Harbin Institute of Technology
机械原理大作业一
课程名称： 机械原理
设计题目： 连杆机构运动分析
院 系： 机电工程学院
班 级：
设 计 者：
学 号：
指导教师：
设计时间：
1.运动分析题目
(11)在图所示的六杆机构中，已知：

AB
l
=150mm, ACl=550mm, BDl=80mm, DEl=500mm,曲柄以等角速度1w=10rad/s沿逆时针方向

回转，求构件3的角速度、角加速度和构件5的位移、速度、加速度。
2.机构的结构分析
建立以点A为原点的固定平面直角坐标系A-x, y,如下图：
机构结构分析
该机构由Ⅰ级杆组RR（原动件1）、Ⅱ级杆组RPR（杆2及滑块3）和Ⅱ级杆组RRP
（杆4及滑块5）组成。

3.建立组成机构的各基本杆组的运动分析数学模型
原动件1（Ⅰ级杆组RR）

由图所示，原动件杆1的转角a=0-360°，角速度1w=10rad/s，角加速度1a=0,运动
副A的位置坐标Ax=Ay=0,速度
(A，
A)，
加速度

（A
，
A），
原动件1的长度ABl=150mm。
求出运动副B的位置坐标（Bx, By）、速度

（B
，B）
和加速度

（B
，

B）。
杆2、滑块3杆组（RPRⅡ级杆组）
已出运动副B的位置（Bx, By）、速度

（B
，B）
和加速度
（B
，

B），
已知运动副C的位置坐标Cx=0, Cy=550mm,速度，加速度，杆长ACl=550mm。
求出构件2的转角b,角速度2w和角加速度2a.
构件二上点D的运动
已知运动副B的位置（Bx, By）、速度
（B
，

B）、
加速度
（B
，

B），
已经求出构件2的转角b，角速度2w和角加速度2a，杆BD的长度BDl=80mm。
根据Ⅰ级杆组RR的运动分析数学模型求出点D的位置坐标（Dx,Dy）、速度
（D
，D）
和加速度
（D
，

D）。
构件4、5杆组（RRPⅡ级杆组）
已求出运动副D的位置坐标（Dx,Dy）、速度
（D
，D）
和加速度
（D
，

D），
已知滑块5导路参考点K的位置坐标Kx=0, Ky=0,参考点K的位置角c=0,速度
,加
速度

。
求出滑块5的位置s（Ex,Ey）、速度v
（E
，E）
和加速度
a(E
，E)
曲线。
4.用C语言编程
#include <>
#include <>
#define PI
main()
{
double lAB=,lAC=,lBD=,lDE=,w1=10;/*各杆长度、位置尺寸以及原动件角速度*/
double a,b,c,d,e,f;/*机架间角度*/
double lBC,lAD,lAE;/*任意瞬时BC、AD、AE间距离*/
double w2,w3,w4;/*杆1、滑块3、杆4角速度*/
double a2,a3,aB,aE;/*杆2、滑块3角加速度以及B、E点加速度*/
double xE,yE=0,rE,vB,vDB,vCr,vE;/*E点位置以及B、C、D、E点速度*/
printf("滑块E和滑块C的运动数据：\n");
for (f=0;f<=(2*PI+PI/9);f=f+(PI/9))/*角度a以20度间隔变化一周*/
{
vB=w1*lAB;/*B点速度*/
lBC=pow(lAB*lAB+lAC*lAC-2*lAB*lAC*sin(f),;/*任意瞬时B、C两点间距离*/
a=acos((lAC*lAC+lBC*lBC-lAB*lAB)/(2*lAC*lBC));/*杆2与竖直方向的夹角*/
lAD=pow(lAB*lAB+lBD*lBD+2*lAB*lBD*cos(a+f-(PI)/6),;/*任意瞬时A、D两点间距离
*/
b=acos((lAB*lAB+lAD*lAD-lBD*lBD)/(2*lAB*lAD));/*任意瞬时角度b的值*/
lAE=lAD*cos(f-b)+pow(lDE*lDE-lAD*lAD*sin(f-b)*sin(f-b),;/*任意瞬时A、E两点间
距离*/
c=acos((lAE*lAE+lDE*lDE-lAD*lAD)/(2*lAE*lDE));/*任意瞬时角度c的值*/
d=acos((lAD*lAD+lDE*lDE-lAE*lAE)/(2*lAD*lDE));/*任意瞬时角度d的值*/
e=acos((lBD*lBD+lAD*lAD-lAB*lAB)/(2*lAD*lBD));/*任意瞬时角度e的值*/
xE=lAB*cos(f)+lDE*cos(c)+lBD*cos(PI/6-a);/*点E在X轴上的分量*/
rE=pow((xE*xE+yE*yE),;/*任意时刻点E距A点的距离*/
vCr=-vB*cos(a+f);/*任意瞬时滑块C相对于杆2的速度*/
w2=-vB*sin(a+f)/lBC;/*任意瞬时杆2的角速度*/
w3=w2;/*任意瞬时滑块3的角速度*/
vDB=w2*lBD;/*任意瞬时点D相对于点B的速度*/
vE=-(vDB*sin(e+d)+vB*sin(f)*cos(c)+vB*cos(f)*sin(c))/(cos(c));/*任意瞬时E点
的速度*/
w4=(vDB*cos(d+c+e)-vB*cos(f))/(lDE*cos(c));/*任意瞬时杆4的角速度*/
aB=w1*w1*lAB;/*任意瞬时B点的加速度*/
a2=(-aB*cos(a+f)-2*w2*vCr)/lBC;/*任意瞬时杆2的角加速度*/
a3=a2;/*任意瞬时杆2的角加速度*/
aE=(-w4*w4*lDE-a2*lBD*sin(d+e)+w2*w2*lBD*cos(d+e)+aB*sin(f)*sin(c)-aB*cos(f)
*cos(c))/cos(c);/*任意瞬时点E的加速度*/
printf("%lf\t%lf\t%lf\t%lf\t%lf\t%lf\n",f,rE,vE,aE,w3,a3);
}
}

5.绘制运动轨迹、运动线图，并作相应分析。
滑块3的运动线图
A.角速度3w (2w) 随角度a的变化

B.加速度3a (2a)随角度a的变化
滑块5的运动轨迹
滑块5的运动线图

A．位移Er随角度a的变化

B．速度Ev随角度a的变化
C．加速度Ea随角度a的变化
滑块E的运动数据：
滑块C的运动数据：