曲柄摇杆机构的运动分析(共4页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上% 曲柄摇杆机构运动分析% (1)-计算连杆的输出角th3和摇杆的输出角th4% 设定各杆的长度(单位:毫米)rs(1)=304.8; % 设定机架1长度rs(2)=101.6; % 设定曲柄2长度rs(3)=254.0; % 设定连杆3长度rs(4)=177.8; % 设定摇杆4长度dr=pi/180.0;% 角度与弧度的转换系数% 设定初始推测的输入% 机构的初始位置th(1)=0.0; % 设定曲柄2初始位置角是0度(与机架1共线)th(2)=45*dr; % 连杆3的初始位置角是 45度th(3)=135*dr; % 摇杆4的初始位置角是135度% 摇杆4的初
2、始位置角可以用三角形的正弦定理确定th(3)=pi-asin(sin(th(2)*rs(3)/rs(4);dth=5*dr; % 循环增量% 曲柄输入角从0度变化到360度,步长为5度,计算th34for i=1:72 th3,th4=ntrps(th,rs); % 调用牛顿辛普森方程求解机构位置解非线性方程函数文件 % Store results in a matrix-th34,in degrees % 在矩阵th34中储存结果,以度为单位;(i,:)表示第i行所有列的元素;(:,i)表示第i列所有行的元素 th34(i,:)=th(1)/dr th3/dr th4/dr; % 矩阵曲柄转
3、角 连杆转角 摇杆转角 th(1)=th(1)+dth; % 曲柄转角递增 th(2)=th3; % 连杆转角中间计算值 th(3)=th4; % 摇杆转角中间计算值end% 求解曲柄摇杆机构中连杆的输出角th(3)和摇杆的输出角th(4)函数文件function th3,th4=ntrps(th,rs)% 使用基于牛顿辛普森方程解答四杆机构位置的非线性问题% 变量设置% th(1)=theta_2 % 输入变量% th(2)=theta_3_bar(starting guess) % 输出变量% th(3)=theta_4_bar(starting guess) % 输出变量% rs(1)=
4、r_1,机架长度;rs(2)=r_2,曲柄长度;rs(3)=r_3,rs(4)=r_4,摇杆长度th2=th(1);th3bar=th(2);th4bar=th(3);% 设定收敛条件epsilon=1.0E-6;% 计算二维矢量的函数% 四杆机构闭环矢量方程的矩阵形式f=rs(3)*cos(th3bar)-rs(4)*cos(th4bar)+rs(2)*cos(th2)-rs(1); rs(3)*sin(th3bar)-rs(4)*sin(th4bar)+rs(2)*sin(th2);% 重复计算每个方程式的修正量因子while norm(f)epsilon J=-rs(3)*sin(th3
5、bar) rs(4)*sin(th4bar); rs(3)*cos(th3bar) -rs(4)*cos(th4bar); dth=inv(J)*(-1.0*f); th3bar=th3bar+dth(1); th4bar=th4bar+dth(2); % 四杆机构闭环矢量方程的矩阵形式 f=rs(3)*cos(th3bar)-rs(4)*cos(th4bar)+rs(2)*cos(th2)-rs(1); rs(3)*sin(th3bar)-rs(4)*sin(th4bar)+rs(2)*sin(th2); norm(f); % 计算矩阵或向量的范数(模)end;th3=th3bar; % 弧
6、度值th4=th4bar; % 弧度值% 绘制输出角th(2)与th(3)输入角th(1)的关系曲线subplot(2,2,1) % 选择第1个子窗口plot(th34(:,1),th34(:,2),th34(:,1),th34(:,3)axis(0 360 0 170)grid % 网格线ylabel(从动件角位移/deg)title(角位移线图)text(110,110,摇杆4角位移)text(50,35,连杆3角位移)% (2)-计算连杆的角速度om3和摇杆的角速度om4% Setting initial conditions% 设置初始条件om2=250; % 曲柄角速度(等速输入)T
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