机械原理课程设计--基于矢量图解法的平面六杆机构运动分析
平面六杆机构课程设计
平面六杆机构课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握平面六杆机构的基本构成和特点，理解其运动规律和动力学特性。
2. 使学生了解平面六杆机构在实际工程中的应用，并能结合具体案例进行分析。
3. 帮助学生理解平面六杆机构与其他类型机构之间的区别与联系。
技能目标：1. 培养学生运用平面六杆机构进行简单机构设计的能力，能够根据实际需求进行参数优化。
2. 提高学生运用计算机软件（如CAD等）进行平面六杆机构运动仿真和分析的能力。
3. 培养学生运用数学工具对平面六杆机构进行运动学和动力学计算的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械设计学科的兴趣和热情，激发其创新意识和探索精神。
2. 培养学生具备良好的团队合作精神和沟通能力，使其在项目实践中能够相互协作、共同进步。
3. 引导学生关注我国机械工程技术的发展，培养其爱国情怀和社会责任感。
本课程针对高年级学生，结合学科特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果，以使学生能够在实际操作中掌握平面六杆机构的相关知识，提高综合运用能力。
在教学过程中，注重理论联系实际，充分调动学生的主观能动性，培养其创新意识和实践能力。
通过本课程的学习，使学生能够为今后的机械设计工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 平面六杆机构基本概念：介绍平面六杆机构的定义、分类及其应用场景，对应教材第二章第一节。
- 六杆机构的构成与特点- 六杆机构的运动副类型及功能2. 平面六杆机构运动分析：- 分析平面六杆机构的运动规律，对应教材第二章第二节；- 掌握平面六杆机构的自由度和速度、加速度的计算方法。
3. 平面六杆机构动力学分析：- 动力学基本方程及其应用，对应教材第二章第三节；- 力、力矩和功率的计算方法。
4. 平面六杆机构设计方法：- 介绍平面六杆机构设计的基本原则和步骤，对应教材第二章第四节；- 结合实际案例，进行参数设计和优化。
5. 计算机辅助设计与分析：- 利用CAD软件进行平面六杆机构建模和运动仿真，对应教材第二章第五节；- 学会对仿真结果进行分析和优化。
六杆机构
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
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
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
322.59 299.43 285.25 276.08 269.39 263.77 258.21 251.4 239.86 216.63 187.66 166.33 153.4 145.85 141.4 138.64 136.71 135.07 133.37 131.38 128.95 126.01 122.52 118.5 113.99 109.04 103.67 97.868 91.565 84.606 76.759 67.689 56.881 43.29 24.225 355.19
机械原理课程设计大作业平面六杆机构
evy=0:360;
ev=0:360;
fori=1:1:361
evx(i)=-l6*w6(i)*sind(thed6(i))-l5*w5(i)*sind(thed5(i));
evy(i)=l6*w6(i)*cosd(thed6(i))+l5*w5(i)*cosd(thed5(i));
%angularvelocity.m%
%-------------------------角速度-------------------------%
w2=0:360;
w3=0:360;
w5=0:360;
w6=0:360;
fori=1:1:361
V1=[-105.6*sind(thed2(i)) 67.5*sind(thed3(i)) 0 0;
ev(i)=(evx(i)^2+evy(i)^2)^0.5;
end
figure(4);
x=0:360;
y1=[evx;evy;ev];
plot(x,y1);
xlabel('\theta1');
ylabel('Evx,Evy,Ev');
gridminor;
legend('Evx','Evy','Ev');
L4
L5
L6
α
xG
yG
1-A
26.5
105.6
65.0
67.5
87.5
34.4
25.0
600
153.5
41.7
题目要求：
两人一组计算出原动件从0到360时（计算点数361）所要求的各运动变量的
机械原理大作业平面连杆机构报告
平面连杆机构的运动分析（题号：平面六杆机构）一、题目说明图示为一平面六杆机构。
设已知各构件的尺寸如表1所示，又知原动件1以等角速度ω1=1 rad/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：二、题目分析1、建立封闭图形：L 1 + L 2= L 3+ L 4组号1ll2l 3 l 4 l 5 l 6 α A B C2-A2-B 2-C26.5 67.5 87.5 52.4 43.0 60l 2=116.6 l 2=111.6l 2=126.6L 1 + L 2= L 5+ L 6+AG2、机构运动分析：a 、角位移分析由图形封闭性得：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⋅-⋅+=+-⋅-⋅+⋅⋅-⋅+=+-⋅-⋅+⋅⋅=⋅+⋅+⋅=⋅+⋅55662'2221155662'222113322114332211sin sin )sin(sin sin cos cos )cos(cos cos sin sin sin cos cos cos θθθαπθθθθθαπθθθθθθθθL L y L L L L L x L L L L L L L L L L G G 将上式化简可得：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⋅-⋅+-⋅+⋅-=⋅-⋅+-⋅+⋅⋅-=⋅-⋅⋅-=⋅-⋅G G y L L L L L x L L L L L L L L L L L 66552'233466552'2331133221143322sin sin )sin(sin cos cos )cos(cos sin sin sin cos cos cos θθαθθθθαθθθθθθθθb 、角速度分析上式对时间求一阶导数，可得速度方程：化为矩阵形式为：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⋅⋅-⋅⋅+⋅-⋅+⋅⋅=⋅⋅+⋅⋅-⋅-⋅-⋅⋅-⋅⋅-=⋅⋅-⋅⋅⋅⋅=⋅⋅+⋅⋅-0cos cos )cos(cos 0sin sin )sin(sin cos cos cos sin sin sin 66655522'233366655522'2333111333222111333222ωθωθωαθωθωθωθωαθωθωθωθωθωθωθωθL L L L L L L L L L L L L L⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⋅-⋅⋅=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⋅⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⋅-⋅⋅-⋅⋅⋅-⋅--⋅-⋅-⋅⋅⋅-00cos sin cos cos cos )cos(sin sin sin )sin(00cos cos 00sin sin 1111165326655332'26655332'233223322θθωωωωωθθθαθθθθαθθθθθL L L L L L L L L L L L L Lc 、角加速度分析：矩阵对时间求一阶导数，可得加速度矩阵2233222333'223355665'22335566622332233'22sin sin 0cos cos 00sin()sin sin sin cos()cos cos cos cos cos 00sin sin 00cos(L L L L L L L L L L L L L L L L L θθεθθεθαθθθεθαθθθεθθθθθα-⋅⋅⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⋅-⋅⎢⎥⎢⎥⋅=⎢⎥⎢⎥-⋅--⋅-⋅⋅⎢⎥⎢⎥⋅-⋅⋅-⋅⎣⎦⎣⎦-⋅⋅-⋅⋅⋅-211221123123355665'2223355666cos sin )cos cos cos 0sin()sin sin sin 0L L L L L L L L L θωθωωθθθωθαθθθω⎡⎤⋅⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⋅⎢⎥⎢⎥⎢⎥⋅+⋅⎢⎥⎢⎥⎢⎥⋅⋅-⋅⎢⎥⎢⎥⎢⎥⋅-⋅⋅-⋅⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦d 、E 点的运动状态位移：⎩⎨⎧⋅-⋅+=⋅-⋅+=55665566sin sin cos cos θθθθL L y y L L x x G EG E速度：⎪⎩⎪⎨⎧⋅⋅-⋅⋅=⋅⋅+⋅⋅-=555666555666cos cos sin sin ωθωθωθωθL L v L L v yx E E 加速度：⎪⎩⎪⎨⎧⋅⋅-⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅-=⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅-⋅⋅-=5552555666266655525556662666cos sin cos sin sin cos sin cos εθωθεθωθεθωθεθωθL L L L a L L L L a yx E E三、流程图四、源程序#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<math.h>#define PI 3.1415926#define N 4void Solutionangle(double [18],double ); /*矢量法求角位移*/void Solutionspeed(double [N][N],double [N],double [18],double ); /*角速度求解*/void Solutionacceleration(double [N][N],double [N][N],double [N],double [18]);/*角加速度求解*/void GaussianE(double [N][N],double [N],double [N]);/*高斯消去*/void FoundmatrixA(double [18],double [N][N]); //创建系数矩阵Avoid FoundmatrixB(double [18],double ,double [N]);//创建系数矩阵Bvoid FoundmatrixDA(double [18],double [N][N]);//创建矩阵DAvoid FoundmatrixDB(double [18],double ,double [N]);//创建矩阵DB//定义全局变量double l1=26.5,l2=111.6,l3=67.5,l4=87.5,l5=52.4,l6=43.0;double l2g=65.0,xg=153.5,yg=41.7,inang=60*PI/180,as1=1.0;//主函数void main(){int i,j;FILE *fp;double shuju[36][18];double psvalue[18],a[N][N],da[N][N],b[N],db[N],ang1;//建立文件，并制表头if((fp=fopen("filel","w"))==NULL){printf("Cann't open this file.\n");exit(0);}fprintf(fp,"\n The Kinematic Parameters of Point 5\n"); fprintf(fp," ang2 ang3 ang5 ang6"); fprintf(fp," as2 as3 as5 as6"); fprintf(fp," aas2 aas3 aas5 aas6");fprintf(fp," xe ye vex vey aex aey\n");//计算数据并写入文件for(i=0;i<36;i++){ang1=i*PI/18;Solutionangle(psvalue,ang1);FoundmatrixB(psvalue,ang1,b);FoundmatrixA(psvalue,a);Solutionspeed(a,b,psvalue,ang1);FoundmatrixDA(psvalue,da);FoundmatrixDB(psvalue,ang1,db);Solutionacceleration(a,da,db,psvalue);for(j=0;j<4;j++){shuju[i][j]=psvalue[j]*180/PI;}for(j=4;j<18;j++){shuju[i][j]=psvalue[j];}fprintf(fp,"\n");for(j=0;j<18;j++)fprintf(fp,"%12.3f",shuju[i][j]);}fclose(fp);//输出数据for(i=0;i<36;i++){ang1=i*PI/18;printf("\n输出ang1=%d时的求解\n",i*10);printf("angle angspeed angacceleration E:\n"); for(j=0;j<4;j++)printf("%lf\t",shuju[i][j]);printf("\n");for(j=4;j<8;j++)printf("%lf\t",shuju[i][j]);printf("\n");for(j=8;j<12;j++)printf("%lf\t",shuju[i][j]);printf("\n");for(j=12;j<18;j++)printf("%lf\t",shuju[i][j]);printf("\n");}}/*矢量法求角位移*/void Solutionangle(double value[18],double ang1){double xe,ye,A,B,C,phi,alpha,csn,ang5g,d2,d,ang2,ang3,ang5,ang6; A=2*l1*l3*sin(ang1);B=2*l3*(l1*cos(ang1)-l4);C=l2*l2-l1*l1-l3*l3-l4*l4+2*l1*l4*cos(ang1);ang3=2*atan((A+sqrt(A*A+B*B-C*C))/(B-C));if(ang3<0)//限定ang3大小{ang3=2*atan((A-sqrt(A*A+B*B-C*C))/(B-C));}ang2=asin((l3*sin(ang3)-l1*sin(ang1))/l2);xe=l4+l3*cos(ang3)+l2g*cos(ang2-inang);ye=l3*sin(ang3)+l2g*sin(ang2-inang);phi=atan2((yg-ye),(xg-xe));d2=(yg-ye)*(yg-ye)+(xg-xe)*(xg-xe);d=sqrt(d2);csn=(l5*l5+d2-l6*l6)/(2.0*l5*d);alpha=atan2(sqrt(1.0-csn*csn),csn);ang5g=phi-alpha;ang5=ang5g-PI;ang6=atan2(ye+l5*sin(ang5g)-yg,xe+l5*cos(ang5g)-xg);value[0]=ang2;value[1]=ang3;value[2]=ang5;value[3]=ang6;value[12]=xe;value[13]=ye;//限定角度大小for(int i=0;i<4;i++){while(value[i]>2*PI)value[i]-=2*PI;while(value[i]<0)value[i]+=2*PI;}}/*角速度求解*/void Solutionspeed(double a2[N][N],double b2[N],double value[18],double ang1) {double ang2,ang3;ang2=value[0];ang3=value[1];double p2[N];GaussianE(a2,b2,p2);value[4]=p2[0];value[5]=p2[1];value[6]=p2[2];value[7]=p2[3];value[14]=-l3*value[5]*sin(ang3)-l2g*value[4]*sin(ang2-inang);value[15]=l3*value[5]*cos(ang3)+l2g*value[4]*cos(ang2-inang);}/*角加速度求解*/void Solutionacceleration(double a3[N][N],double da3[N][N],double db3[N],double value[18]){int i,j;double ang2,ang3;ang2=value[0];ang3=value[1];double bk[N]={0};double p3[N];for(i=0;i<N;i++){for(j=0;j<N;j++){bk[i]+=-da3[i][j]*value[4+j];}bk[i]+=db3[i]*as1;}GaussianE(a3,bk,p3);value[8]=p3[0];value[9]=p3[1];value[10]=p3[2];value[11]=p3[3];value[16]=-l3*value[9]*sin(ang3)-l3*value[5]*value[5]*cos(ang3)-l2g*value[8]*si n(ang2-inang)-l2g*value[4]*value[4]*cos(ang2-inang);value[17]=l3*value[9]*cos(ang3)-l3*value[5]*value[5]*sin(ang3)+l2g*value[8]*cos (ang2-inang)-l2g*value[4]*value[4]*sin(ang2-inang);}/*高斯消去法解矩阵方程*/void GaussianE(double a4[N][N],double b4[N],double p4[N]){int i,j,k;double a4g[N][N],b4g[N],t;for(i=0;i<N;i++)for(j=0;j<N;j++)a4g[i][j]=a4[i][j];for(i=0;i<N;i++)b4g[i]=b4[i];//使主对角线上的值尽可能大if(a4g[0][0]<a4g[1][0] && a4g[0][1]>a4g[1][1]){for(j=0;j<N;j++){t=a4g[0][j];a4g[0][j]=a4g[1][j];a4g[1][j]=t;}t=b4g[0];b4g[0]=b4g[1];b4g[1]=t;}if(a4g[2][2]<a4g[3][2] && a4g[2][3]>a4g[3][3]){for(j=0;j<N;j++){t=a4g[2][j];a4g[2][j]=a4g[3][j];a4g[3][j]=t;}t=b4g[2];b4g[2]=b4g[1];b4g[3]=t;}//初等行变换for(j=0;j<N;j++)for(i=0;i<N;i++){if(i!=j){for(k=0;k<N;k++)if(k!=j){a4g[i][k]-=a4g[i][j]/a4g[j][j]*a4g[j][k];} b4g[i]-=b4g[j]*a4g[i][j]/a4g[j][j];a4g[i][j]=0;}}for(i=0;i<N;i++)b4g[i]/=a4g[i][i];p4[0]=b4g[0];p4[1]=b4g[1];p4[2]=b4g[2];p4[3]=b4g[3];}//创建系数矩阵Avoid FoundmatrixA(double value5[18],double a5[N][N]){double ang2,ang3,ang5,ang6;ang2=value5[0];ang3=value5[1];ang5=value5[2];ang6=value5[3]; a5[0][0]=-l2*sin(ang2);a5[0][1]=l3*sin(ang3);a5[1][0]=l2*cos(ang2);a5[1][1]=-l3*cos(ang3);a5[2][0]=-l2*sin(ang2)-l2g*sin(ang2-inang);a5[2][2]=l5*sin(ang5);a5[2][3]=l6*sin(ang6);a5[3][0]=l2*cos(ang2)+l2g*cos(ang2-inang);a5[3][2]=-l5*cos(ang5);a5[3][3]=-l6*cos(ang6);a5[0][2]=a5[0][3]=a5[1][2]=a5[1][3]=a5[2][1]=a5[3][1]=0;}//创建系数矩阵Bvoid FoundmatrixB(double value6[18],double ang1,double b6[N]){b6[0]=b6[2]=l1*sin(ang1)*as1;b6[1]=b6[3]=-l1*cos(ang1)*as1;}//创建矩阵DAvoid FoundmatrixDA(double value7[18],double da7[N][N]){double ang2,ang3,ang5,ang6,as2,as3,as5,as6;ang2=value7[0];ang3=value7[1];ang5=value7[2];ang6=value7[3]; as2=value7[4];as3=value7[5];as5=value7[6];as6=value7[7];da7[0][0]=-l2*as2*cos(ang2);da7[0][1]=l3*as3*cos(ang3);da7[1][0]=-l2*as2*sin(ang2);da7[1][1]=l3*as3*sin(ang3);da7[2][0]=as2*(-l2*cos(ang2)-l2g*cos(ang2-inang));da7[2][2]=as5*l5*cos(ang5);da7[2][3]=as6*l6*cos(ang6);da7[3][0]=as2*(-l2*sin(ang2)-l2g*sin(ang2-inang));da7[3][2]=as5*l5*sin(ang5);da7[3][3]=as6*l6*sin(ang6);da7[0][2]=da7[0][3]=da7[1][2]=da7[1][3]=da7[2][1]=da7[3][1]=0; }//创建矩阵DBvoid FoundmatrixDB(double value8[18],double ang1,double db8[N]){db8[0]=db8[2]=l1*as1*cos(ang1);db8[1]=db8[3]=l1*as1*sin(ang1);}五、计算结果及相关曲线图：A组：数据图像角位移角速度角加速度E点的位移、速度及加速度六、体会及建议：这次的作业给了我们一次锻炼机会，让我们基本掌握了平面六杆机构解析算法的基本原理，从理论到程序实践，每一步都环环相扣，每一个结果都息息相关，最终在我们共同的努力下完成了本次作业。
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 32.分析内容 3 ⼆．分析过程 4 1机构的结构分析 42.平⾯连杆机构运动分析和动态静⼒分析 53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221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241.选取两轮齿数242传动⽐要求24 3变位因数选择244.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。
1.机构的结构分析如附图1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。
机械原理课程设计六杆机构运动分析
机械原理课程设计说明书题目六杆机构运动分析学院工程机械学院专业机械设计制造及其自动化班级机制三班设计者秦湖指导老师陈世斌2014年1月15日目录一、题目说明∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 21、题目要求∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 32、原理图∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 33、原始数据∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 3二、结构分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 4三、运动分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 51、D点运动分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 82、构件3运动分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙93、构件4运动分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙94、点S4运动分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙10四、结论∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙10五、心得体会∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙10六、参考文献∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙11一、题目说明1、题目要求此次机械原理课程设计是连杆机构综合，通过对其分析，选择合适的机构的尺寸大小，并进行下列操作：⑴对机构进行结构分析；⑵绘制滑块D的运动线图（即位移、速度和加速度线图）；⑶绘制构件3和4的运动线图（即角位移、角速度和角加速度线图）；⑷绘制S4点的运动轨迹。
基于UGCAE的平面六杆机构的运动分析
基于UG/CAE的平面六杆机构的运动分析1、题目说明如上图所示平面六杆机构，试用计算机完成其运动分析。
已知其尺寸参数如下表所示：题目要求：两人一组计算出原动件从0到360时（计算点数37）所要求的各运动变量的大小，并绘出运动曲线图及轨迹曲线。
注：为了使计算的结果更好的拟合运动的实际情况，同时考虑到UG在运动仿真分析计算方面的快速性，我们决定在绘制曲线时将计算点由37点增加到600点。
数据输出到Excel表格时计算点取100点。
建模及其分析方法附后！2、建模及其运动分析软件介绍：UG NX是集CAD\CAE\CAM于一体的三维参数化软件，也是当今世界最先进的设计软件，它广泛应用于航空航天、汽车制造、机械电子等工程领域。
还有在系统创新、工业设计造型、无约束设计、装配设计、钣金设计、工程图设计等方面的功能。
运动仿真是UG/CAE（Computer Aided Engineering）模块中的主要部分，它能对任何二维或三维机构进行复杂的运动学分析、动力分析和设计仿真。
通过UG/Modeling的功能建立一个三维实体模型，利用UG/Motion的功能给三维实体模型的各个部件赋予一定的运动学特性，再在各个部件之间设立一定的连接关系既可建立一个运动仿真模型。
UG/Motion的功能可以对运动机构进行大量的装配分析工作、运动合理性分析工作，诸如干涉检查、轨迹包络等，得到大量运动机构的运动参数。
通过对这个运动仿真模型进行运动学或动力学运动分析就可以验证该运动机构设计的合理性，并且可以利用图形输出各个部件的位移、坐标、加速度、速度和力的变化情况，对运动机构进行优化。
我们通过学习UG，通过建立平面六杆机构模型，通过UG/CAE模块对平面连杆的运动进行分析。
3.六连杆机构的三维造型连杆L1连杆L2连杆L3连杆L5连杆L6六杆机构装配示意图机构装配后运动演示见附件—平面六杆运动演示.avi （本报告相同目录下）3. 运动分析数据计算结果在附件的Excel表格中。
【机械原理课程设计】向量法运动分析
单位
数据
mm
70
mm
200
mm
315
度
60
度
120
mm
70
mm
320
mm
225
mm
150
mm
60
转/分
100
• 偏置直动滚子从动件盘形凸轮中升程h＝28mm， 偏距e＝12mm，基圆半径r＝30mm，滚子半径 r＝10mm，[α]＝30°，从动件运动规律：凸 轮转过60°时，从动件以余弦加速度运动规律 上升，其后转过30°从动件保持不动，再转过 60°时，从动件以余弦加速度运动规律返回原 处，其后又转过230°从动件保持不动。凸轮 与曲柄共轴以逆时针回转。
平面机构运动分析
（矢量方程图解法）
•矢量方程的图解法
•同一构件上各点间的运动关系
•两构件瞬时重合点间的运动关系
§3
用矢量方程图解法分析平面机构的运动 b
A
一、矢量方程的图解法
矢量：大小、方向
矢量方程
AB C
a
B
x
一个矢量方程可以解两个未知量。
AB C
大小 √ √ 方向 √ √
？ √ √ √
2
无ak 1 2 B 3
3
无ak
1
2 3
有ak B 有ak
2 B 3 1
1 B
3有ak 2
2
B 有a k 3
2 1 B 3 有ak
1
B
1
例 求图3-5所示机构的运动关系（P52） B 解：1）以长度比例尺L作机构位置图 2）速度分析 求Vc、 2 （第一类问题） VB2 4 D 2 3 C
D
//EF VD5
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：()212122231cos )sin (ϕϕL H L H L L A x y ++-+-=)sin (2131ϕL H L B y -=)cos (2131ϕL H L C x +=摇杆3的角位移()]/)tan[(2112121211C A C A B B a --+-+=δ （4） 由（2）式可得连杆 2 的角位移]/)sin sin arcsin[(213L L L H y ϕδθ-+= （5）假设曲柄作匀角速度dt d /φω=是常数，对式2求时间导数，得到连杆2的角速度2ω以及摇杆3角速度3ω，方程式如下：()()][sin cos sin cos sin cos 11233322ϕωϕωωωδδθθL L L L L L =-- （6） 对式（6）求时间导数, 得到连杆 2 的角加速度及摇杆 3 的角加速度2a ，方程式如下： ()()][cos cos cos sin sin sin sin cos sin cos 3232221232322212233322δωθϕωδωθϕωδδθθL L w L L L w L a a L L L L -+-----= （7） 再对构件3、4、5、6 组成的摆动滑块机构进行运动分析。
六杆机构—机械原理课程设计
一、题目：计算平面连杆机构的运动学分析 (2)二、平面连杆机构的运动分析方程 (2)三、程序流程图 (5)四、计算源程序 (6)五、计算结果数据 (12)六、运动线图及分析 (238)七、体会及建议 (337)八、参考书 (337)一、题目：计算平面连杆机构的运动学分析1，图a 所示的为一平面六杆机构。
假设已知各构件的尺寸如表1所示，原动件1以等角速度ω1=1rad/s 沿着逆时针方向回转，试求各从动杆件的角位移、角速度和角加速度以及E 点的位移、速度和加速度的变化情况。
a)表1 平面六杆机构的尺寸参数(单位:mm)二、平面连杆机构的运动分析方程1）位置分析建立封闭矢量多边形l 1+l 2= l 4+l 3 （即AB+BC=AD+DC ）l 1+l 2+ l 2’= AG+l 5+l 6 （即AB+BC+CE =AG+GF+FE ） （式1）将机构的封闭矢量方程式（1）写成在两坐标上的投影式：1*cos 12*cos 243*cos 31*sin 12*sin 23*sin 31*cos 12*cos 22'*cos(2)5*cos 56*cos 61*sin 12*sin 22'*sin(2)5*sin 56*sin 6l l l l l l l l l l xg l l l l l yg l l q q q q q q q q q q q q q q q q ü+=+ïïïï+=ïýï++-a =++ïïï++-a =++ïþ化简整理成方程左边仅含未知量项的形式，即得：2*cos 23*cos 341*cos 1(1)2*sin 23*sin 31*sin 1(2)2*cos 22'*cos(2)5*cos 56*cos 61*cos 1(3)2*sin 22'*sin(2)5*sin 56*sin 61*sin 1(4)l l l l l l l l l l l xg l l l l l yg l q q q q q q q q q q q q q q q q ü-=--=-+-a --=-+-a --=-………………………………………………………………………ïïïïïýïïïïïþ（式2）在求解（式2）中各变量时，用牛顿迭代法会比较直观，但由于牛顿迭代法不便于限制l 5，l 6的位置，在有两种位置均满足上式时，无法限定它得出题中要求的解。
机械原理课程设计—六杆机构仿真程序—包括力分析和运动分析
运动分析源程序#include "stdio.h"#include "math.h"#define PI 3.1415926void main(){ double a=0.4,b=0.2,L1=0.1,L2=0.34,L3=0.3,L4=0.28,z3=0.15,L6=0.4472;double Q1,Q2,Q3,Q4,L5,Q6=5.8195;double W1=2*PI*420/60,W2,W3,W4,V5;double E2,E3,E4,a5;double A,B,C;int x;scanf("%d",&x);Q1=x;Q1=Q1*PI/180;A=2*L1*L2*sin(Q1)-2*L6*L2*sin(Q6);B=2*L1*L2*cos(Q1)-2*L2*L6*cos(Q6);C=L1*L1+L2*L2+L6*L6-L3*L3-2*L1*L6*cos(Q1-Q6);Q2=2*atan((A-sqrt(A*A+B*B-C*C))/(B-C));if(Q1>52.685*PI/180&&Q1<335.387*PI/180)Q3=PI-asin((L1*sin(Q1)+L2*sin(Q2)-L6*sin(Q6))/L3);elseQ3=asin((L1*sin(Q1)+L2*sin(Q2)-L6*sin(Q6))/L3);W2=-W1*L1*sin(Q1-Q3)/(L2*sin(Q2-Q3));W3=W1*L1*sin(Q1-Q2)/(L3*sin(Q3-Q2));E2=(-W1*W1*L1*cos(Q1-Q3)-W2*W2*L2*cos(Q2-Q3)+W3*W3*L3)/( L3*sin(Q2-Q3));E3=(W1*W1*L1*cos(Q1-Q2)+W2*W2*L2-W3*W3*L3*cos(Q3-Q2))/(L 3*sin(Q3-Q2));Q4=PI-asin(z3*sin(Q3)/L4);L5=z3*cos(Q3)-L4*cos(Q4);W4=z3*W3*cos(Q3)/(L4*cos(Q4));E4=(L4*W4*W4*sin(Q4)+z3*E3*cos(Q3)-z3*W3*W3*sin(Q3))/(L4*cos (Q4));V5=z3*W3*cos(Q3)*tan(Q4)-z3*W3*sin(Q3);a5=L4*(E4*sin(Q4)+W4*W4*cos(Q4))-z3*(E3*sin(Q3)+W3*W3*cos(Q3));Q1=Q1*180/PI;Q3=Q3*180/PI;Q2=Q2*180/PI;Q4=Q4*180/PI;printf("Q1=%f\tV5=%f\ta5=%f\n",Q1,V5,a5);}运行结果Q1=0.000000 V5=0.723117 a5=-138.562170 Q1=45.000000 V5=-1.453729 a5=-80.061441 Q1=90.000000 V5=-1.929183 a5=20.042530 Q1=135.000000 V5=-1.139577 a5=56.642956 Q1=180.000000 V5=-0.205239 a5=44.695398 Q1=225.000000 V5=0.512321 a5=39.975979 Q1=270.000000 V5=1.362726 a5=56.223212 Q1=315.000000 V5=2.128956 a5=1.304283 Press any key to continue极位：Q1=13.000000 V5=-0.002777 a5=-139.309541 Q1=191.000000 V5=-0.018039 a5=41.257996 左极位后20°：Q1=211.000000 V5=0.295342 a5=38.588547 右极位前30°：Q1=343.000000 V5=1.560056 a5=-103.074286受力分析源程序#include "stdio.h"#include "math.h"#define PI 3.1415926main(int){ double a=0.4,b=0.2,L1=0.1,L2=0.34,L3=0.3,L4=0.28,z3=0.15,L6=0.4472;double Q1,Q2,Q3,Q4,L5,Q6=5.8195;double W1=2*PI*420/60,W2,W3,W4,V5;double E2,E3,E4,a5;doublef45x,f45y,f34x,f34y,f23x,f23y,f36x,f36y,f12x,f12y,f16x,f16y,M0,as4x,as4y,as3x,as3y,Pr;double m3=11,m4=10,m5=11,Lds3=0.07,Les4=0.14,Js3=0.02,Js4=2.8, g=9.8;double A,B,C;int x;scanf("%d",&x);Q1=x;Q1=Q1*PI/180;A=2*L1*L2*sin(Q1)-2*L6*L2*sin(Q6);B=2*L1*L2*cos(Q1)-2*L2*L6*cos(Q6);C=L1*L1+L2*L2+L6*L6-L3*L3-2*L1*L6*cos(Q1-Q6);Q2=2*atan((A-sqrt(A*A+B*B-C*C))/(B-C));if(Q1>52.685*PI/180&&Q1<335.387*PI/180)Q3=PI-asin((L1*sin(Q1)+L2*sin(Q2)-L6*sin(Q6))/L3);elseQ3=asin((L1*sin(Q1)+L2*sin(Q2)-L6*sin(Q6))/L3);W2=-W1*L1*sin(Q1-Q3)/(L2*sin(Q2-Q3));W3=W1*L1*sin(Q1-Q2)/(L3*sin(Q3-Q2));E2=(-W1*W1*L1*cos(Q1-Q3)-W2*W2*L2*cos(Q2-Q3)+W3*W3*L3)/( L3*sin(Q2-Q3));E3=(W1*W1*L1*cos(Q1-Q2)+W2*W2*L2-W3*W3*L3*cos(Q3-Q2))/(L 3*sin(Q3-Q2));Q4=PI-asin(z3*sin(Q3)/L4);L5=z3*cos(Q3)-L4*cos(Q4);W4=z3*W3*cos(Q3)/(L4*cos(Q4));E4=(L4*W4*W4*sin(Q4)+z3*E3*cos(Q3)-z3*W3*W3*sin(Q3))/(L4*cos( Q4));V5=z3*W3*cos(Q3)*tan(Q4)-z3*W3*sin(Q3);a5=L4*(E4*sin(Q4)+W4*W4*cos(Q4))-z3*(E3*sin(Q3)+W3*W3*cos(Q3));if(Q1<344*PI/180&&Q1>211*PI/180)Pr=2100;elsePr=0;as4y=0.5*L4*(E4*cos(Q4)-W4*W4*sin(Q4));as4x=-0.5*L4*(sin(Q4)*E4+W4*W4*cos(Q4));as3x=-Lds3*(sin(Q3)*E3+W3*W3*cos(Q3));as3y=Lds3*(E3*cos(Q3)-W3*W3*sin(Q3));f45x=Pr+m5*a5;f45y=((m4*as4y*Les4+f45x*L4)*fabs(sin(Q4))-Js4*E4)/(L4*fabs(cos(Q4 )))-(m4*as4y*Les4+m4*g*Les4)/L4;f34x=m4*as4x+f45x;f34y=m4*as4y+m4*g+f45y;f23y=((f34y*(L3-z3)+m3*as3x*(L3-Lds3)-(f34x+m3*as3x)*L3)*fabs(sin (Q3))-(f34y*(L3-z3)+m3*g*(L3-Lds3)+m3*as4y*(L3-Lds3))-Js3*E3*(1+L3)+ L3*fabs(sin(Q3))*(m3*as3x*Lds3+f34x*z3))/(L3*fabs(cos(Q3))*(1+L3))+(f3 4y+m3*as3y+m3*g+m3*as3y*Lds3+m3*g*Lds3+f34y*z3)/(1+L3);f23x=m3*as3x*Lds3+f34x*z3-((m3*as3y*Lds3+m3*g*Lds3+f34y*z3-f23y*L 3)*fabs(cos(Q3))-Js3*E3)/fabs(sin(Q3));f36x=f23x-f34x-m3*as4x;f36y=f23y-f34y-m3*as3y-m3*g;f12x=f23x;f12y=f23y;f16x=-f12x;f16y=-f12y;M0=L1*f12x*fabs(sin(Q1))+L1*f12y*fabs(cos(Q1));Q1=Q1*180/PI;Q3=Q3*180/PI;Q2=Q2*180/PI;Q4=Q4*180/PI;printf("Q1=%f\nf12x=%f\tf12y=%f\tf16x=%f\nf16y=%f\tf23x=%f\tf23y=%f\nf34x=%f\tf34y=%f\tf36x=%f\nf36y=%f\tf45x=%f\tf45y=%f\nM0=%f\n\n",Q1, f12x,f12y,f16x,f16y,f23x,f23y,f34x,f34y,f36x,f36y,f45x,f45y,M0);}运行结果：Q1=0.000000f12x=17.765709 f12y=10529.171093 f16x=-17.765709f16y=-10529.171093 f23x=17.765709 f23y=10529.171093 f34x=-1498.449708 f34y=-473.952615 f36x=1487.907845f36y=10853.632966 f45x=-1524.183865 f45y=-612.560480 M0=1052.917109Q1=45.000000f12x=15.620848 f12y=17655.996734 f16x=-15.620848f16y=-17655.996734 f23x=15.620848 f23y=17655.996734 f34x=-914.893109 f34y=-1094.650815 f36x=968.152944f36y=18698.355689 f45x=-880.675848 f45y=-1138.584446 M0=1249.572079Q1=90.000000f12x=-27.781326 f12y=-1593.917401 f16x=27.781326f16y=1593.917401 f23x=-27.781326 f23y=-1593.917401 f34x=119.832516 f34y=-1631.799744 f36x=-36.914997f36y=107.428967 f45x=220.467830 f45y=-1557.059526 M0=-2.778137Q1=135.000000f12x=1.746307 f12y=-274.537300 f16x=-1.746307f16y=274.537300 f23x=1.746307 f23y=-274.537300 f34x=663.627931 f34y=918.859937 f36x=-706.492583 f36y=-1348.841579 f45x=623.072514 f45y=774.453110 M0=-19.289235Q1=180.000000f12x=72.496480 f12y=1096.595500 f16x=-72.496480f16y=-1096.595500 f23x=72.496480 f23y=1096.595500 f34x=597.981897 f34y=2333.321630 f36x=-642.451182 f36y=-1559.912307 f45x=491.649383 f45y=2025.529900 M0=109.659550Q1=225.000000f12x=-1.187157 f12y=-801.303358 f16x=1.187157f16y=801.303358 f23x=-1.187157 f23y=-801.303358 f34x=2615.855028 f34y=2725.805453 f36x=-2700.773366 f36y=-3776.191638 f45x=2539.735772 f45y=2490.192311 M0=-56.744652Q1=270.000000f12x=-71.339087 f12y=-3362.886346 f16x=71.339087f16y=3362.886346 f23x=-71.339087 f23y=-3362.886346 f34x=2722.715707 f34y=1499.742106 f36x=-2798.741209 f36y=-4953.953835 f45x=2718.455329 f45y=1417.788811 M0=-7.133936Q1=315.000000f12x=-87.735770 f12y=-11506.494217 f16x=87.735770f16y=11506.494217 f23x=-87.735770 f23y=-11506.494217 f34x=1995.868177 f34y=-679.023733 f36x=-1953.277114 f36y=-10738.478415 f45x=2114.347116 f45y=-585.343147 M0=-819.835789Press any key to continue左极位Q1=191.000000f12x=70.835563 f12y=1079.995938 f16x=-70.835563f16y=-1079.995938 f23x=70.835563 f23y=1079.995938 f34x=555.424372 f34y=2242.657616 f36x=-596.333863 f36y=-1479.131618 f45x=453.837960 f45y=1941.407675 M0=107.366944右极位：Q1=13.000000f12x=16.035702 f12y=9226.154046 f16x=-16.035702f16y=-9226.154046 f23x=16.035702 f23y=9226.154046f34x=-1492.448849 f34y=-232.563603 f36x=1464.532845 f36y=9285.837683 f45x=-1532.404946 f45y=-393.953180 M0=899.329557左极位后20°：Q1=211.000000f12x=56.037059 f12y=864.567500 f16x=-56.037059f16y=-864.567500 f23x=56.037059 f23y=864.567500 f34x=511.929262 f34y=1915.024461 f36x=-552.092969 f36y=-1331.984141 f45x=424.474020 f45y=1647.809675 M0=76.994023右极位前30°：Q1=343.000000f12x=-68.415863 f12y=-17870.261008 f16x=68.415863f16y=17870.261008 f23x=-68.415863 f23y=-17870.261008 f34x=928.825780 f34y=22.246898 f36x=-956.148863 f36y=-17939.676255 f45x=966.182853 f45y=-16.696299M0=-1710.941793。
平面六杆机构的运动分析
平面六杆机构的运动分析
1.确定机构的几何特性：首先，需要根据机构的构件和铰链的几何特
性确定机构的几何特性。
这包括确定构件的长度、铰链的位置和角度。
2.建立机构的运动方程：根据机构的几何特性，可以建立机构的运动
方程。
运动方程描述了机构各构件之间的运动关系，可以通过几何关系和
运动链法建立运动方程。
3.解决运动方程：通过求解运动方程，可以得到机构各构件的位置、
速度和加速度。
这可以通过数值方法或解析方法来完成。
4.分析机构的运动特性：根据机构的运动方程和解决的结果，可以分
析机构的运动特性。
这包括机构的平稳性、运动范围、速度和加速度的变
化等。
5.优化机构的设计：根据分析的结果，可以对机构的设计进行优化。
例如，可以调整构件的长度、角度和铰链的位置，以改善机构的运动性能。
总之，平面六杆机构的运动分析是研究和设计机械系统的重要步骤。
通过分析机构的运动特性，可以优化机构的设计，提高机械系统的性能和
效率。
因此，对平面六杆机构的运动分析有着重要的理论和实际意义。
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=++CB A θθ36213621θθθθi i i i l e l l l e e e +=+θθθsin cos i i +=e其中)sin cos (22cos 22sin 21112223212231313131θθθθa b l b a l l l C bl l l B al l l A ++----=-=-=解之可得)/(])([)2/tan(2/12223C B C B A A --+±=θ （1）速度分析将式（1-1）对时间t 求导，可得333222111cos cos cos θθθw l w l w l =+ 333222111sin sin sin θθθw l w l w l =+联解以上两式可求得两个未知角速度，3杆和2杆的角速 度3w 和2w)]-sin()/[l -sin(l )]sin(/[)sin(3223111223321113θθθθθθθθw w l l w w -=--=（2）加速度分析将式（1-1）对时间t 两次求导。
机械原理课程设计 六杆机构分析完整版
机械原理课程设计说明书设计题目：六杆机构运动分析学院：工程机械学院专业：机械设计制造及其自动化班级：25041004设计者：25041004指导老师：张老师日期：2013年01月07日目录1.课程设计题目以及要求————————————————————32.运用辅助软件对结构进行结构分析———————————————43.数据收集以及作图———————————————————————114.总结————————————————————————————17六杆机构运动分析1、分析题目对如图5所示的六杆机构进行运动与动力分析，各构件长度、滑块5的质量G 、构件1转速n1、不均匀系数δ的已知数据如表5所示。
2、分析内容（1）对机构进行结构分析：（2）绘制滑块D 的运动线图（即位移、速度和加速度线图）：（3）绘制构件3和4的运动线图（即角位移、角速度和角加速度线图）： （4）绘制S4点的运动轨迹。
图5表5方案号L CDmmL ECmmymm L AB mm L CS4 mm n 1r/mi n1 975 360 50 250 400 23.52 975 325 50 225 350 33.53 9003005020030035（一）对机构进行结构分析选取方案三方案号L CDmm L ECmmymmL ABmmL CS4mmn 1r/mi n3 900 300 50 200 300 35对六杆机构进行运动分析：（1）原始数据的输入：（2）基本单元的选取及分析：（3）各点运动参数:（4）长度变化参数（5）各构件角运动参数：（二）滑块D的运动线图（位移-速度-加速度线图）：（三）构件3的运动线图（角位移-角速度-角加速度线图）：（四）构件4的运动线图（角位移-角速度-角加速度线图）：（五）S4点的运动轨迹：（六）数据收集以及作图（1）滑块D 点x 、y 方向的运动参数如表6.1所示表6..1由上表可以得到D 点运动线图如图6.1所示图6.1位置 0123456789101112位 移X 1188.097 1187.376 1058.394 848.5281 680.2758 607.9142 606.0113 651.5314 734.6896 848.5281 980.0058 1105.089 1188.097 Y 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 速 度X 332.4289 -434.0533 7293.698 -1466.08 -831.5157 -222.7902 169.5616 457.6898 699.4701 879.648 933.0263 776.3062 332.4289 Y 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 加 速度X -4255.382 -6281.231 -4679198 2533.081 4920.073 3387.318 2265.425 1834.254 1530.378 911.9092 -264.7796 -2020.469 -4255.382 y 0（2）构件3的运动参数如表6.2所示表6.2位置0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12角位移φ14.03624 -16.10211 -50.93532 -90 230.9353 196.1021 165.9638 139.1066 114.1333 90 65.86674 40.89339 14.03624角速度ω-3.4496 -3.947138 -4.561904 -4.886933 -4.561904 -3.947138 -3.4496 -3.1416 -2.981412 -2.93216 -2.981412 -3.1416 -3.4496角加速度ɛ-2.789002 -4.130385 -3.972855 -6.092957 3.972855 4.130385 2.789002 1.582846 0.7038764 2.368942 -0.703876 -1.582846 -2.789002由上表得构件3的运动线图如图6.2所示图6.2（3）构件4的运动参数如表6.3所示表6.3位置0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 φ-4.63715 5.304571 14.99956 19.471122 14.99956 5.304571 -4.63715 -12.60438 -17.70998 -19.47122 -17.70998 -12.60438 -4.63715 角位移ω 1.119198 1.269533 0.992103 1.253846 -0.9921031 -1.269533 -1.119198 -0.8111576 -0.4265414 -1.775216 0.4265414 0.1811158 1.119198 角速度ɛ 1.768468 0.031558 -4.448388 -8.443604 -4.448388 0.031558 1.768468 2.468482 2.88811092 3.039697 2.881092 2.468482 1.768468 角加速度由表6.3参数可得构件4的运动线图如图6.3所示图6.3（4）S4点x、y方向的运动参数如表6.4所示表6.4位置0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12位移X 590.0608 586.9459 478.8375 282.8427 100.7192 10.48452 7.975251 65.99134 163.1245 282.8427 408.4406 519.5487 590.0608 Y 48.50713 -55.47002 755.287 -200 -155.287 -55.47002 48.50713 130.9307 182.5194 200 182.5194 130.9307 48.50713速度X 278.1398 -363.6323 -1139.637 -1466.08 -985.5764 -293.2113 223.8507 563.8953 777.3222 879.648 855.1742 670.1007 278.1398 Y -669.3207 -758.4576 -574.98 -8.42273 574.98 758.4576 669.3207 474.9653 243.7962 7.905602 -243.7962 -474.9653 -669.3207加速度X -3592.063 -5316.593 -4799.736 844.3604 4920.073 4351.956 2928.744 1896.326 1108.512 303.9697 -686.6455 -1958.397 -3592.063 y -1118.368 70.54837 2730.937 4776.623 2730.937 70.54837 -1118.368 -1531.544 -1679.939 -1719.512 -1679.939 -1531.544 -1118.368（七）总结：六杆机构的运动分析相比课本上的平面四杆机构来说难度大些，而且是用辅助软件进行运动分析，这看起来似乎难度更大。
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。
以上就是关于机械原理六杆机构设计的一个实例解释。
通过这个例子，我们可以更好地理解六杆机构的工作原理和应用，以及设计过程中需要考虑的因素。
平面六杆机构设计说明书
课程设计说明书题目名称：平面六杆机构学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：班级：学号：一、设计题目及原始数据二、设计要求三、机构运动分析与力的分析1、机构的运动分析位置分析：θ=θ。
+arctan(1/2) ﹦〉θ。
=θ-arctan(1/2) 机构封闭矢量方程式：L1+L2-L3-LAD=0实部与虚部分离得：l1cosθ1+l2c o sθ2=lAD+l3cosθ3l1sinθ1+l2s i nθ2= l3cosθ3由此方程组可求得未知方位角θ3。
当要求解θ3时，应将θ2消去，为此可先将上面两分式左端含θ1的项移到等式的右端，然后分别将两端平方并相加，可得l2^2=l3^2+lAD^2+l1^2+2*l3*lAD*cosθ3-2*l1*l3*cos(θ3-θ1)-2*l1*lAD*cosθ1经整理并可简化为：Asinθ3+Bcosθ3+C=0式中：A=2*l1*l3*sinθ1；B=2*l3*(l1*c o sθ1-lAD)；C=l2^2-l1^2-l3^2-lAD^2+2*l1*l4*cosθ1;解之可得：t an(θ3/2)=(A+√（A^2+B^2-C^2）)/(B-C)θ3=2*a r c t a n((A-√（A^2+B^2-C^2）)/(B-C))-arctan(0.5)在求得了θ3之后，就可以利用上面②式求得θ2。
θ2=arcsin(l3sinθ3-l1sinθ1)将①式对时间t求导，可得L1w1e^(iθ1)+L2w2e^(iθ2)=L3w3e^(iθ3) ③将③式的实部和虚部分离，得L1w1cosθ1+L2w2cosθ2=L3w3cosθ3L1w1sinθ1+L2w2sinθ2=L3w3sinθ3联解上两式可求得两个未知角速度w2、w3,即W2=-w1*l1*sin(θ1-θ3)/(l2*sin(θ2-θ3))W3=-w1*l1*sin(θ1-θ2)/(l3*sin(θ3-θ2))且w1=2π*n1将③对时间t求导，可得il1w1^2*e^(iθ1)+l2α2*e^(iθ2)+il2w2^2*e(iθ2)=l3α3*e^(i θ3)+il3w3^2*e^(iθ3)将上式的实部和虚部分离，有l1w1^2*cosθ1+l2α2* sinθ2+l2w2^2* cosθ2=l3α3* sinθ3+l3w3^2* cosθ3-l1w1^2* sinθ1+l2α2* cosθ2-l2w2^2* sinθ2=l3α3* cosθ3-l3w3^2* sinθ3联解上两式即可求得两个未知的角加速度α2、α3，即α2=(-l1w1^2*cos(θ1-θ3)-l2w2^2*cos(θ2-θ3)+l3w3^2)/l3*sin(θ2-θ3)α3=(l1w1^2*cos(θ1-θ2)-l3w3^2*cos(θ3-θ2)+l2w2^2)/l3*sin(θ3-θ2)在三角形DEF中：lAD^2=lDF^2+lDE^2-2*lDF*lDE*cosθ3﹦〉lDF=lDEcosθ3+√(lAD^2-lDE^2sinθ3)即从动件的位移方程:S= lDF=lDEcosθ3+√(lAD^2-lDE^2sinθ3)从动件的速度方程:V=-lDEsinθ3-lDE^2*sin(2*θ3)_/(2* √(lAD^2-lDE^2sinθ3))从动件的加速度方程：a=-lDEcosθ3-(lDE^2*cos(2*θ3)*√(lAD^2-lDE^2sinθ3)+lDE^4*sin(2*θ3)^2/(4*(2* √(lAD^2-lDE^2sinθ3)))/(lAD^2-lDE^2*sinθ3^2)2、机构的力的分析先对滑块5进行受力分析，由∑F=0可得，Pr=F45*cosθ4+m5*aFN=G+F45*sinθ4得F45=(Pr-m5*a)/ cosθ4在三角形∠DEF中，由正弦定理可得lDE/sinθ4=l4/ sinθ3=＞sinθ4=lDE* sinθ3/l4=＞θ4=arc(lDE* sinθ3/l4)再对杆4受力分析，由∑F=0可得，F34+FI4=F54且FI4=m4*as4、F54=-F45=＞F34=F54-FI4=＞F34=-F45-m4*as4Ls4=LAD+LDE+LEs4即Ls4=lAD+lDE*e^(iθ3)+lEs4*e^(iθ4)将上式对时间t分别求一次和二次导数，并经变换整理可得Vs4和as4的矢量表达式，即Vs4=-lDE*w3*sinθ3-lEs4*w4*sinθ4as4=-lDE*w3^2*cosθ3+lEs4*α4*sinθ4+w4^2*lEs4*cosθ4对杆2、3受力分析：有MI3=J3*α3l3^t*F23-MI3=l3* e^i(90°+θ3)*(F23x+iF23y)-MI3=-l3*F23x* sinθ3-l3*F23y* cosθ3-MI3+i(l3*F23x* cosθ3-l3*F23y* sinθ3)=0由上式的实部等于零可得--l3*F23x* sinθ3-l3*F23y* cosθ3-MI3=0 ⑤同理，得l2^t*(-F23)= -l2* e^i(90°+θ2)*(F23x+iF23y)= l2*F23x* sinθ2+l2*F23y* cosθ2+i(l2*F23x* cosθ2+l2*F23y* sinθ2)=0由上式的实部等于零，可得l2*F23x* sinθ2+l2*F23y* cosθ2=0 ⑥联立⑤、⑥式求解，得F23x=MI3* cosθ2/(l3* sinθ2* cosθ3-l3* sinθ3* cosθ2) F23y=MI3* sinθ2/(l3* sinθ3* cosθ2-l3* sinθ2* cosθ3) 根据构件3上的诸力平衡条件，∑F=0，可得F32=-F23根据构件2上的力平衡条件，∑F=0，可得F32=F12对于构件1，F21=-F12=＞F21=F23而M=l1^t*F21=l1*e^i(90°+θ1)*(F21x+iF21y)=l1*F21x*sin θ1+l1*F21y*cosθ1+i(F21x*cosθ1-F21y*sinθ1)由上式的等式两端的实部相等可得：M=l1*F21x*sinθ1+l1*F21y*cosθ1=＞M=l1* F23x*sinθ1+l1* F23y*cosθ1四、附从动件位移、速度、加速度的曲线图、作用在主动件上的平衡力矩的曲线图五、机构运动简图F 六、设计源程序位移程序：clc;cleara=0.4;b=0.2;l1=0.13;l2=0.34;l3=0.34;l4=0.3;lDE=0.17t=0:0.01:2*pi;for i=1:length(t);x1=t(i);A=2*l1*l3*sin(x1);B=2*l3*(l1*cos(x1)-l4);C=(l2)^2-(l1)^2-(l3)^2-(l4)^2+2*l1*l4*cos(x1);m=(A-sqrt(A^2+B^2-C^2))/(B-C);x3=2*atan(m);s=lDE*cos(m)+sqrt((l4)^2-(lDE)^2*(sin(m)^2));q(i)=s;endplot(t,q)title('滑块位移随X1的变化曲线')速度程序：clc;cleara=0.4;b=0.2;l1=0.13;l2=0.34;l3=0.34;l4=0.3;lDE=0.17t=0:0.01:2*pi;for i=1:length(t);x1=t(i);A=2*l1*l3*sin(x1);B=2*l3*(l1*cos(x1)-l4);C=(l2)^2-(l1)^2-(l3)^2-(l4)^2+2*l1*l4*cos(x1);m=(A-sqrt(A^2+B^2-C^2))/(B-C);x3=2*atan(m);s=-17/100*sin(m)-289/100/(900-289*sin(m)^2)^(1/2)*sin(m)*cos(m); q(i)=s;endplot(t,q)title('滑块的速度随x1的变化曲线')加速度程序：clc;cleara=0.4;b=0.2;l1=0.13;l2=0.34;l3=0.34;l4=0.3;lDE=0.17t=0:0.01:2*pi;for i=1:length(t);x1=t(i);A=2*l1*l3*sin(x1);B=2*l3*(l1*cos(x1)-l4);C=(l2)^2-(l1)^2-(l3)^2-(l4)^2+2*l1*l4*cos(x1);m=(A-sqrt(A^2+B^2-C^2))/(B-C);x3=2*atan(m);s=-17/100*cos(m)-83521/100/(900-289*sin(m)^2)^(3/2)*sin(m)^2*cos(m)^2 -289/100/(900-289*sin(m)^2)^(1/2)*cos(m)^2+289/100/(900-289*sin(m)^2) ^(1/2)*sin(m)^2;q(i)=s;endplot(t,q)title('滑块的加速度随x1的变化曲线')平衡力偶程序：clc;clearl1=0.13;l2=0.34;l3=0.34;l4=0.3;l5=sqrt(0.2);J3=0.03;n1=460;t=0:0.01:2*pi;for i=1:length(t);z1=t(i);A=2*l1*l3*sin(z1);B=2*l1*l3*cos(z1)-2*l3*l5;C=l2^2-l1^2-l3^2-l5^2+2*l1*l5*cos(z1);k=(A-sqrt(A^2+B^2-C^2))/(B-C);z3=2*atan(k)-atan(0.5);z2=asin(l3*sin(z3)-l1*sin(z1));w1=2*pi*n1;w2=(-w1*l1*sin(z1-z3))/(l2*sin(z2-z3));w3=(-w1*l1*sin(z1-z2))/(l3*sin(z3-z2));a3=(l1*w1^2*cos(z1-z2)-l3*w3^2*cos(z3-z2)+l2*w2^2)/l3*sin(z3-z2);MI3=J3*a3;F23x=MI3* cos(z2)/(l3* sin(z2)* cos(z3)-l3* sin(z3)* cos(z2));F23y=MI3* sin(z2)/(l3* sin(z3)* cos(z2)-l3* sin(z2)* cos(z3));M=l1* F23x*sin(z1)+l1* F23y*cos(z1);q(i)=M;endplot(t,q)title('构件1的平衡力偶随z1的变化曲线')七、设计心得在这次漫长的课程设计中，学习到了很多知识和经验，比方说在遇到问题该怎么去解决，怎么样通过身边的知识，材料，书籍，以及网络去解决问题，从而去达到目标，同时也深刻的意识到书本知识的重要性，因为这是一切工作开展的基础。
平面六杆机构可视化运动分析
文 章 编 号 ：１ ０ ０ ２ — ６ ６ ７ ３（ ２ ０ １ ３ ）０ ２ — ０ ８ ５ — 林 权 ，游 张平 ，王 克 刚
（ 丽 水 学 院 工 学 院 ，浙 江 丽水 ３ ２ ３ ０ ０ ０ ）
摘
要 ：运 动分 析是 平 面 六杆 结构研 究 的重要 内容 ，对 于机 构设 计 具 有 重要 指导 意 义 。首 先建 立 并 求解机 构
的矢量 方程 ，从 而得 到 其速 度 、加速 度 和位 移等 的数 学模 型 。在 此基 础 上利 用 Ｍａ ｌ ｆ ａ ｂ软件 在 数值 计
算 和 图形 绘制 等 方 面 的强 大功 能 ，采 用 模 块化 设 计 ，开发 了一种 界 面友好 的 可视 化人 机 交 互程 序 ， 用户 只需 改 变机构 参数 就 可 以方便 的 实现 运动 分析 和 运动 仿 真 ．用 户可 以 形 象直观 地 观察 到 关键 点 的运动 轨迹 、速 度 变化及 加 速度 变化规 律 ，为 平 面六杆 机 构 的分 析 计算 提供 了方便 。 同时也提 高 了 设 计效 率 ，对 实 际设 计 具有 一定 的指 导 意 义。 关 键词 ：运 动分析 ；Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ；六杆机 构 ；仿 真
Ａｂｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ ：Ｍ ｏｔ ｉ ｏｎ Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｉ ｓ ａ ｌ ｌ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎｔ ｃ ｏ ｎｔ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｕｄ ｙ ｏ ｆ ｐ ｌ ａ ｎａ ｒ ｓ ｉ ｘ —ｓ ｈａ ｎｋ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕｒ ｅ ，ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｓ ｉ ｍ ｐｏ ｒ ｔ ａ ｎｔ ｔ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｕｒ ｔ ｅ ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ．Ｆ ｉ ｒ ｓ ｔ ｌ ｙ ，
ｐ ｌ ａ ｎ ｒ ａ ｓ ｘ— ｉ ｓ ｈ ａ ｎ ｋ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｖ ｉ ｓ ｕ ｌ ａ ｍｏ ｉ ｔ ｏ ｎ ａ ｎ ｌ ａ ｙ ｓ ｉ ｓ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ｗｉ ｔ ｈ ｆ ｒ ｉ ｅ ｎ ｄ ｌ ｙ ｕ ｓ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｗａ ｓ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｅ ｄ ｉｔ ｗ ｈ Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ， Ｓ Ｏ ｈａ ｔ ｔ ｕ ｓ ｅ ｓ ｒ ｏ 由
机械设计课程设计六杆机构
机械设计课程设计六杆机构一、课程目标知识目标：1. 掌握六杆机构的基本概念、类型及特点；2. 了解六杆机构在机械设计中的应用及作用；3. 掌握六杆机构的运动分析及动力分析的基本方法；4. 掌握六杆机构的设计原则和步骤。
技能目标：1. 能够分析六杆机构的运动规律，并进行简单机构的运动仿真；2. 能够运用所学知识解决实际机械设计中六杆机构的相关问题；3. 能够根据设计要求，完成六杆机构的初步设计及优化；4. 能够熟练运用相关软件（如CAD等）进行六杆机构的绘图及分析。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械设计的兴趣，激发创新意识和实践能力；2. 培养学生严谨的科学态度，注重团队协作，提高沟通表达能力；3. 增强学生对我国机械工程领域的自豪感，树立为国家发展贡献力量的意识。
课程性质：本课程为机械设计课程的一部分，旨在帮助学生深入理解六杆机构在机械设计中的应用，提高学生的实际操作能力。
学生特点：学生已具备一定的机械基础知识，具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求：结合实际案例，注重理论与实践相结合，培养学生的创新思维和解决实际问题的能力。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，并为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 六杆机构基本概念：六杆机构的定义、类型、特点及应用；教材章节：第二章第二节。
2. 六杆机构运动分析：- 运动副的分析与计算；- 速度与加速度的分析；- 运动仿真；教材章节：第三章。
3. 六杆机构动力分析：- 力的分析与计算；- 动力矩的计算；- 动力平衡；教材章节：第四章。
4. 六杆机构设计原则及步骤：- 设计原则；- 设计步骤；- 设计实例分析；教材章节：第五章。
5. 六杆机构初步设计及优化：- 设计要求；- 结构设计；- 参数优化；教材章节：第六章。
6. 六杆机构绘图及分析：- 使用CAD软件进行绘图；- 分析六杆机构性能；- 教材章节：第七章。
教学内容安排与进度：共6学时，分配如下：1. 六杆机构基本概念（1学时）；2. 六杆机构运动分析（2学时）；3. 六杆机构动力分析（1学时）；4. 六杆机构设计原则及步骤（1学时）；5. 六杆机构初步设计及优化（1学时）；6. 六杆机构绘图及分析（实践课，2学时）。
机械原理课程设计--基于矢量图解法的平面六杆机构运动分析
机械原理课程设计设计题目：基于矢量图解法的平面六杆机构运动分析姓名：专业班级：学号：指导老师：目录目录 (1)一、设计说明 (2)二、设计内容及数据 (2)1.构件位置的确定及相应尺寸 (3)2.速度分析 (3)3.加速度分析 (5)三、数据汇总 (9)四、参考文献 (10)一、设计说明机构的运动分析，是指原动件的运动规律已知时，求解其余构件的运动规律，确定指定构件上点的位移、轨迹、速度与加速度。
对机构作运动分析的方法很多，本课程设计采用矢量方程图解法。
对机构作运动分析的目的是确定机构的运动空间、检验相关构件的运动规律是否符合设计要求以及为构件的强度设计、运动副的尺寸设计提供计算惯性力与惯性力矩的参数。
矢量方程图解法，也称相对运动图解法，其依据的原理是将动点的运动划分为伴随参考构件的运动以及相对于参考构件的运动。
二、设计内容及数据=AB=0.122m, 图（a）为一平面六杆机构，主动件1的杆长r1ϕ==40°，角速度ωL=10rad/s，机架6上的h1=AC=0.280m，=0.164m，比例尺μl=实际尺寸/图上尺寸=2。
试用相对运动图解h2法求移动从动件5的速度V5与加速度a5。
图（a ）AUTOCAD 绘制图 2L μ=1.构件位置的确定及相应尺寸由图（a ）得导杆3上B 、C 两点之间的实际长度BC L = 381.6mm ，C 、D 两点之间的实际长度 CD L =167.45mm; B 、C 两点之间的图上长度BC=190.8mm , C 、D 两点之间的图上长度CD=83.7mm 。
2.速度分析列出方程，进行分析，对两个位置点的分析。
（1）根据两构件上重合点之间的速度合成原理，得导杆3上的B 3点与滑块2上的B 2点之间的速度方程为：B3V = B2V + B3B2V1BA : //: ? ?BC BA CBωl ⊥⊥方向大小 （1）式（2）根据两构件上重合点之间的速度合成原理及已知条件，速度分析应由B 点开始，滑块2上的B 2点的速度为：2B V =1B V =1ω1r =10⨯0.122=1.22 m/s其方向垂直于AB ，指向与1ω的转向一致。
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机械原理课程设计设计题目：基于矢量图解法的平面六杆机构运动分析姓名：专业班级：学号：指导老师：目录目录 (1)一、设计说明 (2)二、设计内容及数据 (2)1.构件位置的确定及相应尺寸 (3)2.速度分析 (3)3.加速度分析 (5)三、数据汇总 (9)四、参考文献 (10)一、设计说明机构的运动分析，是指原动件的运动规律已知时，求解其余构件的运动规律，确定指定构件上点的位移、轨迹、速度与加速度。
对机构作运动分析的方法很多，本课程设计采用矢量方程图解法。
对机构作运动分析的目的是确定机构的运动空间、检验相关构件的运动规律是否符合设计要求以及为构件的强度设计、运动副的尺寸设计提供计算惯性力与惯性力矩的参数。
矢量方程图解法，也称相对运动图解法，其依据的原理是将动点的运动划分为伴随参考构件的运动以及相对于参考构件的运动。
二、设计内容及数据=AB=0.122m, 图（a）为一平面六杆机构，主动件1的杆长r1ϕ==40°，角速度ωL=10rad/s，机架6上的h1=AC=0.280m，=0.164m，比例尺μl=实际尺寸/图上尺寸=2。
试用相对运动图解h2法求移动从动件5的速度V5与加速度a5。
图（a ）AUTOCAD 绘制图 2L μ=1.构件位置的确定及相应尺寸由图（a ）得导杆3上B 、C 两点之间的实际长度BC L = 381.6mm ，C 、D 两点之间的实际长度 CD L =167.45mm; B 、C 两点之间的图上长度BC=190.8mm , C 、D 两点之间的图上长度CD=83.7mm 。
2.速度分析列出方程，进行分析，对两个位置点的分析。
（1）根据两构件上重合点之间的速度合成原理，得导杆3上的B 3点与滑块2上的B 2点之间的速度方程为：B3V = B2V + B3B2V1BA : //: ? ?BC BA CBωl ⊥⊥方向大小 （1）式（2）根据两构件上重合点之间的速度合成原理及已知条件，速度分析应由B 点开始，滑块2上的B 2点的速度为：2B V =1B V =1ω1r =10⨯0.122=1.22 m/s其方向垂直于AB ，指向与1ω的转向一致。
（3）取速度比例尺，v μ=实际速度（m/s ）/图上尺寸（m ）=10。
取任意一点p 作为作图的起点，作2pb AB ⊥，由2v pb μ•=1ω1r （2）式可得：2pb =1ω1r /v μ=10⨯0.122/10=0.122m=122mm ，作3pb ⊥BC ，作23b b //CD ，得交点3b ，如图（b ）所示。
图（b ）AUTOCAD 绘制图从图（b ）中量取3pb =107.57mm ，23b b = 57.54mm 。
由3pb •v μ=3ω•BC L （3）式可得：3ω=3pb •v μ/BC L =107.57⨯10 / 381.6=2.82rad/s,方向为顺时针；再由:23b b •v μ=B3B2V （4）式可得:相对速度B3B2V =23b b •v μ=57.54mm ⨯10 =575.4mm/s 。
由构件2、3之间无相对转动，所以，2ω=3ω。
导杆3上3D 点的速度：3D V =3ωCD L = 2.82⨯ 167.45mm=472.2mm/s（4）对D 5点进行速度分析：从动件5上的5D 点与导杆3的3D 点之间的速度方程为 ：D5V = D3V + D5D3V3CD : //5//: ? ?CD CDωl ⊥方向构件大小 （5）式从动件5上的5D 点与导杆3的3D 点之间的速度方程为D5V = D3V + D5D3V 。
（6）式由：3D V =3v pd μ （7）式可得：3pd =3D V /v μ=472.2/10mm=47.22mm ，3D 点的速度矢量为3pd ，过3d 点作35d d //CD ，过p 点5pd 平行于从动件5的运动方向，得交点5d 。
于是，得从动件5的速度5V =5pd •v μ=48.04⨯10 =480 mm/s53D D V =5d 3d •v μ= 9.89⨯10=99mm/s 。
3.加速度分析根据两构件重合点之间的加速度合成原理，得重合点2B 、3B 之间的加速度方程为：B3a = nB3a + tB3a = nB2a + tB2a + k B3B2a + rB3B2aB3B22223BC1AB2B3B2: ? {90} //: ? ? 0 2 ?B C BC B A BA BC l l V ωωωω→⊥→⊥方向沿转大小V （8）式根据两构件重合点之间的加速度合成原理，得重合点2B 、3B 之间的加速度， 方程为B3a = nB3a +tB3a = nB2a +tB2a + k B3B2a + rB3B2a 。
其中n B2a 、n B3a 与k B3B2a 分别为: n B2a =211r ω=2100.122⨯=12.2m/2s n B3a =23ωBC L =2.822×0.3816 m/2s =3000mm/2sk B3B2a =22ωB3B2V =2×2.82×575.4 m/2s =3249mm/2sB3B2V 方向为沿2ω转90°。
取加速度比例尺a μ=实际加速度（m/2s ）/图上尺寸（m ）=100,取任意一点'p 作为作图的起点，如图（c ）所示。
图（C ）AUTOCAD 绘制图作''2//p b AB ，''2p b =nB2a /a μ= 12200/100 =122mm ；作''2b b k BC ⊥，''2b b k =kB3B2a /a μ= 3249/100 =32.49mm ； 过'b k 作''3//b k b BC ；过'p 点作'''3p b //BC ，'''3p b =nB3a /a μ=30mm ；过''3b 作'''33b b ⊥'''3p b ，与''3b k b 的交点为'3b 。
连''3p b ，''3p b 表示3B a 。
为此，相对加速度rB3B2a = ''3a k b μ•= 77.58×100mm/2s =7758mm/2s ；导杆3上3B 点的切向加速度:t B3a = '''33b b a μ•=25.05×100mm/2s=2505mm/2s ；导杆3上3B 点的加速度3B a = ''3p b a μ•=39.08×100mm/2s =3908mm/2s ；导杆3上3D 点的加速度3D a = ''3p d a μ•= 17.15×100mm/2s =1715mm/2s 。
图（d ）AUTOCAD 绘制图5D 点的加速度分析重合点5D 、3D 之间的加速度方程为：D5a = n D3a + t D3a + k D5D3a + rD5D3a''03D5D3323DC3DC 3D5D3: // 5 {90} //: ? 2 ?ak b D C DC DC l l V ωωαωμ→⊥•方向构件沿转大小V(9)式注：先求t B33BC=a l α，再求tD3a重合点5D 、3D 之间的加速度方程为D5a =n D3a +t D3a +k D5D3a + rD5D3a 。
其中kD5D3a 与3D a 分别为：kD5D3a =23ωD5D3V =2×2.82×99mm/2s = 558.36mm/2s ， 方向为D5D3V 沿3ω转90°，如图（d ）所示。
由3B a /3D a =''3pb /''3p d =BC L /CD L 得3D a =3(/)B CD BC a L L =3908×(167.45/381.6) mm/2s =1714.87mm/2s ，为此，3D 点的加速度''3p d =3D a /a μ= 17.15mm ；过'3d 点作''3d d k 表示kD5D3a ，''3d d k =kD5D3a /a μ= 558.36/100mm=5.6mm ；过'd k 点作''5d k d ，过'p 作''5p d ，得交点'5d 。
于是，得相对加速度r D5D3a =''5d k d a μ•= 12.03×100mm/2s =1203mm/2s ；从动件5的加速度5a =D5a =''5p d a μ•=5.51×100mm/2s =551mm/2s 。
从动件5的在一个周期内的位移5S 、速度5V 与加速度5a 如图（e ）所示。
三、数据汇总可修改可编辑四、参考文献[1]王洪欣冯雪君主编《机械原理》东南大学出版社 2011年6月 . .精选文档。