sub RR2() 'Ⅰ级杆组RR2xE = xB + lbe * Cos(fbc)yE = yB + lbe * Sin(fbc)vxE = vxB - wbc * lbe * Sin(fbc)vyE = vyB + wbc * lbe * Cos(fbc)axE = axB - wbc ^ 2 * lbe * Cos(fbc) - ebc * lbe * Sin(fbc) ayE = ayB - wbc ^ 2 * lbe * Sin(fbc) + ebc * lbe * Cos(fbc) End SubPrivate Sub RRR2()leg = Sqr((xG - xE) ^ 2 + (yG - yE) ^ 2)val2 = (lef ^ 2 + leg ^ 2 - lfg ^ 2) / (2 * lef * leg)jfeg = Atn(Sqr(1 - val2 * val2) / val2)If xE > xG Thenfeg = Atn((yE - yG) / (xE - xG)) + piElseEnd IfIf xE = xG Thenfeg = pi * 1.5ElseEnd IfIf xE < xG Thenfeg = Atn((yE - yG) / (xE - xG)) + 2 * piElseEnd Iffef = feg - jfegxF = xE + lef * Cos(fef)yF = yE + lef * Sin(fef)ffg = Atn((yF - yG) / (xF - xG)) + piCef = lef * Cos(fef)Sef = lef * Sin(fef)Cfg = lfg * Cos(ffg)Sfg = lfg * Sin(ffg)g21 = Cef * Sfg - Cfg * Sefwef = (Cfg * (vxG - vxE) + Sfg * (vyG - vyE)) / g21wfg = (Cef * (vxG - vxE) + Sef * (vyG - vyE)) / g21g22 = axG - axE + wef ^ 2 * Cef - wfg ^ 2 * Cfgg23 = ayG - ayE + wef ^ 2 * Sef - wfg ^ 2 * Sfgeef = (g22 * Cfg + g23 * Sfg) / g21efg = (g22 * Cef + g23 * Sef) / g21End SubPrivate Sub RR3()fgh = ffg - 124 / 180 * piwgh = wfgegh = efgxH = xG + lgh * Cos(fgh)yH = yG + lgh * Sin(fgh)vxH = vxG - wgh * lgh * Sin(fgh)vyH = vyG + wgh * lgh * Cos(fgh)axH = axG - wgh ^ 2 * lgh * Cos(fgh) - egh * lgh * Sin(fgh)ayH = ayG - wgh ^ 2 * lgh * Sin(fgh) + egh * lgh * Cos(fgh)End SubPrivate Sub RRP() 'Ⅱ级杆组RRP（杆6、滑块7）val3 = (xK - xH) / lhkIf xH < xK Thenfhk = Atn(Sqr(1 - val3 * val3) / val3)ElseEnd IfIf xH = xK Thenfhk = 0.5 * piElseEnd IfIf xH > xK Thenfhk = Atn(Sqr(1 - val3 * val3) / val3) + piElseEnd IfQ1 = vxK - vxHQ2 = vyK - vyHQ3 = lhk * Sin(fhk)whk = -Q1 / Q3Q4 = axK - axH + whk ^ 2 * lhk * Cos(fhk)Q5 = ayK - ayH + whk ^ 2 * lhk * Sin(fhk)ehk = -Q4 / Q3End Sub五、计算结果该题目要求计算构件5的各项参数，但是据题分析应该是计算构件6 的参数，故而计算构件6的各项参数，否则多以结构且分析构件5的意义不大。
E点轨迹图，构件6角位移，角速度，角加速度图如下所示：1、E点的轨迹1.构件6的角位移2.构件6的角速度3. 构件6的角加速度五、计算结果分析从原动件的起始位置起逆时针旋转一周内，构件6先逆时针旋转，再顺时针旋转，最后逆时针旋转。
构件6的角速度先为正，逐渐减为0后反向增大，然后减小至0后再反向增大，之后又减小至0再反向增大，最后又减小；构件6的角加速度先为负，再为正，后为负。
角加速度图像第一象限与横轴所围成的面积等于第四象限与横轴所围成的面积，说明主动件转过一圈后6构件的角速度回到初值，与实际符合。
构件的角加速度图像为角速度图像的导函数图像；角速度图像为角位移图像的导函数图像。