机构数值计算与分析实验报告.doc

机构数值计算与分析实验报告
学号
10010325
姓名
吕彬
实验日期
2012/4/22
同组人员
无
指导老师
刘本东
成绩
实验目的
了解Matlab的特点、发展和功能;
初步掌握Matlab的计算方法和Matlab的M文件的编制和调试;
初步掌握Matlab在机构运动计算和分析的工程应用;
实验理论推导
实验参数:某机器的曲柄滑块机构,曲柄1 以n=60r/min 的转速逆时针旋转,
已知:圆盘1 的长度为300mm。连杆2 长度L=1000mm,宽度w=150mm,厚度δ=50mm,质量Q=65kg,惯性矩Ixx=·m2,Iyy=·m2;Izz= kg·m2,滑块3 长度L=400mm,高度h=300mm,厚度δ=300mm,材料为黄铜。
理论推导:
矢量方程:l1+l1=xc
位置分析:l1*sin(φ1)+l2*sin(φ2)=0
l1*cos(φ1)+l2*cos(φ2)=xc
速度分析:对上式求导得:
-l1*ω1*sin(φ1-φ2)=vc*cos(φ2)
l1*w1*cos(φ1)+l2*w2*cos(φ2)=0
加速度分析:将上式对时间求导:
-l1*ω1^2*cos(φ1-φ2)-l2*ω2^2= ac*cos(φ2)
-l1*w1^2*sin(φ1)+l2*α2*cos(φ2)-l2*ω2^2*sin(φ2)=0
实验程序编写
以下函数中,各变量所代表的值:th:φ1 x(1): φ2 y(1):ω2 z(1):α2
x(1): Xc y(2):Vc z(2):ac
位移函数:
function f=fun1(x,th)
l1=;
l2=1;
f=[l1*sin(th)+l2*sin(x(1));
l1*cos(th)+l2*cos(x(1))-x(2)];
速度函数:
function f=fun2(y,x,th)
l1=;
l2=1;
w1=2*pi;
f=[l1*w1*sin(th-x(1))+y(2)*cos(x(1));
l1*w1*cos(th)+l2*y(1)*cos(x(1))];
加速度函数:
function f=fun3(z,y,x,th)
l1=;
l2=1;
w1=2*pi;
f=[l1*(w1^2)*cos(th-x(1))+l2*(y(1)^2)+z(2)*cos(x(1));
-l1*(w1^2)*sin(th)+l2*z(1)*cos(x(1))-l2*(y(1)^2)*sin(x(1))];
主函数:
th=0:pi/18:2*pi;
t=0:1/36:1;
y1=[0;0];
y2=[0;0];
y3=[0;0];
x1=zeros(37,2);
x2=zeros(37,2);
x3=zeros(37,2);
for i=1:1:37
xx1=fsolve(***@fun1,y1,optimset('fsolve'),th(i));
x1(i,1)=xx1(1,1);
x1(i,2)=xx1(2,1);
y1=xx1;

xx2=fsolve(***@fun2,y2,optimset