高等机构学

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高等机构学第8章-空间单链连杆机构的运动分析

高等机构学第8章-空间单链连杆机构的运动分析
传统意义上的空间连杆机构,其运动分析通 常采用两大类基本方法:一类是类似平面机构运 动分析时所采用的封闭矢量多边形法,但由于矩 阵形式的封闭向量方程几乎包含了所有运动变量, 在求解时为消去中间变量会比较困难。另一类是 拆杆拆副法,即在建立机构的分析方程时,假想 将机构的环路从某个运动副处拆开,或把某个杆 (或部分运动链)拆掉,然后基于几何同一性条件 建立约束方程。这种方法可使一些中间变量不在 方程中出现,而使分析过程得以简化。
第八章 空间单链连杆机构的运动分析
8.1、RCCC机构运动分析 8.2、串联机器人机构的位置分析 8.3、串联机器人的雅可比矩阵
8.1、RCCC机构运动分析
8.1、RCCC机构运动分析
8.1.1、位置分析 8.1.2、速度分析 8.1.3、加速度分析 8.1.4、构件上任意点的运动分析
8.1、RCCC机构运动分析

cos3

cos1
sin 30 sin 01 cos30 sin 12 sin 23
cos01

cot 12
cot 23
(8-9)
8.1.1、位置分析
仿上将该式(8-9)中符号下标数字的排列由0-1-2-3轮换成3-0-1-2,可得由0求2的 关系式为
cos2

cos0
(8-3)
由此可得各输入输出角位置方程式
sin0 sin1 sin23 sin01 cos1 sin01(cos0 sin23 cos30 cos23 sin30 ) cos01( cos0 sin23 sin30 cos23 cos30 ) cos12
8.1.1、位置分析
如图8-1所示为RCCC空间机构。机构 的已知结构参数为S0、h1、h2、h3、h0、 α01、α12、α23、α30,设杆1为原动件而1 为输入转角,要求分析运动参数0、2、 3、S3、S2、S1。

高等机构学第3章-铰链四杆机构

高等机构学第3章-铰链四杆机构

3.1.1、铰链四杆机构的空间模型
由于四杆机构性能随各杆长度的不同而变化,而四杆机构各杆长度在一定的尺寸范围 内可以任意选定,机构的绝对尺寸型是无穷多的。因此若能把这无穷多种尺寸型表示在有 限的范围内,对研究其各种性能将具有重要意义。下面介绍的空间模型就可以把全部铰链 四杆机构的尺寸类型表示在有限的区域内。
高等机构学
第3章 铰链四杆机构
韩建友
机械工程学院
第3章 铰链四杆机构
铰链四杆机构(以下简称四杆机构)作为连杆机构中最简单也最具代表性的机构,是其 它四杆机构的基本形式,是研究其他连杆机构的基础,也是应用最广泛的机构之一。本章 主要介绍该机构的一些重要特性。
第3章 铰链四杆机构
3.1、铰链四杆机构的尺寸型 3.2、铰链四杆机构的连杆曲线 3.3、同源机构 3.4、平行运动 3.5、四杆机构的齿轮五杆同源机构
(3-4)
如果在空间直角坐标系中取三坐标轴分别表示 a、b、c,在极限情况下,即
a b c 4 (d 0) a b c 2 (d 2)
(3-5)
3.1.1、铰链四杆机构的空间模型
满足(3-3)、(3-4)式的一切四杆机构的尺寸型均存在于直角坐标系内一个封闭的空间里。如
2. 平面区间图及子区间 由式(3-3)可知,对任意机架尺寸 d,有 a+b+c=4-d,表示直角坐 标系内一等截距平面。这些等截距平面和空间模型相交得到一些形状不同的平面六边形。 例 如 , 在 图 3-5a 中 d=1.5 , a+b+c=2.5 的 平 面 与 空 间 模 型 相 交 所 截 的 平 面 六 边 形 A1A2B1B2C1C2,其平面图形如图 3-5b 所示,称为平面区间图。在互为 120的方向分别表示 a、b、c 三个坐标尺寸,均由 0 到 2.0 范围内改变,这是一种三坐标的封闭平面区间图。 图形内任意一点都表示 d 为一定的一个机构尺寸型。图 3-5b 中 P、Q、R 三点分别表示机 构相对尺寸为 P(a 0.5,b 1.0,c 1.0, d 1.5) Q(a 1.5,b 0.5,c 0.5, d 1.5) R(a 1.0,b 1.25,c 0.25, d 1.5)

高等机构学 03 运动学

高等机构学 03 运动学

(5)
3-CS并联角台机构位置分析
位置反解
由于球面副位于一个以C副为中 心线的圆柱面上,则球面副中心点 的坐标应满足如下的约束方程
a12y a12z M 2 2 2 2 a2 x a2 z M 2 2 2 a a M 3y 3x
(6)
3-CS并联角台机构位置分析
位置反解
ox a1 o y oz 6 Mr11 3 6 Mr21 3 6 Mr31 3 ox a2 o y oz 6 Mr11 6 6 Mr21 6 6 Mr31 6 2 Mr12 2 2 Mr22 2 2 Mr32 2 ox a3 o y oz 6 Mr11 6 6 Mr21 6 6 Mr31 6 2 Mr12 2 2 Mr22 2 2 Mr32 2
位置反解
三个球面副在动坐标系中的坐标为:
6 M 3 0 a1 0 6M 6 2M 2 a2 0 6M 6 2M 2 a3 0
(2)
假设动坐标系的原点在定坐标系中的坐标为
这三个约束力在空间交错分布,相互之间线性无 关,约束了机构动平台的三个移动自由由度,机构 只剩下三个“转动”自由度。
3-RPS并联角台机构位置分析
位置反解
机构动平台有3个转动自由度, 三个独立参数可以确定机构的位 姿。 在进行反解时,动平台的姿态 是已知的。可用一个姿态矩阵描 述为:
r11 r12 R r21 r22 r31 r32 r13 r23 r33

现代机构学的新发展

现代机构学的新发展

Xxxxxx研究生课程论文课程名称:高等机构学任课教师:xxxx论文/研究报告题目:现代机构学的新发展学号:xxxxxxx姓名:xxxxx现代机构学的新发展摘要:本篇论文主要介绍了现代机构学的新发展以及现代机构研究内容机构学。

并详细的对柔顺机构的静力学、运动学、动力学、优化设计和应用等几个领域的主要研究成果进行了系统总结,仿人灵巧手指对其结构和工作原理进行了分析和说明,建立了柔性驱动器的动力学模型,分析了柔顺机构存在的问题,并对其发展方向进行了展望。

关键词:高等机构柔顺机构仿人灵巧手指1 现代机构学的新发展方面在世界性新技术革命的形势下,随着科学技术的飞速发展以及计算机技术在机械产品上的广泛应用,机构学焕发新的活力,主要体现在以下几个方面[1-2]:1)科学技术的迅速发展使机构学引入液、气、声、光、电、磁等工作原理,机构学与其他学科相融合,形成一些新的分支,扩大了机构的概念。

构件不再是传统的刚性构件,而是更广泛意义的广义构件。

2)随着科学技术的发展,机械、仪器向着高速、高精度以及小型化发展,对其动力性能有更高的要求。

3)工业生产的自动化一体化的发展方向,一些可以实现某些复杂或精巧运动的机械被开发,推动了机构综合方法的发展。

4)计算机和数学工具的应用,使机构学的分析与设计更为简便;计算机辅助设计可以降低成本、节省人力、提高效率,使产品的精确度更高,更精密。

5)为了满足现代工业机械向多品种、高性能、小批量的发展需要,由计算机进行实时控制或以人工手动方式进行多固定位置的控制,实现柔性输出,改善机构的运动特性和动力特性。

2 现代机构研究内容传统机构学与多种学科交叉、融合,现代机电一体化技术、现代控制理论、传感器技术,人工智能技术的发展为机构学的发展提供了新的研究领域;工业机人、医疗器械等技术的开发,对机构和机器的功能提出了诸如对输出特性的系统化、智能化和柔性化的要求,由此促进了可控机构学、机器人机构学、微型机构学、仿生机构学以及广义机构学等新分支的出现,构成了现代机构学的重要内容。

《高等机构学》PPT课件

《高等机构学》PPT课件

U1x
A
CS1x DS1y E B 2 A
CS1y DS1x F
U1y
A
CS1y DS1x F B 2 A
CS1x DS1y E
U1x 3.182;U1y 4.436
u U1x2 U1y2 (3.182)2 (4.436)2 5.46
arcsin U1y arcsin 4..436 125.7
高等机构学
学号: 主讲:
2、挡风玻璃刮水器
自由度的计算

M 3(L 1) 2J1 J2 L6 J1 7 M 3 (6 1) 2 7 1
(e) 折叠椅
L=4; J1=2; M=3(4-1)-2*4=1
折叠椅的结构简图
折叠椅的实物图
(m)可折叠的汽车收音机天线
L=4; J1=3; M=3(4-1)-2*3=3 可折叠的汽车收音机天线的结构简图 可折叠的汽车收音机天线的实
3
d3
dt
d 23
dt 2
故可得
AP
A Pt
A
n P
0 AP *3 je j(331o ) L222 je j2 AP *32 je j(331o )
AP *3[-sin(3 31o ) jcos(3 31o )]
L222[cos2 jsin2 ] AP *32[cos(3 31o ) jsin(3 31o )]
感谢下 载
W1x
A
CZ1x DZ1y E B 2 A
CZ1y DZ1x F
W1y
A
CZ1y DZ1x F B 2 A
CZ1x DZ1y E
W1x 1.468;W1y 3.362
w W1x2 W1y2 (1.468)2 (3.362)2 3.67

《高等机构学》课件

《高等机构学》课件
机构组成与分类
机构组成
机构是由若干个构件通过一定的方式联接而成的,构件可以是杆、齿轮、轴承等。
机构组成的基本元素包括输入、输出和传动系统,其中传动系统是实现运动和力传 递的核心部分。
机构的运动形式包括平动、转动和复合运动,这些运动形式是由构件之间的相对运 动关系决定的。
机构分类
根据机构的结构特点,可以将机构分为简单机构和复杂机构,其中简单 机构包括连杆机构、齿轮机构等,复杂机构包括机器人、加工中心等。
旨在寻找满足特定性能要求的机构设计方案。
机构优化设计目标
02
提高机构性能、降低制造成本、优化结构参数等。
机构优化设计流程
03
建立数学模型、选择优化算法、进行优化计算、验证优化结果

机构优化设计方法
尺寸优化
通过调整机构中零部件的尺寸参数,以达到 优化性能的目的。
形状优化
改变机构中零部件的形状,以改善机构的运 动性能和受力情况。
随着技术的不断发展,其他新型机构的应 用领域将更加广泛,其结构形式和运动特 性也将不断优化。
THANKS
感谢观看
机构选型
机构选型需要考虑的因素包括工作原理、结构特点、材料、制造成本等。
在实际应用中,需要根据具体的工作要求和条件选择合适的机构类型,以 达到最佳的工作效果和经济性。
机构选型还需要考虑机构的可靠性和维护性,选择可靠性高、维护方便的 机构可以降低使用成本和维护成本。
03
机构运动学
机构运动学基本概念
使用计算机仿真技术,模 拟机构的动态行为。
通过微分几何和线性代数 的知识,分析机构中各点
的速度和加速度。
动态仿真与优化
通过优化算法,改进机构 的结构和参数,提高机构

高等机构学

高等机构学
构学是研 究机构、组织和 系统的科学
研究内容包括机 构设计、机构运 动、机构动力学 等
在机械、电子、 航空航天等领域 有广泛应用
对提高产品质量、 降低生产成本、 提高生产效率具 有重要作用
高等机构学的发展历程
起源与发展
起源:19世纪末 由德国学者提出
发展:20世纪初 逐渐形成体系
机构组成与分类
机构组成: 由多个构件 通过运动副 连接而成
运动副:连 接两个构件 允许相对运 动的部分
机构分类: 根据运动副 的类型和数 量进行分类
机构类型: 如铰链机构、 滑块机构、 齿轮机构等
机构特点: 每个机构都 有其独特的 运动特性和 功能
机构运动与动力
机构运动:机 构在运动过程 中各构件之间 的相对运动关
优化目标:提高机构性能降低成本提高生产效率 优化工具:包括计算机辅助设计(CD)、有限元分析(FE)、仿真 软件等
高等机构学的应用领域
机械工程领域
机械设计:利用 高等机构学原理 进行机械结构设 计
机械制造:利用 高等机构学原理 进行机械制造工 艺优化
机械控制:利用 高等机构学原理 进行机械控制系 统设计
生物力学与仿生学:研究如何将生物力学和仿生学应用于高等机构学以提高机构的生物 相容性和仿生性能。
纳米技术与微纳制造:研究如何将纳米技术与微纳制造应用于高等机构学以提高机构的 微型化和精密化。
绿色设计与可持续发展:研究如何将绿色设计与可持续发展应用于高等机构学以提高机 构的环保性和可持续性。
高等机构学的基本原理
查 尔 斯 ·达 尔 文 : 提 出 了 “ 进 化 论”改变了人类对生物进化的 认识
托 马 斯 ·爱 迪 生 : 发 明 了 电 灯 、 电话等众多发明推动了科技进 步

《高等机构学》课件

《高等机构学》课件

课堂参与 小组项目 个人报告 期末考试
20% 30% 30% 20%
结语
通过学习《高等机构学》课程,你将掌握机构的运作和组织原则,为未来的职业发展打下坚实的基础。
学习资源
教科书
指定教科书提供了详细的机构学知识和案例研 究,帮助学生深入学习和理解。
学术期刊
通过阅读学术期刊,学生可以了解最新的机构 学研究和实践。
在线学习平台
提供在线课程、讲座和练习资源,使学生能够 随时随地学习和复习。
虚拟学习社区
参与虚拟学习社区,与同学和教师交流经验和 观点,拓宽学习视野。
课程评估
《高等机构学》PPT课件
敬爱的同学们,欢迎大家参与今天的《高等机构学》PPT课件。在本课程中, 我们将深入探讨机构的运作和组织原则。
课程简介
通过本课程,学生将理解机构的定义、类型和重要性,以及机构对社会和组织的影响。
课程目标
1 学习机构理论
理解机构的核心理论和概 念,包括组织结构、权力 关系和组织文化。
2 分析机构中的问题
掌握分析机构中常见问题 的方法,如决策制定、冲 突解决和变革管理。
3 提升组织效能
学习提高机构效能的策略, 如领导力发展、团队建设 和绩效管理。
课程内容
组织结构
研究不同类型的组织结构,如功 能性、分工和矩阵结构,并了解 其特点和适用性。
团队合作
分析团队合作的关键要素,如协 作、沟通和有效决策,以提高组 织的协同效应。
组织绩效
探讨组织绩效的评估方法,包括 关键绩效指标的设定和绩效管理 的实施。
教学方法
1
讲座和案例分析
通过讲座和案例分析,让学生理解机构理论,并应用于实际场景中。
2

高等教育机构简介

高等教育机构简介

高等教育机构简介高等教育机构,作为培养社会精英、推动知识创新和文化传承的重要场所,在现代社会中发挥着不可或缺的作用。

它们为学生提供了深入学习专业知识、拓展视野、培养综合能力的机会,为个人的职业发展和社会的进步奠定了坚实的基础。

一所典型的高等教育机构通常具有多样化的学科专业设置。

从自然科学、社会科学到人文学科,涵盖了数学、物理、化学、生物学等基础学科,以及经济学、管理学、法学、教育学、文学、历史学、哲学等众多应用和人文领域。

这种广泛的学科覆盖,使得学生能够根据自己的兴趣和天赋选择适合的专业方向,为未来的职业道路做好准备。

在师资方面,高等教育机构汇聚了一批优秀的学者和专家。

他们不仅在学术研究上有着深厚的造诣,还具备丰富的教学经验。

这些教师通过授课、指导研究和学术交流等方式,将自己的知识和经验传授给学生,激发学生的创新思维和探索精神。

他们往往是相关领域的前沿研究者,能够将最新的学术成果和实践经验融入教学中,使学生接触到最前沿的知识和理念。

教学设施也是高等教育机构的重要组成部分。

现代化的图书馆拥有丰富的藏书和电子资源,为学生的学习和研究提供了充足的资料支持。

实验室配备了先进的仪器设备,让学生能够亲自动手进行实验和实践操作,提高实际动手能力。

此外,还有多媒体教室、学术报告厅、体育馆等设施,为教学和学生的课余生活提供了良好的条件。

课程设置方面,高等教育机构注重理论与实践的结合。

除了传授专业的理论知识,还会安排实习、实验、课程设计等实践教学环节,培养学生解决实际问题的能力。

同时,还鼓励学生参与科研项目、创新创业活动,提高学生的综合素质和创新能力。

课程的考核方式也多种多样,包括考试、论文、作业、小组项目等,全面评价学生的学习成果。

高等教育机构还非常重视国际交流与合作。

通过与国外高校建立合作关系,开展学生交换、联合培养、学术合作等活动,拓宽学生的国际视野,培养具有国际竞争力的人才。

同时,也吸引了来自世界各地的留学生,促进了不同文化之间的交流与融合。

高等机构学第十章 紧固、锁紧、加紧和夹具装置

高等机构学第十章 紧固、锁紧、加紧和夹具装置

10.3 自动释放载荷的抓钩
起升把手
圆柱形棒
凹座 弹簧
载荷
轴环 凸块
该机构设计的关键在于,起 升把手与轴环,在凸块的配 合下能够起到锁紧与释放抓 钩的作用。
图10.3(1 )
7
10.3 自动释放载荷的抓钩
工作过程示意图
下行准备 抓取
8
上行起吊
下行准备 释放
图10.3(2)
上行至释 放点
释放完成
10.4 带有滚珠制动的快速释放锁紧销
并且,平台越重,产生的夹紧 力越大。
优点:不需要额外夹紧力,结 构简单,成本低,可靠性高。
图10.7
12
10.8 用于机床和固定设备上的快速作用夹具
几种简单的快速作用夹具
扳手
图10.8(1)
13
10.8 用于机床和固定设备上的快速作用夹具
几种简单的快速作用夹具
扳手
工件
凸轮手柄
图10.8(2)
14
图10.8(3)
10.8 用于机床和固定设备上的快速作用夹具
工件a
工件a 固定支架
手轮
图10.8(4)
图10.8(5)
手轮
几种简单的快速作用夹具
15
10.9 靠摩擦力夹紧的装置
夹紧螺杆
滑块
T型螺栓 图10.9(1)
底座 水平轴
夹紧螺栓同时 夹紧两根轴
垂直轴夹紧架 图10.9Fra bibliotek2)16
10.9 靠摩擦力夹紧的装置
高等机构学
第10章 紧固、锁紧、加紧和夹具装置
1
目录
10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 10.7 10.8 10.9

高等机构学-文档资料

高等机构学-文档资料

平面五杆平行四边形机构自由度计算
AD分支的运动螺旋系:
$1 0 0 1; 0 0 0
$2 0 0 1; a2 b2 0 y
分支的约束螺旋系为:
x
$1r 0 0 0; 1 0 0
$2r 0 0 0; 0 1 0
$3r 0 0 1; 0 0 0
基于螺旋理论的自由度分析原理 ➢ 螺旋的基本概念 ➢ 螺旋表示运动和受力 ➢ 运动副的螺旋表示 ➢ 螺旋的相关性 ➢ 螺旋的相逆性 ➢ 基于螺旋理论的自由度计算
基本概念
直线的plücker坐标:
z
方向向量 S
位置向量 r
线矩S0= r×S
O
直线表示为(S; S0),满足S·S0=0。
S
r
y
x
一般,对偶矢量中 S·S0≠0,(S; S0)表示一个一般的螺旋
$1 1 0 0; 0 0 0
$2 0 1 0; 0 0 0 $3 0 0 0; d3 0 f3
$4 0 1 0; d4 0 f4
$5 1 0 0; 0 e5 0
分支的约束螺旋系为:
$i5 $i 4
zi $i3 xi $i1
yi $i2
$ 1 r 000 ;001
为垂直于U副十字平面的约束力偶。
与已知螺旋系相逆的反螺旋
当螺旋系同时含有若干线矢量和偶量
1 与此螺旋系相逆的线矢量,必须与所有偶量相垂直且与所有线矢量相交
2
与此螺旋系相逆的偶量必须与螺旋系的所有线矢量垂直
基于螺旋理论的自由度分析原理 ➢ 螺旋的基本概念 ➢ 螺旋表示运动和受力 ➢ 运动副的螺旋表示 ➢ 螺旋的相关性 ➢ 螺旋的相逆性 ➢ 基于螺旋理论的自由度计算
$2 0;s2

中南大学硕士研究生培养方案(科学学位)

中南大学硕士研究生培养方案(科学学位)

硕士研究生培养方案(科学学位)一、学科概况中南大学机械工程学科创建于1955年,1960年招收研究生,1982年获得硕士学位授予权,1986年获博士学位授予权,1998年设立“机械工程”博士后科研流动站,2000年获得一级学科博士授予权,覆盖了机械制造及自动化、机械设计及理论、机械电子工程和车辆工程等4个二级学科和数字装备与计算制造、信息器件制造技术与装备等2个自主设置的二级学科,其中“机械设计及理论”与“机械制造及其自动化”学科为国家重点学科,“机械制造及其自动化”与“机械电子工程”学科为湖南省重点学科,机械工程一级学科于2007年被批准为一级学科国家重点学科。

设有“高性能复杂制造”国家重点实验室,“现代复杂装备设计与极端制造”教育部重点实验室,“铝合金强流变技术与装备”教育部工程研究中心,湖南省“岩土设备设计与控制”工程研究中心,以及“金属塑性加工摩擦与润滑”、“设备测试与故障诊断中心”等1个国家重点实验室和5个省部级重点实验室、工程中心,以及国家高技术研究发展计划成果产业化基地、与国外ASM公司共建的“微电子封装技术实验室”等。

本学科致力于机械基础理论与技术集成、先进制造理论与技术等的研究,并围绕国民经济中起支柱作用以及国防和空天运载等关键技术与装备进行研究和设计开发,在高性能材料制备与装备、信息器件制造、齿轮数字化制造、深海资源开发、车辆与工程装备、特种机器人等研究方向具有特色和优势。

二、培养目标学位获得者应拥护中国共产党的领导,拥护社会主义制度,热爱祖国,掌握辩证唯物主义和历史唯物主义的基本原理;具有良好的科研作风、科学道德和合作精神,品行优秀,身心健康;掌握机械工程学科坚实的基础理论、系统的专门知识,掌握一定的生产实践及试验方面的知识和技能,熟练掌握一门外语,了解本学科前沿发展动态和方向,有严谨求实的工作作风和独力工作能力。

成为既能从事机械工程领域的科学研究与设计工作,又可承担相关领域的教学和管理工作的高层次、高素质的科技人才。

高等机构学第三章 机构结构理论(张)

高等机构学第三章 机构结构理论(张)
圆柱平面副(用CE表示,cylindrical even pair)
5) Ⅴ类副:自由度f=5的运动副
Ⅴ类副中,提供1个约束,即C=1。 球平面(SE, sphere even pair)为其代表,
根据Ⅴ类副的自由度特点,通常为空间点接触 高副。
y
x z
二、运动链
若干构件通过运动副的连接而组成的可动构 件系统,称之为运动链。 按构件系统是否封闭,分为闭链系统和开链。 (1)闭链:构成封闭环式的运动链,称为闭链 闭链中,每个构件上至少有2个运动副元素。 闭链中有单环闭链和多环闭链,
例2: 求图示2RH2R机构的自由度
解: 各转动副轴线不共面, R 3
螺旋副派生一个移动副,PP 1
5
F fi 5311 i 1
H
R
R
AR
R
例3: 求图示Sarrus机构的自由度
转动副的轴线平行两个
不同方向,且矢量共面
C
B
R 2 A
转动副(用R表示,revolute pair) 移动副(用P表示,prismatic pair ) 螺旋副(用H表示,helical pair )
2) Ⅱ类副:自由度f=2的运动副
Ⅱ类副中,共提供4个约束,即C=4。
圆柱副 (用C表示,cylindrical pair)
球销副 (用S′表示,slotted spherical pair)
2.空间开链机构的自由度
在开链机构中,可动构件数目与运动副数目相 等。即有n = P,将其代入式上中,可推导出开
链机构的自由度计算公式。
p
F 6n P fi
p
i 1
F fi
i 1
n=P

高等机构学武汉理工大学

高等机构学武汉理工大学
( p2x p1x ) cos ( p2y p1y ) sin
式中: E ( p2x p1x ) 2 ( p2x p1x ) 2l2 sin
F ( p2y p1y ) 2 ( p2y p1y ) 2i2 cos
将(*,*)式求导可得到 p3 点的加速度
p3x p1x (l3 sin e cos ) 2 (l3 cos e sin ) p3y p1y (l3 cos e sin ) 2 (l3 sin e cos )
x
则有: p3x p1x esin l3 cos p3y p1y e cos l3 sin
(*)
26
(2) 矢量环方程: d e l2 y
投影得:
p pα
d cos e cos l2 cos d sin esin l2 sin
p
d
φ
l
el
图中, 900 或 900
构,其位置求解要比二级机构困难;而速度和加
速度分析则与二级机构相同。
2.2.1 位置方程的建立与求解
低副机构的从动部分由若干个基本杆组组成 基本杆组的杆数为2、4、6、8···等偶数
杆组的外副总是与运动规律已知的构件相联
30
2.1.3 外副之一为移动副的(RRP)二级组
p
p4 为运动已知点
y
α
• p2为待求运动点,
、 • 滑块在其上滑动的构件
p
p
p
φ
e
d
l
l
• (导杆)上的两点
• p1 p3 的运动已知
x
31
1.位置分析
p
p
2
p 4
l4
p2 p3 l2
(2-29) y

高等机构学第1章-数学基础课件.ppt

高等机构学第1章-数学基础课件.ppt
cos cos (1 cos) cos sin
cos cos (1 cos) cos sin cos2 (1 cos) cos
cos cos (1 cos) cos sin
cos cos (1 cos) cos sin
cos
cos
(1
cos )
cos
sin
cos2 (1 cos) cos
表 1-1 方阵[Cij ] 中元素的表达式
xj
yj
zj
xi c11 cos(xi , xj ) c12 cos(xi , y j ) c13 cos(xi , z j )
yi c21 cos( yi , xj ) c22 cos( yi , y j ) c23 cos( yi , z j )
1.1.4、刚体的定点转动
图 1-9 刚体的旋转变换
坐标系 xi yi zi 可取为研究刚体运动的参考坐标系 xyz 。 xj yjzj 可认为是固结在刚体上的动坐标系( z 轴垂直于 纸面)。设动坐标系与参考坐标系重合时,刚体所处的 位置为起始位置 1;刚体绕 z 轴转动后的位置 2,系相 当于动坐标系处于图示 xj y j z j 的方向。
x j 轴、 y j 轴和 z j 轴关于 xi yi zi 的方向角分别是1, 1,1;2, 2, 2 和 3, 3,3 。用 i1,i2,i3 和 j1, j2, j3 分别表示两组坐标系的坐标矢量
i1 j1 cos1 j2 cos2 j3 cos3 i2 j1 cos 1 j2 cos 2 j3 cos 3 i3 j1 cos1 j2 cos 2 j3 cos 3
0
[Ci(j
, , )
]
sin
cos
0

高等机构学第4章-三位置运动生成平面四杆机构综合

高等机构学第4章-三位置运动生成平面四杆机构综合
本章对三位置问题分别给出了 3 个限定铰链点的条件,即给定连架杆长度、 给定连架杆夹角以及给定连杆在第 1 位形的瞬心点,这样就缩小了圆点和圆心点 的取值范围。由推导过程可知,在分别添加了这些条件以后,圆点和圆心点都呈 曲线分布,文中给出了这些曲线的表达式。最后通过计算示例探讨了限定连架杆 长度所得曲线的变化规律,并结合解域的方法实现了机构的优选。
第4章 三位置运动生成平面四杆机构综合
本章只研究用一个铰链四杆机构来实现刚体导引的问题,就是根据给定的被 导引连杆平面的位置确定四杆机构两个连架杆的位置,即确定可以作为动铰链点 的圆点以及可以作为固定铰链点的圆心点。
用一个四杆机构来实现刚体导引,被导引刚体最多可以给定五个精确位置。 ➢ 如果给定两个位置,则任意选定两个动铰链点位置,固定铰链点可在两个 动铰链点对应两位置连线的垂直平分线上任意选取; ➢ 如果给定三个位置,则任意选定两个动铰链点(或固定铰链点)的位置,固 定铰链点(或动铰链点)在固定平面内(或动平面内)唯一确定; ➢ 如果给定四个位置,则圆心点分布在固定平面内的三次曲线上,圆点分布在 连杆平面内的三次曲线上,这个规律最初是由德国学者布尔梅斯特(Burmester)发 现的,因此这两条曲线合称布尔梅斯特曲线。 ➢ 二 、三、四位置问题解的个数都是无穷多的。对于给定五个位置的问题,圆 点和圆心点的个数是有限的,即可以得到有限个满足设计条件的四杆机构。
第4章 三位置运动生成平面四杆机构综合
由上述可知, 两位置的设计问题比较简单,通过简单的作图方法就可以得到 较满意的机构。三位置以上的设计问题就比较复杂,因此刚体导引的研究主要集 中在三、四、五位置问题上,本章主要研究三位置问题,对于四、五位置问题将 放到下一章中阐述。
对于三位置问题,圆点是可以任意给定的,与之对应的圆心点由相关公式求 出。当然也可以先任意给定圆心点,再求与其对应的圆点。虽然看似简单,但由 于四杆机构的两个固定铰链点都可以在固定平面内任取(或者两个动铰链点都可以 在连杆平面内任取),因此设计者在综合机构时存在比四位置问题更大的盲目性和 随意性。
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Advanced kinematics高等機構學PinyinNote.English Chineseactuators 制動器acyclic graph method 非循環圖畫法acyclic graph 非循環圖畫addendum 齒冠adjacency code 鄰接碼adjacency matrix 鄰接矩陣adjacent 相鄰接admissible graph 適用圖畫algorithms 演算法則analysis of mechanisms 機構分析analysis 分析analytic method 解析法angle of approach 接近角angle of recess 遠離角angular velocity ratio 角速比antiparallelogram 反平行連桿組arcs 弧arm or Carrier 行星臂arm 旋臂ASME Journal of機械設計週刊Mechanical Designassemblability 組合性automatic transmission 汽車自動變速器axiomatic approach 通則方法backlash 背隙ball bearing 滾珠軸承base circle 基圓base pitch 基節Basic mechanism 基本機構bearing ratio 支承比bearing 軸承bevel gears 傘齒輪binary joint 單接頭binary link 雙接頭連桿block 區塊branch defect 分支缺陷branch 分支bridge 橋邊Burmester Curve 伯密司特曲線Burmester Theory 伯密司特定理camoid 全曲面三維凸倫Canonical labeling 典型標註Cardanic motion卡丹運動機構mechanismCayley diagram 克雷圖center-point circle 圓心點圖centrode 瞬心線change point 換向點Chasles 查瑟斯Chasles's theorem 查瑟斯定理Chebyschev 契比雪夫chordal action 弦動chords 弦circuit defect 迴路缺陷circuit 迴路(電路)circular pitch 周節civil engineering 土木工程civilian 民間closed loop 閉迴路closed-form 封閉型c ode 數碼cognates 同系機構complete bipartite 完全雙部圖畫complete graph 完全圖畫complex motion 複合運動component 成分condense 凝結connected graph 連接圖畫connected 連接connecting rod 聯結桿constrained 拘束contact ratio 接觸比continuation methods 連續性法continuously variable無段變速機構transmissioncontracted graph 縮圖contraction 濃縮coriolis component 科氏加速度coupler 耦桿coupler 聯結桿crank-rocker 曲柄搖桿機構crank-shaper 牛頭鉋床crank 曲柄critical extreme position 規範端點運動critical path motion 規範路徑運動crossed configuration 交錯組合crossover shock 交錯震盪crunode 結點curvilinear translation 曲線平移curvilinear 曲線平移cusp 尖點cut vertex 分割點cycle 環路decision matrix 決定矩陣dedendum 齒根degree of freedom 自由度degree of general公共拘束度constraintsdegree 度數diametral pitch 徑節differential gear train 差動行星齒輪系dimensional synthesis 尺度合成direction 方向displacement graph 位移畫圖displacement 位移distinct inversions 不同的倒置機構double enveloping 雙包格double harmonic 雙諧和函數double point 雙重點double-crank 雙曲柄機構driving pawl 驅動爪dwell mechanisms 停滯機構dwell 停滯dyad 對矢eccentric crank 偏心曲柄eccentricity 偏置量edges 邊effective link pairs 等效連桿隊embedded 內植end point 端點engineering design 工程設計epicyclic gear train 周轉齒輪系epicyclic train 周轉齒輪系Euclidean geometry 歐式組合Euler identity 尤拉等式Euler's theorem 尤拉定理external gear 外齒輪family tree 家族樹狀圖Ferguson's paradox 佛格森奇輪fixed centrode 固定瞬心線flange-mount bearing 凸緣軸承force-closed 外力接合form-closed 外型接合frame 機架Freudenstein's equation 因斯坦方程式function Generation 函數產生器fundamental circuit 基本迴路fundamental rules 基本規則Galloway mechanism 蓋勒威機構gear ratio 角速比gear ratio 齒輪轉速比gear trains 齒輪系geared fivebar mechanism 齒輪五連桿機構geared kinematic chain 齒輪運動鍵gear motors 齒輪減速馬達gear set 齒輪組gear 大齒輪generation method 衍生法Geneva mechanism 日內瓦機構geometric method 幾何法global 整體graph representation 圖畫表示法graph theory 圖論graph 圖畫Grashof condition 葛士浩條件Grashof double-rocker 葛士浩雙搖桿機構ground 接地機構Gruebler condition 格魯勃勃條件half joint 半接頭higher pair 高對Hoeken linkage 侯肯連桿組housing 箱體hypoid gears 戟齒輪identification ofisomorphism同構辨認incident 相附隨inertial reference frame 慣性參考座標系統instant centers 瞬心intermittent motion 間歇運動internal gear 內齒輪inversion 倒置joint order 連接次數isolated vertex 孤立點isomer 同構體isomorphic graph 同構圖畫isomorphic 同構jacobian matrix 雅各賓矩陣jacobian 雅各賓jerk 急跳度joint 接頭journal bearing 軸頸軸承Kennedy's theorem 甘迺迪定理kinematic analysis 運動分析kinematic chain 運動鍵kinematic diagram 運動簡圖kinematic pair 運動對kinematic structure 運動構造kinematic synthesis 運動合成kinematics 運動學kinetics 動力學Kutzback 庫茲貝克labeled graph 標註圖畫length 長度level 軸位linear graph 線性圖畫linkage coupling 連桿式聯軸器linkage 連桿組links 連桿local 局部locking pawl 鎖定爪long link 長連桿loop augmentation method 迴路增質法lower pairs 低對lower pair 低對machine 機器magnitude 大小marked graph 標註圖畫max code 最大數碼mechanical member 機械構件mechanism design 機構設計mechanism 機構mesh 嚙合mobility 可動性module 模數motion Generation 運動產生器moving centrode 移動瞬心線Newton-Raphson method 牛頓-瑞福森法nodes 接點number synthesis 數目合成offset 偏位open configuration 開放組合parallel motion 平行運動parallelogram 平行連桿組Path Generation 路徑產生器phase angle 相位角piecewise functions 段落函數pillow blocks bearing 軸台式軸承pinion 小齒輪pitch circles 節圓pitch diameters 節圓直徑pitch point 節點planet gear 行星齒輪planetary train 行星齒輪系position difference 位置差異position 位置precision points 精確點precision position 精確位置principle of傳動原理transmissibilityprofile-shifted gears 移位齒輪pulse-width modification 脈寬調變quaternary 肆接點連桿quick-return 急回機構ratchet and pawl棘輪與爪機構mechanismratchet wheel 棘輪rectilinear translation 直線平移rectilinear 直線平移relative position 相對位置reverted compound train 複式回歸齒輪系resolvability 迴轉性ring gear 環齒輪Roberts diagram 羅勃茲圖rocker output 純旋轉搖桿輸出rocker 搖桿roller bearing 滾子軸承roll-side joint 滾滑接頭rotatability 轉動性rotation 旋轉rotopole 旋轉極心selective precision synthesis 選擇性精確點合成servomotors 伺服馬達short link 短連桿single enveloping 單包絡sleeve bearing 套筒軸承spherical rod end 球狀端桿spiral bevel gears 蝸線齒傘齒輪standard form equation 標準形式方程式stationary configuration 停駐位置stationary 停駐點Stephenson's chain 史蒂文生運動鏈Stephenson's six bar 史蒂文生六連桿機構stepping motors 步進馬達straight bevel gears 直齒傘齒輪sun gears 太陽齒輪synchromesh mechanism 同步囓合變速機構synthesis of mechanisms 機構合成ternary link 參接點連桿the Herzian contactstresses赫芝接觸應力the highest point ofsingle-tooth contact單齒接觸最高點time ratio 時間比toggle position 軸節位置torque converter 扭矩轉換器translation 平移transmission angle 轉動角triad 參對矢triple-rockers 參搖桿機構Watt's chain 瓦特運動鍵Watt's six bar 瓦特六連桿機構Whitworth 惠式機構worm gears 蝸輪worms 蝸桿。

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