六杆机构
平面六杆机构运动分析
平面六杆机构运动分析
2111306008 王健
1、 曲柄摇杆串RRP 型II 级杆组平面六杆机构数学模型
如图1所示,当曲柄1做匀速转动时,滑块5做往复移动,该机构的行程速比系数大于1,有急回特性,且传动角较大。设曲柄1的角速度为ω,并在铰链C 建立坐标oxy 。由图可知,该机构由构件1、2、3、6组成的曲柄导杆机构和构件3、4、5、6组成的摆动滑块机构组成。机构中错误!未找到引用源。 (i=1,2,3,4)分别表示曲柄l 、机架2、导杆3、连杆4的长度及滑块5的行程用5s 表示。曲柄转动中心A 的坐标(y x H H ,)。
图1 六杆机构运动简图
对构件1、2、3、6组成的曲柄导杆机构进行运动分析。曲柄1转动角度 ϕ、连杆2转动角度 错误!未找到引用源。 及摇杆3转动角度错误!未找到引用源。都是以X 轴正方向为起始边的度量角度,单位为rad 。并设机构初始位置为曲柄1转角
0=ϕ的位置。该机构的位置方程为: ϕθδππi i i i x i y e L e L e L e H e H 1232/+=++ (1) 式(1)中x 、y 轴的分量等式为:
{
θϕδθϕδcos cos cos cos sin sin 213213L L L H L L L H x y +=+-+=+ (2) 当 错误!未找到引用源。 在 3600-作匀速变化时,就可以求出对应的连杆2的转角 错误!未找到引用源。 以及摇杆3的转角δ的值。将式消去 错误!未找到引用
源。 ,得到: ()()22213213cos cos sin sin L L H L L H L x y =--+-+ϕδϕδ (3) 将(3)式分解,并分别定义:
平面六杆机构说课稿
平面六杆机构说课稿
介绍
本文档将介绍平面六杆机构的相关知识和应用。
目标
通过本课程,学生将能够:
- 理解平面六杆机构的基本组成和原理
- 了解平面六杆机构的常见应用领域
- 掌握设计和分析平面六杆机构的方法和工具
内容大纲
1. 平面六杆机构的定义和分类
2. 平面六杆机构的基本组成和作用原理
3. 平面六杆机构的运动分析方法
4. 平面六杆机构的应用案例
5. 平面六杆机构的设计和优化方法
授课方法
本课程将采用以下教学方法:
- 理论讲解:通过课堂讲解介绍平面六杆机构的基本概念和原
理
- 实例演示:通过案例分析展示平面六杆机构的应用实例
- 计算和分析:通过数学计算和工具分析平面六杆机构的运动
特性和性能指标
- 小组讨论:鼓励学生在小组内交流和讨论平面六杆机构的设
计和优化问题
考核方式
学生将通过以下方式进行考核:
- 平时表现:参与课堂讨论和小组活动
- 完成作业:完成指定的设计和分析任务
- 期末考试:对平面六杆机构的基本概念和应用进行考察
参考资料
- J. J. Uicker, Jr., Joseph E. Shigley, and John Joseph Uicker. Theory of Machines and Mechanisms (Oxford University Press, 2016) - 王风云,机械设计基础与CAD/CAE(清华大学出版社,2010)
以上是《平面六杆机构说课稿》的大致内容和纲要。通过本课程的学习,相信学生们将能够更深入地理解和应用平面六杆机构相关知识。
六连杆机构原理
六连杆机构原理
六连杆机构是一种常见的机械连接结构,由六个连杆组成,可以实现特定的运动。它在机械工程中广泛应用于各种机械装置中,如机械手臂、发动机等。
六连杆机构由三对相互平行的连杆组成,每对连杆之间通过铰链连接。其中,两对连杆分别位于机构的两侧,被称为外连杆;另外一对连杆位于机构的中央,被称为内连杆。外连杆与内连杆之间通过转动铰链连接,使得整个六连杆机构能够实现复杂的运动。
六连杆机构的原理基于连杆的运动学和力学原理。在运动学方面,连杆的运动受到其长度、连接方式以及外部驱动力的影响。在力学方面,连杆之间的力矩平衡和力的传递也是六连杆机构实现运动的重要因素。
六连杆机构的运动可以分为两种基本类型:平动和转动。当内连杆作为驱动杆时,机构实现平动运动;而当外连杆作为驱动杆时,机构实现转动运动。通过合理的设计和控制,六连杆机构可以实现各种复杂的运动轨迹和工作任务。
在实际应用中,六连杆机构有着广泛的用途。例如,在机械手臂中,六连杆机构可以实现多自由度的运动,使得机械手臂能够完成各种复杂的操作任务。在发动机中,六连杆机构可以将活塞的直线运动
转化为曲轴的旋转运动,从而驱动车辆的运动。
然而,六连杆机构也存在一些限制和挑战。首先,由于连杆的长度和连接方式对机构性能有重要影响,因此在设计和制造过程中需要仔细考虑这些因素。其次,机构的运动控制和稳定性也是一个挑战,需要采用合适的控制算法和传感器来实现精确的运动控制。
总结起来,六连杆机构是一种重要的机械连接结构,通过连杆的运动学和力学原理实现复杂的运动。它在机械工程领域有着广泛的应用,如机械手臂、发动机等。然而,在实际应用中需要克服一些限制和挑战,才能实现理想的性能和功能。未来随着科学技术的不断进步,六连杆机构的应用前景将会更加广阔。
zl100反转六杆装载机工作机构
满,铲斗斗刃做直线型型(带齿),侧刃做成折线;
j.为了提高铲斗强度和刚度,对斗容3-5m³的中型装载机来说,斗体材料选用20㎜厚的低碳高强度合金钢,斗刃选用厚为38-40㎜的特殊耐磨钢。在一些重要的部位都用加强板和加强筋进行加强。4.1.3铲斗基本参数的确定
把铲斗的回转半径R(即铲斗与动臂铰接点至切削刃之间的距离)作为基本参数,铲斗的其他参数则作为R的函数。R(见下图)的大小不仅直接影响铲斗底壁的长度,而且还直接影响转斗时掘起力及斗容的大小,所以它是一个与整机总体有关的参数。
铲斗参考尺寸
铲斗的回转半径尺寸可按下式计算:
式中 V r—铲斗的额定容量(m³),设计任务书给出V r=5m³
B —铲斗的内侧宽度(m);
λg—铲斗的斗底长度系数,
通常λg =1.4~1.5;
L z =λz R=1.7401m
挡板高度Lk:
L k =λk R=0.1885m
铲斗圆弧半径r :
r=λr R=0.5801m
4.1.4铲斗容量计算与误差判断
a .铲斗容量计算
设计铲斗的额定容量:
V r =SBo-2a ²b/3+ Bo/8- b ²(a+c)/6
式中 S ——铲斗平装容量横截面,单位 ㎡
a ——挡板高度,单位 m ;
b ——铲斗开口长,单位 m ;
c ——堆积高度,单位 m 。
如图所示,铲斗平装容量横截面积 S 由 5 块基本几何图形组成。
计算式为 S=S1+S2+S3+S4+S5
式中 S1—扇形AGF 的面积,单位㎡;
S2—直角三角形△GFN ,单位㎡;
S3—直角三角形△GAC ,单位㎡;
S4—三角形△CGN ,单位㎡;
牛头刨床六杆机构的设计
本科毕业设计(论文)通过答辩
概述
一、机构机械原理课程设计的目的:
机械原理课程设计是高等工业学校机械类专业学生第一次较全面的
机械运动学和动力学分析与设计的训练,是本课程的一个重要实践环节。其基本目的在于:
(1)进一步加深学生所学的理论知识,培养学生独立解决有关本课程实际问题的能力。
(2)使学生对于机械运动学和动力学的分析设计有一较完整的概念。
(3)使学生得到拟定运动方案的训练,并具有初步设计选型与组合以及确定传动方案的能力。
(4)通过课程设计,进一步提高学生运算、绘图、表达、运用计算机和查阅技术资料的能力。
二、机械原理课程设计的任务:
机械原理课程设计的任务是对机械的主体机构(连杆机构、凸轮机构、齿轮机构以及其他机构)进行设计和运动分析、动态静力分析,并根据给定机器的工作要求,在此基础上设计凸轮、齿轮;或对各机构进行运动分析。要求学生根据设计任务,绘制必要的图纸,编写说明书。
三、械原理课程设计的方法:
机械原理课程设计的方法大致可分为图解法和解析法两种。图解法几何概念较清晰、直观;解析法精度较高。根据教学大纲的要求,本设计主要应用图解法进行设计。
目录
概述 (1)
一、机构机械原理课程设计的目的: (1)
二、机械原理课程设计的任务: (1)
三、械原理课程设计的方法: (1)
第一章机构简介: (3)
第二章设计数据: (4)
第三章设计内容: (4)
第一节导杆机构的运动分析 (4)
第二节凸轮机构的设计 (10)
第三节齿轮机构的设计: (16)
第四章设计总结 (18)
第五章参考资料: (19)
[设计名称]牛头刨床
六杆直线导引机构的原理
六杆直线导引机构的原理
六杆直线导引机构是一种用于将旋转运动转化为直线运动的机构,由六根互相连接的杆件组成。它的原理基于杆件之间的约束关系以及角度变化的沟通方式。六杆直线导引机构具有结构紧凑、传动精度高、刚度大等优点,在机械工程领域得到了广泛的应用。
六杆直线导引机构的构成由连杆、导向杆和机架三部分组成。连杆是连接各个杆件的主要组成部份,导向杆是指导连杆运动的杆件,机架是指导向杆的固定位置,使连杆运动在一条直线上。
具体来说,六杆直线导引机构需要满足以下几个条件:
1. 连杆的数目必须为六根,通过两两相连接,形成一个封闭的六边形。
2. 连杆的长度和杆件之间的连接方式需要满足一定的条件,以保证机构的稳定性和可靠性。
3. 导向杆的作用是引导连杆的运动。它们通常以两个相互垂直的导向杆为主,帮助连杆在一条直线上运动。
4. 机架的作用是固定导向杆,并提供支持。它们通常由钢材或铝合金制成,具有足够的刚度和稳定性。
当六杆直线导引机构开始运动时,连杆会产生角度变化。通过适当的杆件连接和导向杆的作用,这种角度变化可以转化为连杆的直线运动,实现了将旋转运动转化为直线运动的效果。
在六杆直线导引机构中,机架、导向杆和连杆的相对位置和角度变化是关键。通过改变各个杆件的长度和连接方式,可以实现不同的直线导引机构形式,如正交型、平行型等。
六杆直线导引机构的应用非常广泛。例如,在工业生产线上,可以用它来实现传动装置的精确控制;在机床领域,可以用它来提高机床的准确性和稳定性;在机械手臂中,可以用它来实现精确的抓取和定位等。
机械原理课程设计六杆机构运动与动力分析
机械原理课程设计六杆机构运动与动⼒分析
⽬录
第⼀部分:六杆机构运动与动⼒分析
⼀.机构分析分析类题⽬ 3 1分析题⽬ 3
2.分析内容 3 ⼆.分析过程 4 1机构的结构分析 4
2.平⾯连杆机构运动分析和动态静⼒分析 5
3机构的运动分析8 4机构的动态静⼒分析18 三.参考⽂献21
第⼆部分:齿轮传动设计
⼀、设计题⽬22
⼆、全部原始数据22
三、设计⽅法及原理22
1传动的类型及选择22 2变位因数的选择22
四、设计及计算过程24
1.选取两轮齿数24
2传动⽐要求24 3变位因数选择24
4.计算⼏何尺⼨25 五.齿轮参数列表26 六.计算结果分析说明28 七.参考⽂献28
第三部分:体会⼼得29
⼀.机构分析类题⽬3(⽅案三)
1.分析题⽬
对如图1所⽰六杆机构进⾏运动与动⼒分析。各构件长度、构件3、4绕质⼼的转动惯量如表1所⽰,构件1的转动惯量忽略不计。构件1、3、4、5的质量G1、G3、G4、G5,作⽤在构件5上的阻⼒P⼯作、P空程,不均匀系数δ的已知数值如表2所⽰。构件3、4的质⼼位置在杆长中点处。
2.分析内容
(1)对机构进⾏结构分析;
(2)绘制滑块F的运动线图(即位移、速度和加速度线图);
(3)绘制构件3⾓速度和⾓加速度线图(即⾓位移、⾓速度和⾓加速度线图);
(4)各运动副中的反⼒;
(5)加在原动件1上的平衡⼒矩;
(6)确定安装在轴A上的飞轮转动惯量。
图1 六杆机构
⼆.分析过程:
通过CAD制图软件制作的六杆机构运动简图:
图2 六杆机构
CAD所做的图是严格按照题所给数据进⾏绘制的。并机构运动简图中活动构件的序号从1开始标注,机架的构件序号为0。每个运动副处标注⼀个字母,该字母既表⽰运动副,也表⽰运动副所在位置的点,在同⼀点处有多个运动副,如复合铰链处或某点处既有转动副⼜有移动副时,仍只⽤⼀个字母标注。见附图2所⽰。
六杆机构的特点及应用
六杆机构的特点及应用
六杆机构是指由六根杆件连接而成的机构,具有特定的结构特点和运动特性。它是由机械工程中常见的机构之一,广泛应用于各类运动装置和工业设备中。在以下部分,我将详细介绍六杆机构的特点及其应用。
首先,六杆机构的特点主要包括以下几个方面:
1. 结构复杂且刚性良好:六杆机构由六根杆件相互连接而成,杆件的连接点形成六边形结构。这种结构具有较大的刚性,能够保持机构的稳定性和工作效率。
2. 运动自由度高:六杆机构有六根杆件,每根杆件都可以作为驱动杆件或连接杆件,从而使机构具有较高的运动自由度。通过合理的布置和驱动方式,可以实现复杂的运动路径和运动模式。
3. 平行四边形运动:六杆机构的运动特点之一是平行四边形运动。当其中两个相邻杆件作为驱动杆件,其他四个杆件作为连接杆件时,机构的运动路径将呈现出平行四边形的规律。这种运动规律在某些工业应用中具有重要意义。
4. 运动精度高:六杆机构的杆件长度和角度可以根据实际需求进行设计和调整,从而实现机构运动的高精度和稳定性。这在一些需要精确定位和控制的应用中非常重要。
接下来,我将介绍六杆机构的应用领域:
1. 机械工业:六杆机构在机械工业中广泛应用于各种类型的传动装置和运动装置。例如,它可以用于实现复杂的导向和定位运动,用作自动装配机器人的关键部件,用于提高机械设备和生产线的自动化程度和生产效率。
2. 汽车工业:六杆机构可以应用于汽车悬挂系统中。它可以用来调节汽车悬挂系统的刚度和行程,改善车辆的乘坐舒适性和稳定性。此外,六杆机构还可以用于变速器和转向系统等关键部件,提高汽车的驾驶性能和操控性能。
机械原理课程设计说明书--平面六杆机构
机械原理课程设计说明书
设计题目:平面六杆机构
学院:机械工程学院
姓名:林立
班级:机英101
同组人员:刘建业张浩
指导老师:王淑芬
题目三:平面六杆机构
.
一. 机构简介
1.此平面六杆机构主要由一个四杆机构,和一个曲柄滑块机
构构成,其中四杆机构是由1杆,2杆,3杆和机架构成的
曲柄摇杆机构,1杆为主动件,转速为90rpm ,匀速转动。
其中滑块机构由3杆,4杆,滑块5和机架构成,以四杆机
构的摇杆为主动件
2.设计要求:各项原始数据如图所示,要求对机构的指定位
置进行运动分析和动态静力分析,计算出从动件的位移,速
度(角速度),加速度(角加速度)和主动件的平衡力偶M ,
进行机构运动分析,建立数学模型。之后进行动态静力分析,
建立数学模型,必须注意,工作行程和返回行程阻力的大小,
方向,主动件处于何位置时有力突变,需要计算两次。
二. 机构运动分析:
1.首先分析1杆,2杆,3杆和机架组成的四杆机构,可列
复数矢量方程 (1-1) 应用欧拉公式 将实部和虚部分 离得
332211cos cos cos θθθl b l l +=+ 332211sin sin sin θθθl a l l +=+
把以上两式消元整理得0cos sin 33=++C
B A θθ
36213621θθθθi i i i l e l l l e e e +=+θ
θθsin cos i i +=e
其中
)sin cos (22cos 22sin 21112223212231313131θθθθa b l b a l l l C b
l l l B a
六杆插床机构设计个人总结
六杆插床机构设计个人总结
我们需要了解六杆插床机构的基本原理。它由六根杆组成,每根杆都可以绕着一个固定点旋转。当杆的长度不同时,它们可以实现不同的运动。例如,当所有杆都在同一平面内时,它们可以形成一个平面机构;当杆与杆之间有角度时,它们可以形成一个曲面机构。六杆插床机构还可以用于制造各种机械设备和工具。
我们需要掌握六杆插床机构的设计方法。在设计过程中,我们需要考虑以下几个方面:
确定机构的功能和要求。不同的机构具有不同的功能和要求,因此我们需要根据具体情况来确定设计方案。
选择合适的杆长和角度。杆长和角度的选择对机构的运动性能有很大影响,因此需要仔细考虑。
确定杆件的数量和位置。杆件的数量和位置也会影响机构的运动性能,因此需要进行合理的规划。
设计合适的连接方式。连接方式对机构的稳定性和可靠性有很大影响,因此需要选择合适的连接方式。
我想分享一下我在设计六杆插床机构时的体会和经验:
在设计过程中要注重细节。一些看似微不足道的小问题可能会影响整
个机构的运动性能,因此需要认真对待每一个细节。
要善于利用数学知识。六杆插床机构涉及到很多数学知识,如三角函数、向量等,因此需要熟练掌握这些知识。
要勇于尝试新的设计方案。有时候传统的设计方案可能无法满足我们的要求,这时候就需要尝试一些新的方法和思路。
六杆插床机构是一种非常有用的机械原理和机构设计知识。通过学习和实践,我们可以更好地理解它的原理和应用,并为今后的工作和研究打下坚实的基础。
平面六杆机构运动分析
平面六杆机构运动分析
平面六杆机构的结构由六个连杆组成,其中包括三个固定连杆和三个可动连杆。固定连杆通常被称为定态杆,可动连杆则被称为转动杆。根据转动杆的数量和连杆相互连接的方式,平面六杆机构可以分为多种类型,如四杆机构、多杆机构等。
在运动分析中,首先需要确定平面六杆机构的运动副,即确定机构中的可动部分和约束部分。在平面六杆机构中,三个固定连杆固定在轴上,不发生相对运动,因此构成了三个约束副。而另外三个可动连杆可以沿着其中一方向进行平移或转动,从而实现不同的运动形式。
平面六杆机构的运动是通过连杆相互连接而实现的。连杆之间的连接点称为铰链,铰链的位置确定了连杆之间的运动关系。根据铰链的位置不同,连杆之间可以形成不同的树状结构,如三杆树状结构、四杆树状结构等。通过这些连杆和铰链的组合,平面六杆机构可以实现复杂的运动路径和运动轨迹。
在几何分析中,可以利用连杆的长度和连接点位置来确定连杆的运动范围和运动路径。通过使用向量和矩阵的运算,可以推导出连杆的运动方程和运动状态方程。这些方程可以用来描述连杆的位移、速度和加速度,并进一步分析机构的运动性能和稳定性。
在力学分析中,可以应用牛顿定律和动力学原理来分析连杆之间的力学关系和力学性能。通过建立连杆之间的功率传递和力矩平衡方程,可以计算出机构的输入功率和输出功率,并进一步分析机构的能量转换和运动效率。
平面六杆机构的运动分析在工程设计中具有广泛的应用。它可以用来实现复杂的运动路径和运动轨迹,广泛应用于各种机械设备和机器人的设计中。例如,在运动控制领域,平面六杆机构可以用来控制机械臂的运动轨迹和末端位置,实现精确的定位和操作。在工业自动化领域,平面六杆机构可以用来控制机器人的运动路径和运动速度,实现灵活的操作和自动化生产。
六连杆机构原理
六连杆机构原理
六连杆机构是一种常见的机械传动装置,它由六个连杆组成,能够将旋转运动转化为直线运动或者将直线运动转化为旋转运动。六连杆机构具有结构简单、运动稳定等特点,在机械工程中有着广泛的应用。
六连杆机构的基本结构由两个平行的基准连杆和四个连接连杆组成。其中,基准连杆是固定不动的,连接连杆可以绕着基准连杆旋转。通过调整各个连杆的长度和连接点的位置,可以实现不同的运动功能。
六连杆机构的运动原理可以通过以下几个步骤来描述:
1. 首先,确定机构的运动要求和工作方式。根据具体的应用需求,确定机构需要实现的运动模式,如直线运动、旋转运动或者复杂的轨迹运动。
2. 其次,设计连杆的长度和连接点的位置。根据机构的运动要求,设计各个连杆的长度和连接点的位置。通过调整这些参数,可以实现不同的运动功能。
3. 接着,确定连杆的转动方式。六连杆机构中的连接连杆可以绕着基准连杆旋转,其转动方式可以通过选择合适的传动装置来实现,如齿轮传动、皮带传动等。
4. 然后,进行运动分析。通过运动学分析,可以计算出各个连杆的角度和速度,从而确定机构的运动特性和性能。
5. 最后,进行实际制造和调试。根据设计结果,制造出机构的各个零部件,并进行组装和调试。通过实际运行测试,验证机构的性能和可靠性。
六连杆机构的应用非常广泛。在工业生产中,六连杆机构可以用于传动和控制各种机械设备,如机床、自动化生产线等。在汽车行业中,六连杆机构常被应用于发动机和悬挂系统中,实现高效的动力传输和运动控制。此外,六连杆机构还可以用于机器人、航空航天设备等领域,为各种机械系统提供动力支持和运动控制。
六杆机构动力学分析
西北农林科技大学机械系统动力学结课报告
姓名:何焱
班级:机制113班学号:2011012760 日期:2014.5.15
六杆机构的动力学分析
如下为六杆机构的简图,其中OA杆处的曲柄传动机构为原动件,其动力由电机提供并通过齿轮传递过来。设图中齿轮传动为一对标准安装的标准渐开线直齿圆柱齿轮完成,则正压力N与两节圆公切线的夹角等于分度圆压力角20度考虑与N垂直的齿面滑动摩擦力F,将其简化为恒力,方向指各齿轮O一侧,则啮合力方向可知。对六杆机构进行动力学分析,在受力分析后列动力学方程。
为采用逐次方程组求解法,在同一杆件两铰链点连线上,以切、法线方向设置某些铰链点力,其他方向则以x,y方向设置。作受力分析图如下:
以滑块D 为研究对象,列动力学方程:
D
D y D D x D N F g m D N x m P D F 16600μ==--=-+--
以BAD 杆为研究对象,列动力学方程:
0)()()(0sin cos cos sin 0cos sin sin cos 33333333333333333=-------==---+-+=---++B B BA A B C x B C y B B B A A B B A A x x x g m J L N y y C x x C M y m g m F N N F D x m F N N F D Y α
αααααααα 以滑块A 为研究对象,列动力学方程:
A
A A A A A A A A T A A A A y A A A x N F y y x x x y m x x g m J L
机械原理6杆机构设计实例
机械原理6杆机构设计实例
机械原理中的六杆机构是一种基本的机械结构,由六个连杆组成,可以实现特定的运动和转换功能。本文将为您提供一个六杆机构的设计实例,以便更好地理解其工作原理和应用。
1. 设计目标:
我们的设计目标是创建一个六杆机构,可以将旋转运动转换为直线运动。该机构将用于驱动一个线性推进器,以实现物体在直线轴上的移动。
2. 机构设计:
为了实现我们的设计目标,我们选择了一种常见的六杆机构类型,即双曲线传动机构。该机构由两个相交的双曲线连杆和四个普通连杆组成。其中两个普通连杆连接驱动轴和双曲线连杆,另外两个普通连杆连接双曲线连杆和线性推进器。
3. 工作原理:
当驱动轴旋转时,通过连杆的连接,双曲线连杆也开始旋转。由于双曲线曲面的特性,使得连接在其上的普通连杆产生复杂的运动轨迹。这种运动轨迹可以被利用,使得线性推进器在直线轴上产生直线运动。
4. 应用:
这种六杆机构设计可以广泛应用于需要将旋转运动转换为直线运动的场景中。例
如,在自动化生产线中,可以使用该机构实现工件的装配和定位。另外,在机床中,该机构也可以用于驱动刀具进行直线切削操作。
5. 设计考虑:
在进行六杆机构设计时,需要考虑以下几个因素:
- 机构尺寸:根据特定应用的需求,确定机构的尺寸和比例。
- 运动平稳性:为了确保机构运动平稳,需要进行合理的连杆长度和角度的选择。- 载荷承受能力:根据应用场景中的负载要求,设计机构以承受相应的载荷。- 动力传递效率:通过减少摩擦和能量损失来提高机构的动力传递效率。
6. 结论:
通过设计一个六杆机构,我们成功地实现了将旋转运动转换为直线运动的目标。该机构可以在自动化生产线和机床等领域中发挥重要作用。在设计过程中,我们需要考虑机构尺寸、运动平稳性、载荷承受能力和动力传递效率等因素。这个设计实例展示了六杆机构在实际应用中的重要性和灵活性。
六杆机构运动分析
机械原理课程设计
六杆机构运动分析
学院:工程机械
专业:机械设计制造及其自动化
班级:25041004
设计者:王东升于新宇
2013年 1月8日一、分析题目
如图1所示六杆机构,对其进行运动和动力分析。已知数据如表1所示。
r1=r3=L2=110mm ,L4=600mm ,L AD=39mm ,n1=40r/min ,L CS4=220mm.
图1 六杆机构
二、分析内容
(1)进行机构的结构分析;
如2图所示,建立直角坐标系。机构中活动构件为1、2、3、4、5,即活动构件数n=5。A、C、B、D、E处运动副为低副(6个转动副,1个移动副),共7个,即P l=7。则机构的自由度为:F=3n-2P l=3Χ5-2Χ7=1。
图2(a)图2(b) 图2(c)
如图2,拆出基本杆组,(a)为原动件,(b)、(c)为二级杆组,该机构是由机架0、原动件1和2个Ⅱ级杆组组成,故该机构是Ⅱ级机构。
(2)绘制滑块E的运行线图;
利用JYCAE软件求解。
1、将题设所给的原始数据(机构的活动构件数、转动副数、移动副数、己知长度值总数
和机构的自由度)分别输入JYCAE软件中,如图3:
图3—1
图3—2
图3—3
图3—4
2、机构的运动分析
输入完所有的原始数据以后,开始运动分析。求E点的运动线图,要选取基本单元5,但是利用基本单元5的条件是已知C点的运动状态,所以先利用基本单元1、2求得C点的运动状态,然后求的E点运动线图。如图4。
图4—1 解得B点运动参数
图4—2 解得C点运动参数
图4—3 解得E点运动参数共选取3个基本单元,如图4—4,然后运算。
六连杆机构原理
六连杆机构原理
六连杆机构是由六个杆件连接而成的机构,它由一个固定件、两个连接件和三个活动件组成。其原理如下:
1. 固定件:六连杆机构的固定件是一个不动的杆件,通常被固定在机构的底座上,提供固定支撑。
2. 连接件:六连杆机构的连接件是两个与固定件连结的杆件,通常被连接在固定件的两个端点,并与其他杆件连接在一起。它们可以是连接两个杆件的中间杆件,也可以是分别连接在两个杆件的两端。
3. 活动件:六连杆机构的活动件是通过连接件连接在一起的三个杆件,它们可以由固定件和两个连接件提供的支撑点进行运动。其中一根杆件被称为连接杆,两根杆件被称为主动杆和从动杆。
4. 原理:当主动杆绕连接点进行旋转时,通过连接杆和从动杆的连接,从动杆也会跟随主动杆做相应的旋转运动。这使得从动杆上的活动点可以沿着一条规定的轨迹进行运动。
5. 目的:六连杆机构通常用于需要进行复杂运动轨迹的机械系统中,例如制造机器人、自动装配机械等。它可以将旋转运动转化为直线运动,从而实现特定的功能和任务。
需要注意的是,六连杆机构的设计和运动学分析较为复杂,需要综合考虑各种因素,如运动学条件、机构刚度、载荷分布等。
因此,在实际应用中需要仔细评估和优化设计,并考虑使用适当的控制方法来实现所需的运动和功能。
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(4)
则
(5)
2)角速度分析 分别将(式 2) (式 4)对时间取一次导数,可得
3
l2 2 sin 2 l3 3 sin 3 l1 1 sin 1 l2 2 cos 2 l3 3 cos 3 l1 1 cos 1 2 (l2 sin 2 l2 'sin(2 )) l5 5 sin 5 l6 6 sin 6 l1 1 sin 1 (6) 2 (l2 cos 2 l2 'cos(2 )) l5 5 cos 5 l6 6 cos 6 l1 1 cos 1
4
2 l2 2 cos 2 l3 3 cos 3 0 0 3 l2 2 sin 2 l3 3 sin 3 0 0 0 l5 5 cos 5 l6 6 cos 6 5 2 (l2 cos 2 l2 'cos(2 )) (l sin l 'sin( )) 0 l5 5 sin 5 l6 6 sin 6 6 2 2 2 2 2
大作业(一)
平面六杆机构的运动分析
1.题目说明
所示为一平面六杆机构。设已知各构件的尺寸如下表 所示,又知原动件 1 以等角速度ω1=1rad/s 沿逆时针方向 回转,试求各从动件的角位移、角速度及角加速度以及 E 点的位移、速度及加速度的变化情况。 已知其尺寸参数如下表所示:
组 号 3-A
L1
26.5
L2
105.6
L2’
65
L3
70
L4
87.5
L5
48.4
L6
39.0
α
600
xG
153.5
yG
41.7
1
题目要求:
两人一组计算出原动件从 0 到 360 时 (计算点数 36) 所要求的各 运动变量的大小,并绘出运动曲线图及 E 点轨迹曲线。
2.题目分析
1)位置分析 建立封闭矢量多边形 l1+l2= l4+l3 l1+l2+ l2’= AG+l5+l6 (1 )
有:
x l4 l3c o s l o s2 ( 3 2 ' c e l s i n 3 l s i n ( ) 2 2 ye 3
y ye tan g xe x g ( x e x g ) 2 ( y y ) 2 l5 2 l6 2 e g cos 2 2l5 ( x e x g ) ( y y ) 2 e g 5 ' 5 5 ' y e l5 sin 5 ' y g tan 6 x e l5 cos 5 ' x g
v ex l3 3 sin 3 l2 '2 sin(2 ) l cos 3 l2 '2 cos(2 ) v ey 3 3
解之可得 2 , 3 , 5 , 6 , 阵形式 (7)
v
ex
,
v
ey
6
六杆机构各个杆的角位移曲线
六杆机构各个杆的角速度数据
θ 1 角位移: 单位 (°) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 ω2 ω3 ω5 ω6 角速度:单位(rad/s) -0.434 -2.879 -0.288 -3.562 -0.132 -2.834 0.013 -2.459 0.134 -2.358 0.229 -2.481 0.3 -2.859 0.351 -3.634 0.385 -4.881 0.405 -4.654 0.414 -2.447 0.414 -1.102 0.406 -0.977 0.39 -0.57 0.368 -0.343 0.341 -0.224 0.309 -0.171 0.272 -0.162 0.232 -0.181 0.19 -0.219
解之可得
(3)
tan(3 / 2) ( A A2 B2 C 2 ) / ( B C )
实际运动中 0 3 ,故‘ ’适当选择;
tan 2
l3 sin 3 l1 sin 1 l4 l3 cos 3 l1 sin 1
求 5 , 6 :
125.973 98.642 81.481 71.385 65.818 62.999 61.41 59.033 51.123 28.11 355.428 328.859 310.393 297.483 288.064 280.873 275.144 270.387 266.257 262.493 258.879 255.242 251.447 247.411 243.109 238.577 233.908 229.226 224.664 220.321 216.205 212.141 207.552 200.881 187.953 161.236
1 l1 cos 1 1 l1 sin 1 1 l cos 1 1 1 l sin 1 1 1
(10)
3 , 5 , 采用高斯消去法可求解 (式 10) 可解得角加速度 2 ,
6 。
(8)
E 点速度
v l 'sin( ) l sin ex 2 2 3 3 2 v ey l2 'cos(2 ) l3 cos 3 3
(9)
采用高斯消去法可求解(式 8)可解得角速度 2 , 3 , 5 , 6 ; (3)角加速度分析 分别将(式 2) (式 3)对时间取二次导数,可得加速度关系
将机构的封闭矢量方程式(1)写成在两坐标上的投影式:
l1 cos 1 l2 cos 2 l4 l3 *cos 3 l sin 1 l2 sin 2 l3 sin 3 1 l cos l cos l 'cos( ) 1 1 2 2 2 2 x g l5 cos 5 l6 cos 6 l sin 1 l2 sin 2 l2 'sin(2 ) y l5 sin 5 l6 *sin 6 g 1
化简整理成方程左边仅含未知量项的形式,即得:
l2 cos 2 l3 cos 3 l4 l1 cos 1 l sin 2 l3 sin 3 l1 sin 1 2 l cos l 'cos( ) l cos l cos l cos (2) 2 2 2 2 5 5 6 6 1 xg 1 l sin 2 l2 'sin(2 ) l5 sin 5 l6 sin 6 y l1 sin 1 g 2
在求解(式 2)中各变量时,用牛顿迭代法会比较直观求 2 , 3 ; 式(2)中由(1) (2)消去 2 得
l22 l32 l42 l12 2l 3l4 cos 3 2l1 l3 cos(3 1 ) 2l1 l4 cos 1
经整理后并可简化为
2 l2 sin 2 l3 sin 3 0 0 3 l2 cos 2 l3 cos 3 0 0 l sin l 'sin( ) 0 l5 sin 5 l6 sin 6 5 2 2 2 2 l cos l 'cos( ) 0 l5 cos 5 l6 cos 6 6 2 2 2 2
3.程序数据:
表一六杆机构各个杆的角位移
5
θ 1
θ 2
θ 3 角位移:单位(°) 72.765 69.134 67.037 66.458 67.212 69.047 71.71 74.978 78.668 82.626 86.731 90.879 94.983 98.966 102.762 106.312 109.564 112.472 114.999 117.111 118.784 119.993 120.72 120.946 120.647 119.8 118.372 116.325 113.617 110.205 106.061 101.188 95.659 89.657 83.514 77.706
322.59 299.43 285.25 276.08 269.39 263.77 258.21 251.4 239.86 216.63 187.66 166.33 153.4 145.85 141.4 138.64 136.71 135.07 133.37 131.38 128.95 126.01 1பைடு நூலகம்2.52 118.5 113.99 109.04 103.67 97.868 91.565 84.606 76.759 67.689 56.881 43.29 24.225 355.19
。将(式 6) (式 7)写成矩
2 l1 sin 1 l2 sin 2 l3 sin 3 0 0 l2 cos 2 l3 cos 3 0 0 l cos 1 3 1 1 l sin l 'sin( ) l sin 0 l sin l sin 2 2 2 5 5 6 6 5 1 2 2 l cos l 'cos( ) 0 l5 cos 5 l6 cos 6 6 2 2 2 l1 cos 1 2
θ 5
θ 6
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350
39.28 35.158 31.636 28.831 26.733 25.265 24.335 23.854 23.755 23.982 24.498 25.277 26.298 27.551 29.025 30.712 32.601 34.678 36.926 39.318 41.821 44.393 46.984 49.531 51.963 54.197 56.139 57.681 58.704 59.081 58.686 57.407 55.18 52.031 48.113 43.729
Asin 3 Bcos 3 C 0
2
A 2l 1l3 sin 1 B 2l3 (l 1cos 1 l4 ) 式中: 2 2 2 2 C l2 l1 l3 l4 2l1 l4 cos 1