第二章平面连杆机构和设计与分析报告

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机械原理实验报告书

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机械原理实验指导书广东海洋大学寸金学院教务处教材科机械工程教研室2005年9月实验一:机械认识实习机构现场实习报告一、平面连杆机构1.根据机构中移动副数目的不同,平面四杆机构可分为、和三大类型。

2.根据连架杆相对机架能否作整周转动,平面铰链四杆机构可分为机构、机构和机构。

3.连杆机构可起运动形式转换的作用,即将主动件的运动形式转换为从动件的另一种运动形式。

能将转动变为摆动的有;能将转动转化为移动的有。

二、凸轮机构1.凸轮机构是一种高副机构,其组成有、和三个基本构件。

2.凸轮机构按凸轮形状分类主要有、和的凸轮机构。

3. 凸轮机构按推杆形状分类主要有、和的凸轮机构。

4. 凸轮机构按推杆运动形式分类主要有和的凸轮机构,5. 凸轮机构按闭锁方式分类主要有和闭锁的凸轮机构。

三、齿轮机构1. 平面齿轮机构用于两平行轴之间的传动,常见类型有、和。

2. 空间齿轮机构用于两空间两相交轴或相错轴之间的传动,常见类型有、和。

3.齿轮机构也可转换运动形式,在平面齿轮机构中,将转动转换为移动的齿轮机构是。

四、轮系1.轮系可分为、、和三大类型。

2.周转轮系又可分为和两类,要使输出件具有确定的运动,前者需要个主动件,后者需要个主动件。

工厂参观实习报告1.回答指定机器的组成和加工对象,并写出机器上所能看见的机构及其作用。

2.针对指定的机器,回答其组成和加工对象,并大致说明机、电、液其上的应用。

3.现场实习小结(另附页)注:以上3题由教师指定其中2题完成。

实验二机构运动简图的测绘实验报告思考题1、一个正确的“机构运动简图”包含那些内容?实验三机构拼接及创新设计实验拼接实验报告创新设计实验报告思考题:1.在机构拼接实验中,根据你所拆分的杆组,按不同的顺序排列杆组,可能组合的机构运动方案有哪一些?要求用机构运动简图表示出来,就运动传递情况作方案比较,并简要说明之。

2.利用不同的杆组进行机构拼接,得到了哪一些有创意的机构运动方案?用机构运动简图示意创新机构运动方案。

平面机构运动方案设计与拼装实验报告

平面机构运动方案设计与拼装实验报告

平面机构运动方案设计与拼装实验报告实验报告:平面机构运动方案设计与拼装一、实验目的:掌握平面机构运动方案的设计和拼装方法,加深对平面机构运动学的理解。

二、实验原理:平面机构是由连杆、轴、铰链等构成的一种机械装置。

为了实现特定的运动,需要合理设计机构的结构和连接方式。

平面机构的设计和拼装涉及到如下几个方面:1.运动类型的确定:根据具体要求,需要确定机构的运动类型,包括偏转、转动、摆动等。

2.运动副的选择:根据运动类型,选择合适的运动副,如直线副、旋转副、曲线副等。

3.副序的设计:根据运动副的选择,设计副序,包括副序的顺序、副序的布置位置等。

4.运动参数的确定:根据设计要求,确定运动参数,如运动角度、轨迹等。

5.装配设计:根据副序和运动参数,确定机构的结构和装配方式。

三、实验仪器和材料:1.平面机构组件:连杆、轴、铰链等。

2.设计工具:如CAD软件等。

3.实验平台:如支架、夹具等。

四、实验步骤:1.确定运动类型:根据实验要求,确定平面机构的运动类型。

例如,假设要设计一个能够实现偏转运动的机构。

2.选择运动副:根据运动类型,选择合适的运动副。

例如,选择旋转副作为运动副。

3.设计副序:根据运动副的选择,设计副序。

例如,将连杆放置在平面上,并设计一个垂直于连杆的铰链连接连杆和轴。

4.确定运动参数:根据要求,确定运动参数,如偏转角度。

5.进行装配设计:根据副序和运动参数,进行装配设计,确定机构的结构和装配方式。

例如,将连杆和轴固定在支架上,并通过铰链连接连杆和轴。

6.进行拼装:根据装配设计,将机构的各个组件进行拼装。

7.进行运动测试:测试机构是否能够实现设计要求的运动。

五、实验结果和分析:通过以上步骤,我们设计并拼装了一个能够实现偏转运动的平面机构。

在运动测试中,机构能够按照设计要求实现偏转运动。

这表明我们的设计和拼装是成功的。

六、实验总结:通过本次实验,我们掌握了平面机构运动方案的设计和拼装方法,并加深了对平面机构运动学的理解。

机械设计基础第二章-平面连杆机构

机械设计基础第二章-平面连杆机构

正反连杆机构及其应用举例
剪刀
活塞机构
剪刀是一种常见的正反连杆机构, 通过剪刀双臂的交叉运动实现剪 切动作。
内燃机的活塞机构是一种重要的 反连杆机构,将旋转运动转化为 直线运动。
打印机机械结构
打印机中的传纸机构和墨盒移动 机构都是正反连杆机构。
连杆机构热点应用领域
1 汽车工业
连杆机构在发动机、悬挂系统和转向系统中起关键作用。
复杂运动
结合各种连杆的长度和连接方 式实现。
平面连杆机构的分类与特点
1
四杆机构
具有四个连杆的机构,常见的有平行四杆机构和准平行四杆机构。
2
三杆机构
具有三个连杆的机构,例如三角形连杆机构。
3
排杆机构
包含多个连杆,可以实现复杂的运动。
平面连杆机构静力学分析
静力学分析通过力学原理分析连杆机构在静力平衡状态下的力学性质。常用 的方法包括力平衡法、力矩平衡法和虚功原理。
2 航空航天
连杆机构用于飞机和导弹的着陆装置,以及控制舵面关节传动和运动控制。
构成要素及代表元件
连杆
连接机构中的各个部分,可以是刚性杆件或弹性 杆件。
曲柄
通过旋转运动带动连杆的机构元件。
铰链
实现连杆之间的约束,使其相对运动只能在特定 轴向上发生。
摇杆
与曲柄相似,但其转动轴不经过曲柄轴。
运动类型与分析
直线运动
通过连杆长度或曲柄的定义来 实现。
旋转运动
通过曲柄、摇杆、或曲柄摇杆 组合来实现。
机械设计基础第二章-平 面连杆机构
欢迎来到机械设计基础的第二章!今天我们将一起探讨平面连杆机构的各个 方面,包括定义、构成要素、运动类型和分析、分类与特点、静力学分析等。

第章平面连杆机构分析与设计

第章平面连杆机构分析与设计

第章平面连杆机构分析与设计1. 引言平面连杆机构是一种常见的机械传动装置,具有简单、可靠、精度高等优点。

它广泛应用于各种机械领域,如机床、车辆、飞机、船舶等。

因此,对平面连杆机构的分析与设计具有重要意义。

本文将对平面连杆机构的基本原理、运动学分析、动力学分析和设计方法进行讨论。

2. 基本原理平面连杆机构是由刚性杆件和连接点构成的,其中连接点由轴承或填料构成,可以保证杆件在连接点处相互运动且不滑动。

根据杆件的形状和连接方式,平面连杆机构可以分为四杆机构、双曲柄机构、滑块机构等多种形式。

在运动学和动力学分析中,常采用三种基本杆件,分别为连杆、曲柄和滑块,它们的简化示意图如下所示:基本杆件基本杆件其中,O1为固定点,即整个机构的基准点,O2为转动点,O3为滑动点。

3. 运动学分析3.1 运动学基本定理根据运动学基本定理,机构中任意两个杆件的相对运动都可以表示为它们之间相对角度、相对位置的函数。

对于平面连杆机构来说,可以用七种特征量来描述机构的运动状态,它们分别为杆长、连杆对接触角、连杆对夹角、连杆和水平线夹角、连杆寿命、连杆运动周期和相对杆件的位置坐标。

3.2 运动学分析方法平面连杆机构的运动学分析一般采用向量和速度分析法,其中向量分析法是运动学分析的基本方法。

将每个杆件视为一个向量,可以将机构的运动过程简化为向量的运动和相对位置的变化。

根据向量分析,可以求出机构中每个杆件的速度和加速度,并计算机构的引动角速度和角加速度。

这对于机构的设计和优化具有重要意义。

4. 动力学分析4.1 动力学基本原理动力学是研究机械运动的力学学科。

在平面连杆机构的动力学分析中,常常将其视为质点的集合体,根据牛顿定律和能量原理,建立机构的动力学模型,求解机构的力学特性。

动力学分析可以解决平面连杆机构受力情况、运动稳定性、摩擦、疲劳等问题,为机构的设计提供有力支持。

4.2 动力学分析方法动力学分析包括弹性分析、振动分析、疲劳分析、接触分析等多个方面。

平面连杆机构运动分析报告

平面连杆机构运动分析报告

大作业(一)平面连杆的运动分析班级:姓名:姓名:姓名:指导教师:完成日期:一、题目及原始数据1.1、平面连杆的运动分析题目:如图1.1所示,为一平面六杆。

设已知各构件的尺寸如表 1.1 所示,又知原动件1以等角速度1ω= 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位移E 点的位移、速度及加速度的变化情况。

表1.1 平面六杆的尺寸参数2'l =65mm,G x =153.5mm,G y =41.7mm题 号 1l 2l3l4l5l6lαA B C1-A105.6 67.5 87.5 34.4 25 60° 1l =26.5 1l =24 1l =29.5算出原动件从 0º到 360º时(计算点数 N=36)所要求各运动变量的大小,并绘出各组应的运动线图以及 E 点的轨迹曲线。

图1.1二、平面连杆运动分析方程2.1、位移方程:4312l4cos cos l1cos 0h θθθ--= 43311l4sin s sin l1sin 0h θθθ+--=43l4cos l3cos s c 0θθ+-⋅= 43l4sin l3 sin h 0θθ+-=[]343c v v ωω2.2、速度方程:3433343314343cos l4sin s sin 0sin l4cos s cos 0V 0l4sin l3sin 10l4cos l3cos 0θθθθθθθθθθ--⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥---⎢⎥⎣⎦[]211V l1sin l1cos 00θθ=-[]3343V c v v ωω=3V V1\V2=2.3、加速度方程:3344333333443333311144334433sin 14cos v sin s cos 014sin ?v cos s sin 0014cos 13cos 0014sin 13sin 0A ωθωθθωθωωθθωθωθωθωθωθ+⎡⎤⎢⎥--+⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦[]112343c A =v v ωω11111112A A A =⨯[]1211A l1cos l1sin 00θθ=--11112A A A =+[]3343A a c a γγ=321A A \A =三、计算程序框图四、计算源程序4.1主程序%输入已知数据clearl1=0.0240;l2=0.1056;l3=0.0675;l4=0.0875;l5=0.0344;l6=0.025;l22=0.065;xg=0.1535;yg=0.0417;omega1=1;alph1=0;hd=pi/180;du=180/pi;t1=1:10:361;theta2=1:10:361;theta3=1:10:361;theta5=1:10:361;theta6=1:10:361;omega2=1:10:361;omega3=1:10:361;omega5=1:10:361;omega6=1:10:361;alph2=1:10:361;alph3=1:10:361;alph5=1:10:361;alph6=1:10:361;xe=1:10:361;ye=1:10:361;V=1:10:361;a=1:10:361;theta1=0;options=gaoptimset('PopulationSize',100,'Generations',10000,'StallGenLimit',500,'TolFun',1e-100);theta0=ga((thet) weiyi_0(thet,theta1),4,options);if theta0(1)<0theta0(1)=theta0(1)+2*pi;endif theta0(1)>2*pitheta0(1)=theta0(1)-2*pi;endif theta0(2)<0theta0(2)=theta0(2)+2*pi;endif theta0(2)>2*pitheta0(2)=theta0(2)-2*pi;endif theta0(3)<0theta0(3)=theta0(3)+2*pi;endif theta0(3)>2*pitheta0(3)=theta0(3)-2*pi;endif theta0(4)<0theta0(4)=theta0(4)+2*pi;endif theta0(4)>2*pitheta0(4)=theta0(4)-2*pi;end%调用子函数Fun_jixie计算该六杆的各杆角位移、角速度、角加速度以及E点的角位移、角速度、角加速度for n1=1:10:361theta1=(n1-1)*hd;t1(n1)=theta1*du;theta=fsolve((thet) weiyi(thet,theta1),theta0);if theta(1)<0theta(1)=theta(1)+2*pi;endif theta(1)>2*pitheta(1)=theta(1)-2*pi;endif theta(2)<0theta(2)=theta(2)+2*pi;endif theta(2)>2*pitheta(2)=theta(2)-2*pi;endif theta(3)<0theta(3)=theta(3)+2*pi;endif theta(3)>2*pitheta(3)=theta(3)-2*pi;endif theta(4)<0theta(4)=theta(4)+2*pi;endif theta(4)>2*pitheta(4)=theta(4)-2*pi;end[xe(n1),ye(n1)]=weiyi_E(theta1,theta,l1,l2,l22);[omega,alph] = Fun_jixie(theta1,omega1,l1,l2,l3,l5,l6,l22,theta);[V(n1),a(n1)]=sudu_jasudu_E(omega(1),alph(1),theta,theta1,omega1,l1,l2,l22,alph1);theta2(n1)=theta(1);theta3(n1)=theta(2);theta5(n1)=theta(3);theta6(n1)=theta(4);omega2(n1)=o mega(1);omega3(n1)=omega(2);omega5(n1)=omega(3);omega6(n1)=omega(4);alph2(n1)=alph(1);alph3(n1)=alph(2);alph5(n1)=alph(3);alph6(n1)=alph(4);theta0=theta;end%绘制各杆件的角位移、角速度、角加速度n2=1:10:361;n1=1:10:361;figure(1);%%%%%%subplot(2,2,1)%绘制位移线图plot((n1-1),theta2(n2)*du,'r-',(n1-1),theta3(n2)*du,'g-',(n1-1),theta5(n2)*du,'y-',(n1-1),th eta6(n2)*du,'k-','LineWidth',1.5);title('各杆角位移线图');xlabel('原动件1\theta_1/\circ');ylabel('角位移/\circ');grid on;hold on;text(200,60,'θ2');text(200,150,'θ3');text(200,350,'θ5');text(200,260,'θ6');%%%%%%subplot(2,2,2)%绘制角速度线图plot((n1-1),omega2(n2),'r-',(n1-1),omega3(n2),'g-',(n1-1),omega5(n2),'y-',(n1-1),omega6(n2), 'k-','LineWidth',1.5);title('各杆角速度线图');xlabel('原动件1\theta_1/\circ');ylabel('角速度/rad\cdots^{-1}');grid on;hold on;%%%%%%subplot(2,2,3)%绘制角加速度线图plot((n1-1),alph2(n2),'r-',(n1-1),alph3(n2),'g-',(n1-1),alph5(n2),'y-',(n1-1),alph6(n2),'k-' ,'LineWidth',1.5);title('各杆角加速度线图');xlabel('原动件1\theta_1/\circ');ylabel('角加速度/rad\cdots^{-2}');grid on;hold on;%%%%%%%%求E点的位移figure(2)subplot(2,2,1)plot(xe(n1),ye(n1),'r-','LineWidth',1.5);title('E的位移线图');xlabel('E在x方向位移');ylabel('E在y方向位移');grid on;hold on;%求E点角速度与角加速度subplot(2,2,2)%绘制E点角速度plot((n1-1),V(n1),'r-','LineWidth',1.5);title('E点角速度');xlabel('原动件1\theta_1/\circ');ylabel('E点角速度/rad\cdots^{-1}');grid on;hold on;subplot(2,2,3)%绘制E点角加速度plot((n1-1),a(n1),'r-','LineWidth',1.5);title('E点角加速度');xlabel('原动件1\theta_1/\circ');ylabel('E点角加速度/rad\cdots^{-2}');grid on;hold on;%将数据输出到Exel表shuju1.xls中xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆\Matlab程序\shuju3.xls',t1(n1)','sheet1','A1'); xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆\Matlab程序\shuju3.xls',theta2(n1)'*du,'sheet1','B1'); xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆\Matlab程序\shuju3.xls',theta3(n1)'*du,'sheet1','C1'); xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆\Matlab程序\shuju3.xls',theta5(n1)'*du,'sheet1','D1'); xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆\Matlab程序\shuju3.xls',theta6(n1)'*du,'sheet1','E1'); xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆\Matlab程序\shuju3.xls',omega2(n1)','sheet1','F1'); xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆\Matlab程序\shuju3.xls',omega3(n1)','sheet1','G1'); xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆\Matlab程序\shuju3.xls',omega5(n1)','sheet1','H1'); xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆\Matlab程序\shuju3.xls',omega6(n1)','sheet1','I1'); xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆\Matlab程序\shuju3.xls',alph2(n1)','sheet1','J1'); xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆\Matlab程序\shuju3.xls',alph3(n1)','sheet1','K1'); xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆\Matlab程序\shuju3.xls',alph5(n1)','sheet1','L1'); xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆\Matlab程序\shuju3.xls',alph6(n1)','sheet1','M1'); xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆\Matlab程序\shuju3.xls',V(n1)','sheet1','N1');xlswrite('E:\机械原理大作业\平面六杆\Matlab程序\shuju3.xls',a(n1)','sheet1','O1');4.2从动件角位移,角速度,角加速度function [omega,alph ] = Fun_jixie( theta1,omega1,l1,l2,l3,l5,l6,l22,theta)%从动件角位移theta2=theta(1);theta3=theta(2);theta5=theta(3);theta6=theta(4);%%%%%%%计算从动件角速度A=[ -l2*sin(theta2), l3*sin(theta3), 0, 0;l2*cos(theta2), -l3*cos(theta3), 0, 0;-l22*sin(theta2 - pi/3), -l3*sin(theta3), -l5*sin(theta5), l6*sin(theta6);l22*cos(theta2 - pi/3), l3*cos(theta3), l5*cos(theta5), -l6*cos(theta6)];B=[l1*sin(theta1);-l1*cos(theta1);0;0];omega=A\(omega1*B);omega2=omega(1);omega3=omega(2);omega5=omega(3);omega6=omega(4);%%%%%%计算角从动件角加速度A=[ -l2*sin(theta2), l3*sin(theta3), 0, 0;l2*cos(theta2), -l3*cos(theta3), 0, 0;-l22*sin(theta2 - pi/3), -l3*sin(theta3), -l5*sin(theta5), l6*sin(theta6);l22*cos(theta2 - pi/3), l3*cos(theta3), l5*cos(theta5), -l6*cos(theta6)];At=[-l2*omega2*cos(theta2),l3*omega3*cos(theta3), 0, 0;-l2*omega2*sin(theta2),l3*omega3*sin(theta3), 0, 0;-l22*omega2*cos(theta2 -pi/3),-l3*omega3*cos(theta3),-l5*omega5*cos(theta5),l6*omega6*cos(theta6);-l22*omega2*sin(theta2 -pi/3),-l3*omega3*sin(theta3),-l5*omega5*sin(theta5),l6*omega6*sin(theta6)];Bt=[omega1*l1*cos(theta1);omega1*l1*sin(theta1);0;0;];alph=A\(-At*omega+omega1*Bt);end点角速度,角加速度function [V,a]=sudu_jasudu_E(omega,alph,theta,theta1,omega1,l1,l2,l22,alph1)%求E点角速度A=[-l1*sin(theta1),-l2*sin(theta(2))+l22*sin(pi/3-theta(1));l1*cos(theta1),l2*cos(theta(1))-l22*cos(pi/3-theta(1))];B=[omega1;omega(1)];Vx=-l1*sin(theta1)*omega1-l2*sin(theta(2))+l22*sin(pi/3-theta(1))*omega(1);Vy=l1*cos(theta1)*omega1+l2*cos(theta(1))-l22*cos(pi/3-theta(1))*omega(1);V=sqrt(Vx^2+Vy^2);%求E点角加速度D1=[alph1;alph(1)];D2=[-l1*cos(theta1)*omega1,-l2*cos(theta(1))*omega(1)-l22*cos(pi/3-theta(1))*omega(1);-l1*si n(theta1)*omega1,-l2*sin(theta(2))*omega(1)+l22*sin(pi/3-theta(1))*omega(1)];a1=A*D1+D2*B;a=sqrt(a1(1)^2+a1(2)^2);end4.4 E点位移function [ xe,ye ] = weiyi_E( theta1,theta,l1,l2,l22)xe=l1*cos(theta1)+l2*cos(theta(1))+l22*cos(pi/3-theta(1));ye=l1*sin(theta1)+l2*sin(theta(2))+l22*sin(pi/3-theta(1));end五、计算结果1-C1- A各杆角位移变化:主动杆1 从动杆2 从动杆3 从动杆5 从动杆6 角速度变化:主动杆1 从动杆2 从动杆3 从动杆5 从动杆6 角加速度变化:从动杆2 从动杆3 从动杆5 从动杆6 E点速度 E点加速度0 37.5874 73.3953 132.3244 -249.1610 -0.4173 -0.4173 -2.9518 -3.92100.1853 0.7684 11.4966 12.2492 0.1750 0.066210 33.9922 70.5461 112.3625 83.0629 -0.3725 -0.2752 -1.6190 -2.3483 0.3312 0.8861 5.4435 7.2001 0.1771 0.069820 30.8938 68.3522 100.7887 66.3895 -0.3099 -0.1240 -1.0223 -1.4183 0.3947 0.8748 2.2858 4.2935 0.1769 0.065230 28.3939 68.8217 92.8061 56.3457 -0.2421 0.0176 -0.7802 -0.8393 0.3918 0.7725 0.7957 2.6200 0.1756 0.056540 26.4980 68.0969 86.1429 50.4847 -0.1776 0.1386 -0.7120 -0.4874 0.3525 0.6300 0.0186 1.3992 0.1737 0.047150 25.1553 70.3847 79.6002 46.9508 -0.1203 0.2355 -0.7470 -0.3233 0.3016 0.4844 -0.5568 0.2390 0.1717 0.038860 24.2950 73.9013 72.3014 44.0020 -0.0710 0.3093 -0.8813 -0.3641 0.2533 0.3542 -1.2895 -1.2162 0.1695 0.032370 23.8476 75.1559 63.1407 39.4490 -0.0289 0.3627 -1.1655 -0.6919 0.2131 0.2447 -2.4793 -3.4059 0.1670 0.027680 23.7541 78.6178 50.5946 30.3211 0.0074 0.3991 -1.6505 -1.4058 0.1823 0.1547 -3.5724 -5.7645 0.1640 0.024490 23.9684 82.3428 33.3226 13.5585 0.0393 0.4213 -2.1120 -2.2571 0.1598 0.0808 -1.6008 -4.2438 0.1604 0.0224100 24.4557 86.2130 14.0722 351.3272 0.0679 0.4315 -2.0322 -2.5206 0.1440 0.0194 2.3723 0.6473 0.1560 0.0210110 25.1910 90.1287 357.8431 329.7360 0.0942 0.4316 -1.5207 -2.1913 0.1332 -0.0326 3.5937 2.8204 0.1509 0.0199120 26.1562 94.0046 346.5251 311.9913 0.1188 0.4229 -0.9979 -1.7317 0.1258 -0.0774 2.9022 2.6888 0.1450 0.0190130 27.3381 97.7660 339.3348 298.1684 0.1421 0.4065 -0.6212 -1.3498 0.1203 -0.1166 1.9341 2.0410 0.1384 0.0179140 28.7259 101.3476 334.8721 287.2791 0.1642 0.3833 -0.3835 -1.0652 0.1154 -0.1510 1.1653 1.4750 0.1312 0.0168150 30.3094 104.6913 332.0658 278.6109 0.1852 0.3541 -0.2503 -0.8573 0.1096 -0.1812 0.6238 1.0709 0.1237 0.0156160 32.0769 107.7461 330.1164 271.5735 0.2048 0.3196 -0.1901 -0.7032 0.1019 -0.2074 0.2498 0.7872 0.1161 0.0145170 34.0134 110.4673 328.4700 265.7510 0.2225 0.2806 -0.1804 -0.5877 0.0910 -0.2297 -0.0073 0.5761 0.1086 0.0136180 36.0993 112.8168 326.7451 260.8343 0.2377 0.2377 -0.2052 -0.5024 0.0762 -0.2485 -0.1801 0.4041 0.1015 0.0131190 38.3086 114.7624 324.6851 256.5725 0.2496 0.1915 -0.2526 -0.4427 0.0567 -0.2641 -0.2889 0.2529 0.0949 0.0132200 40.6082 116.2773 322.1285 252.7450 0.2575 0.1426 -0.3135 -0.4061 0.0318 -0.2774 -0.3478 0.1167 0.0893 0.0140210 42.9568 117.3387 318.9886 249.1546 0.2603 0.0914 -0.3804 -0.3899 0.0013 -0.2895 -0.3685 0.0004 0.0847 0.0157220 45.3047 117.9264 315.2360 245.6335 0.2571 0.0380 -0.4480 -0.3900 -0.0353 -0.3017 -0.3620 -0.0853 0.0813 0.0181230 47.5932 118.0211 310.8823 242.0595 0.2470 -0.0175 -0.5127 -0.4004 -0.0782 -0.3151 -0.3403 -0.1278 0.0794 0.0211240 49.7540 117.6023 305.9627 238.3738 0.2288 -0.0754 -0.5729 -0.4132 -0.1278 -0.3310 -0.3164 -0.1187 0.0791 0.0247250 51.7094 116.6472 300.5166 234.5934 0.2014 -0.1360 -0.6293 -0.4199 -0.1843 -0.3501 -0.3049 -0.0572 0.0803 0.0288260 53.3719 115.1293 294.5668 230.8117 0.1639 -0.1997 -0.6848 -0.4124 -0.2475 -0.3721 -0.3194 0.0467 0.0834 0.0333270 54.6447 113.0192 288.1003 227.1842 0.1152 -0.2668 -0.7443 -0.3852 -0.3165 -0.3955 -0.3688 0.1726 0.0882 0.0379280 55.4237 110.2873 281.0562 223.8989 0.0548 -0.3369 -0.8133 -0.3370 -0.3886 -0.4161 -0.4543 0.2910 0.0949 0.0419290 55.6019 106.9102 273.3252 221.1329 -0.0173 -0.4090 -0.8967 -0.2718 -0.4578 -0.4262 -0.5690 0.3631 0.1034 0.0442300 55.0787 102.8823 264.7607 218.9966 -0.0997 -0.4800 -0.9979 -0.2008 -0.5135 -0.4125 -0.7072 0.3318 0.1136 0.0430310 53.7760 98.2358 255.1855 217.4477 -0.1886 -0.5444 -1.1213 -0.1481 -0.5388 -0.3560 -0.9028 0.0758 0.1253 0.0358320 51.6630 93.0677 244.3304 216.0976 -0.2772 -0.5934 -1.2883 -0.1739 -0.5122 -0.2347 -1.4134 -0.8402 0.1379 0.0210330 48.7870 87.5711 231.3350 213.4091 -0.3551 -0.6148 -1.6460 -0.5258 -0.4142 -0.0335 -4.1473 -5.1606 0.1504 0.0016340 45.3000 82.0541 210.8268 201.0289 -0.4101 -0.5961 -3.3535 -2.9018 -0.2419 0.2382 -21.6876 -31.2573 0.1615 0.0280350 41.4594 76.9211 168.4185 155.7385 -0.4319 -0.5293 -5.0122 -5.8883 -0.0235 0.5314 8.8888 5.4742 0.1699 0.0516360 37.5877 72.6042 132.2974 110.8020 -0.4173 -0.4173 -2.9504 -3.9199 0.1853 0.7684 11.4947 12.2491 0.1750 0.06621-B0 35.6084 60.6281 114.9568 35.1604 (0.4138) (0.4138) (1.3994) (2.4028) 0.26500.8169 4.9187 6.0195 0.1719 0.067410 30.8924 61.5362 102.5057 52.3535 (0.3491) (0.2488) (0.7314) (1.4428) 0.4055 0.9214 1.8880 3.9732 0.1722 0.066520 27.0862 59.5197 95.1924 39.9378 (0.2697) (0.0818) (0.5036) (0.8102) 0.4334 0.8595 0.5233 2.7968 0.1705 0.057730 24.2472 59.4280 89.3810 31.1071 (0.1938) 0.0619 (0.4624) (0.3856) 0.3926 0.7106 (0.0275) 1.9043 0.1684 0.047340 22.2711 140.9068 83.5433 28.1206 (0.1299) 0.1734 (0.4953) (0.1313) 0.3304 0.5471 (0.2483) 1.1174 0.1668 0.038350 21.0007 63.5668 77.0508 28.9672 (0.0788) 0.2548 (0.5661) (0.0309) 0.2720 0.4034 (0.4096) 0.3728 0.1656 0.031560 20.2899 67.0707 69.4300 27.5319 (0.0384) 0.3117 (0.6815) (0.0875) 0.2257 0.2872 (0.6704) (0.4521) 0.1645 0.026770 20.0246 71.1528 59.9933 25.8948 (0.0059) 0.3497 (0.8738) (0.3374) 0.1915 0.1952 (1.1162) (1.5252) 0.1633 0.023480 20.1229 75.6089 47.5321 18.8230 0.0211 0.3732 (1.1685) (0.8300) 0.1673 0.1216 (1.5023) (2.6442) 0.1615 0.021190 20.5287 80.2819 31.3070 3.1795 0.0444 0.3855 (1.4432) (1.4342) 0.1505 0.0613 (0.7095) (2.2750) 0.1590 0.0194100 21.2050 85.0474 13.4384 343.3043 0.0653 0.3886 (1.3945) (1.7156) 0.1392 0.0103 1.1740 (0.0114) 0.1556 0.0181110 22.1289 89.8033 358.3468 322.8561 0.0848 0.3841 (1.0340) (1.5613) 0.1316 (0.0341) 1.9259 1.3830 0.1511 0.0170120 23.2870 94.4630 348.1012 305.4924 0.1035 0.3731 (0.6457) (1.2608) 0.1263 (0.0736) 1.5727 1.4852 0.1457 0.0160130 24.6719 98.9508 342.0222 291.7128 0.1218 0.3562 (0.3633) (0.9917) 0.1222 (0.1093) 1.0026 1.1989 0.1394 0.0150140 26.2796 103.1990 338.7246 280.8735 0.1398 0.3342 (0.1907) (0.7861) 0.1181 (0.1414) 0.5346 0.9222 0.1324 0.0141150 28.1066 107.1472 337.0058 272.1948 0.1574 0.3075 (0.1002) (0.6314) 0.1130 (0.1702) 0.1940 0.7220 0.1249 0.0134160 30.1477 110.7413 336.0186 265.1882 0.1745 0.2767 (0.0684) (0.5128) 0.1058 (0.1953) (0.0484) 0.5816 0.1172 0.0128170 32.3934 113.9345 335.1552 259.4739 0.1906 0.2424 (0.0776) (0.4204) 0.0957 (0.2167) (0.2185) 0.4726 0.1095 0.0125180 34.8277 116.6874 333.9947 254.7617 0.2051 0.2051 (0.1149) (0.3496) 0.0820 (0.2344) (0.3316) 0.3726 0.1021 0.0124190 37.4267 118.9678 332.2590 250.7928 0.2173 0.1656 (0.1697) (0.2996) 0.0640 (0.2485) (0.3968) 0.2695 0.0953 0.0128200 40.1568 120.7503 329.7869 247.3079 0.2263 0.1242 (0.2334) (0.2710) 0.0415 (0.2597) (0.4221) 0.1623 0.0893 0.0136210 42.9741 122.0147 326.5127 244.0423 0.2314 0.0813 (0.2992) (0.2638) 0.0142 (0.2689) (0.4160) 0.0599 0.0844 0.0149220 45.8240 122.7435 322.4443 240.7458 0.2315 0.0370 (0.3619) (0.2754) (0.0179)(0.2774) (0.3882) (0.0229) 0.0807 0.0168230 48.6401 122.9190 317.6404 237.2170 0.2257 (0.0088) (0.4185) (0.3004) (0.0551)(0.2865) (0.3487) (0.0700) 0.0783 0.0191240 51.3440 122.5200 312.1854 233.3408 0.2130 (0.0565) (0.4679) (0.3304) (0.0975)(0.2975) (0.3093) (0.0696) 0.0775 0.0219250 53.8440 121.5184 306.1608 229.1163 0.1923 (0.1070) (0.5117) (0.3554) (0.1456)(0.3113) (0.2837) (0.0185) 0.0782 0.0252260 56.0339 119.8763 299.6105 224.6626 0.1623 (0.1609) (0.5545) (0.3662) (0.1998)(0.3288) (0.2867) 0.0751 0.0805 0.0290270 57.7910 117.5442 292.5046 220.1994 0.1217 (0.2194) (0.6036) (0.3562) (0.2602)(0.3495) (0.3303) 0.1914 0.0845 0.0332280 58.9751 114.4610 284.7079 215.9974 0.0689 (0.2832) (0.6685) (0.3240) (0.3261)(0.3717) (0.4196) 0.2997 0.0904 0.0374290 59.4298 110.5579 275.9639 212.3007 0.0028 (0.3527) (0.7594) (0.2760) (0.3941)(0.3903) (0.5541) 0.3545 0.0982 0.0407300 58.9895 105.7702 265.8876 209.2070 (0.0767) (0.4268) (0.8875) (0.2308) (0.4565)(0.3950) (0.7431) 0.2768 0.1079 0.0416310 57.4975 100.0632 253.9196 206.4448 (0.1677) (0.5013) (1.0725) (0.2342) (0.4980)(0.3666) (1.0676) (0.1314) 0.1196 0.0371320 54.8443 93.4792 239.0430 202.7655 (0.2641) (0.5674) (1.3812) (0.4193) (0.4928)(0.2761) (1.9610) (1.6144) 0.1328 0.0243330 51.0310 86.2118 218.3537 193.4778 (0.3539) (0.6096) (2.1083) (1.2930) (0.4088)(0.0908) (5.3673) (7.3843) 0.1466 0.0020340 46.2458 78.6793 183.1568 163.4391 (0.4189) (0.6068) (3.6292) (3.7627) (0.2266)0.1995 (4.3728) (10.1287) 0.1589 0.0281350 40.9100 71.5539 140.2853 112.7881 (0.4411) (0.5414) (2.8607) (3.8254) 0.02620.5421 8.5057 7.1362 0.1678 0.0542360 35.6084 65.6281 114.9501 74.8328 (0.4138) (0.4138) (1.3993) (2.4028) 0.26500.8169 4.9188 6.0200 0.1719 0.0674六、运动线图及分析本作业通过MATLAB软件进行动力学建模,并输出了E点的运动轨迹曲线;从动件的角位移线图、角速度线图,以及角加速度线图。

平面连杆机构设计分析及运动分析综合实验

平面连杆机构设计分析及运动分析综合实验

实验二平面连杆机构设计分析及运动分析综合实验一、实验目的:1、掌握机构运动参数测试的原理和方法。

了解利用测试结果,重新调整、设计机构的原理。

2、体验机构的结构参数及几何参数对机构运动性能的影响,进一步了解机构运动学和机构的真实运动规律。

3、熟悉计算机多媒体的交互式设计方法,实验台操作及虚拟仿真。

独立自主地进行实验内容的选择,学会综合分析能力及独立解决工程实际问题的能力,了解现代实验设备和现代测试手段。

二、实验内容1、曲柄滑块机构及曲柄摇杆机构类型的选取。

2、机构设计,既各杆长度的选取。

(包括数据的填写和调整好与“填写的数据”相对应的试验台上的杆机构的各杆长度。

)3、动分析(包括动态仿真和实际测试)。

4、分析动态仿真和实测的结果,重新调整数据最后完成设计。

三、实验设备:平面机构动态分析和设计分析综合实验台,包括:曲柄滑块机构实验台、曲柄摇杆机构实验台,测试控制箱,配套的测试分析及运动仿真软件,计算机。

四、实验原理和内容:1、曲柄摇杆机构综合试验台①曲柄摇杆机构动态参数测试分析:该机构活动构件杆长可调、平衡质量及位置可调。

该机构的动态参数测试包括:用角速度传感器采集曲柄及摇杆的运动参数,用加速度传感器采集整机振动参数,并通过A/D板进行数据处理和传输,最后输入计算机绘制各实测动态参数曲线。

可清楚地了解该机构的结构参数及几何参数对机构运动及动力性能的影响。

②曲柄摇杆机构真实运动仿真分析:本试验台配置的计算机软件,通过建模可对该机构进行运动模拟,对曲柄摇杆及整机进行运动仿真,并做出相应的动态参数曲线,可与实测曲线进行比较分析,同时得出速度波动调节的飞轮转动惯量及平衡质量,从而使学生对机械运动学和动力学,机构真实运动规律,速度波动调节有一个完整的认识。

③曲柄摇杆机构的设计分析:本试验台配置的计算机软件,还可用三种不同的设计方法,根据基本要求,设计符合预定运动性能和动力性能要求的曲柄摇杆机构。

另外还提供了连杆运动轨迹仿真,可做出不同杆长,连杆上不同点的运动轨迹,为平面连杆机构按运动轨迹设计提供了方便快捷的虚拟实验方法。

机构认知实验报告总结(3篇)

机构认知实验报告总结(3篇)

第1篇一、实验背景随着科技的不断进步,机械设备在现代工业、农业、日常生活等领域中扮演着越来越重要的角色。

为了更好地理解和掌握机械设备的工作原理和结构特点,我们开展了机构认知实验。

通过本次实验,我们旨在了解各类机构的基本结构、工作原理、特点、功能及应用,为今后学习和工作打下坚实的基础。

二、实验目的1. 理解各类机构的基本结构和工作原理。

2. 掌握机构的特点、功能及应用。

3. 培养观察、分析和解决问题的能力。

4. 提高团队合作意识和动手操作能力。

三、实验内容本次实验主要涉及以下几种机构:1. 平面连杆机构2. 凸轮机构3. 齿轮机构4. 停歇和间歇运动机构实验过程中,我们通过观察、拆卸、组装和测试等方式,对上述机构进行了深入的研究。

四、实验过程及结果1. 平面连杆机构(1)实验过程:观察平面连杆机构的结构,了解其组成元件(如连杆、铰链等)及其运动规律。

(2)实验结果:平面连杆机构能够实现直线运动和旋转运动的转换,广泛应用于机械手、机器人等领域。

2. 凸轮机构(1)实验过程:观察凸轮机构的结构,了解其组成元件(如凸轮、从动件等)及其运动规律。

(2)实验结果:凸轮机构能够实现复杂的运动轨迹,广泛应用于自动机械、医疗器械等领域。

3. 齿轮机构(1)实验过程:观察齿轮机构的结构,了解其组成元件(如齿轮、齿条等)及其运动规律。

(2)实验结果:齿轮机构能够实现大扭矩的传递,广泛应用于汽车、机床等领域。

4. 停歇和间歇运动机构(1)实验过程:观察停歇和间歇运动机构的结构,了解其组成元件(如棘轮、棘爪等)及其运动规律。

(2)实验结果:停歇和间歇运动机构能够实现周期性的运动,广泛应用于机械加工、自动化设备等领域。

五、实验心得1. 机构认知实验使我们对各类机构有了更加直观和深入的了解,提高了我们的专业素养。

2. 通过实验,我们学会了观察、分析、解决问题的方法,培养了我们的动手操作能力。

3. 实验过程中,我们学会了团队合作,提高了沟通协作能力。

《平面连杆传动机构作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术地质版2019》

《平面连杆传动机构作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术地质版2019》

《平面连杆传动机构》作业设计方案第一课时一、设计要求1.1 设计一个平面连杆传动机构,实现输出轨迹的特定运动要求。

1.2 提供设计方案的详细绘图和计算过程。

1.3 分析设计方案的合理性和可行性,评估传动机构的性能。

二、设计方案2.1 传动机构的结构设计本传动机构由曲柄连杆机构组成,曲柄为输入连杆,连杆为输出连杆。

曲柄的转动带动连杆进行往复运动,实现输出轨迹的特定运动要求。

曲柄的长度和连杆的长度根据特定运动要求进行选择。

2.2 传动机构的设计参数根据输出轨迹的特定运动要求,确定曲柄的转动角度范围和连杆的长度。

假设曲柄长度为L1,连杆长度为L2,曲柄转动角度为θ,连杆角度为φ,输出轨迹的特定运动要求为待定。

2.3 传动机构的运动分析根据曲柄和连杆的几何关系,分析曲柄的转动与连杆的运动之间的关系,确定输出轨迹的特定运动要求是否能够实现。

进行运动学分析,计算输出轨迹的运动参数。

2.4 传动机构的性能评估对传动机构的稳定性、运动精度、工作效率等性能进行评估和优化。

通过计算和仿真分析,验证设计方案的合理性和可行性,评估传动机构的性能是否满足输出轨迹的特定运动要求。

三、设计计算3.1 曲柄长度计算根据输出轨迹的特定运动要求,计算曲柄长度L1。

3.2 连杆长度计算根据输出轨迹的特定运动要求,计算连杆长度L2。

3.3 转动角度计算根据输出轨迹的特定运动要求,计算曲柄的转动角度θ。

3.4 运动参数计算根据曲柄和连杆的几何关系,计算输出轨迹的运动参数,如连杆角度φ。

四、设计绘图4.1 绘制传动机构的结构图绘制曲柄连杆机构的结构图,标注曲柄、连杆和输出轨迹的运动轨迹。

4.2 绘制传动机构的运动图绘制曲柄连杆机构的运动图,展示曲柄的转动和连杆的运动轨迹,验证输出轨迹的特定运动要求是否能够实现。

五、总结与展望通过本次作业设计,我对平面连杆传动机构的结构和运动原理有了更深入的了解,加深了对机械传动的认识。

在今后的学习和工作中,我将继续深入研究机械传动领域,不断提升自己的设计和分析能力,为机械设计领域的发展贡献自己的力量。

平面机构运动方案设计与拼装实验总结报告

平面机构运动方案设计与拼装实验总结报告

平面机构运动方案设计与拼装实验报告一、实验目的1.加深学生对机构组成原理的认识,进一步理解平面机构的组成及其运动特性。

2.通过平面机构的拼装,训练学生的工程实践动手能力,了解机构在实际安装中可能出现的运动干涉现象及解决办法。

3.通过机构运动方案的设计,培养学生的创新意识和综合设计能力。

二、实验原理机构具有确定运动的条件是其原动件数应等于其所具有的自由度数。

如将机构的机架及与机架相连的原动件从机构中拆分开来,则其余构件构成的杆件组必然是一个自由度为零的构件组。

而这个自由度为零的构件组,有时还可以拆分成为更简单的自由度为零的构件组,最后将不能再拆的最简单的自由度为零的构件组称为基本杆组,简称杆组。

由杆组定义,组成平面机构的基本杆组应满足条件:F=3n-2Pl-Ph=0任何平面机构均可用零自由度的杆组依次连接到原动件和机架上的方法来组成,这是机构的组成原理,也是本实验的基本原理。

三、机构设计及实验组装说明书本组选择的是筛料机构:图1 筛料机构简图机构组成:该机构由曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构构成。

工作特点:曲柄1匀速转动,通过摇杆3和连杆4带动滑块5作往复直线运动,由于曲柄摇杆机构的急回性质,使得滑块5速度、加速度变化较大,从而更好地完成筛料工作。

使用到的零部件:工具:内六角扳手三把、活动扳手、钢板尺、自备三角板、圆规、纸和笔等文具。

1)实验台机架图2 实验台机架图实验台机架中有5根铅垂立柱,它们可沿X方向移动。

移动时请用双手扶稳立柱、并尽可能使立柱在移动过程中保持铅垂状态,这样便可以轻松推动立柱。

立柱移动到预定的位置后,将立柱上、下两端的螺栓锁紧(安全注意事项:不允许将立柱上、下两端的螺栓卸下,在移动立柱前只需将螺栓拧松即可)。

立柱上的滑块可沿Y方向移动。

将滑块移动到预定的位置后,用螺栓将滑块紧定在立柱上。

按上述方法即可在X、Y平面内确定活动构件相对机架的连接位置。

面对操作者的机架铅垂面称为拼接起始参考面或操作面。

平面连杆机构分析与设计优秀课件

平面连杆机构分析与设计优秀课件

(3)选不同的构件为机架
B
1
2 3
B
1
2 3
A
4C
曲柄滑块机构
A
4C
摇块机构
B
1
2 3
A
4C
导杆机构
A1 B
42
C3
A
44A
1 B
2
3C
直动滑杆机构 手摇唧筒 这种通过选择不同构件作为机架以获得不同机构的方法称为: ━━机构的倒置
应用实例:双滑块机构的倒置
2
2 1
正弦机构
34
1 4
3
椭圆仪机构
(4)平面连杆机构与平面凸轮机构的关联(高副低代)
风扇座
DD
AA
作者:潘存云教授
EEE
CC
BB
2.平面四杆机构的演化型式 (1) 改变构件的形状和运动尺寸
曲柄摇杆机构 对心曲柄滑块机构
曲柄滑块机构
偏心曲柄滑块机构
s
φ
s=l sin φ
双滑块机构
正弦机构
(2)改变运动副的尺寸
(3)选不同的构件为机架
偏心轮机构
B
1
2 3
A
4C
曲柄滑块机构
B
1
2 3
平面连杆机构分析 与设计
3-1 连杆机构及其传动特点 连杆机构━━由若干构件通过低副(转动副、移动副、 球面副、球销副、圆柱副及螺旋副等)连接而成的, 故又称为低副机构 。
连杆机构
实例
平面连杆机构 分 类
空间连杆机构━━至少含有一个空间运动副。
特征:有一作平面运动的构件,称为连杆。 特点: ①采用低副。面接触、承载大、便于润滑、不易磨损
a)组成高副的元素均为圆

机械基础-平面连杆机构

机械基础-平面连杆机构

化工机械
如搅拌机、反应器等, 利用平面连杆机构实现
物料的混合和反应。
02
平面连杆机构的基本类型
曲柄摇杆机构
总结词
曲柄摇杆机构是平面连杆机构中最基本的一种形式,它由一个曲柄和一个摇杆 组成,曲柄通过转动将动力传递给摇杆,使摇杆进行摆动或转动。
详细描述
曲柄摇杆机构广泛应用于各种机械装置中,如缝纫机、搅拌机、车窗升降器等。 曲柄通常作为主动件,通过转动将动力传递给摇杆,使摇杆进行摆动或转动, 从而实现特定的运动形式。
机械基础-平面连杆机构
• 引言 • 平面连杆机构的基本类型 • 平面连杆机构的运动特性 • 平面连杆机构的传力特性 • 平面连杆机构的设计 • 平面连杆机构的实例分析
01
引言
平面连杆机构简介
01
平面连杆机构是由若干个刚性构 件通过低副(铰链或滑块)连接 而成的机构,构件在互相平行的 平面内运动。
机构的承载能力分析
总结词
机构的承载能力分析是评估 平面连杆机构在承受载荷时
的承载能力和稳定性。
详细描述
通过承载能力分析,可以确 定机构在各种工况下的最大 承载能力,为机构的安全使
用和优化设计提供保障。
总结词
在进行承载能力分析时,需要综合考虑机 构中各个构件的强度、刚度和稳定性等因 素。
详细描述
通过对这些因素的评估和分析,可以确定 机构在各种工况下的承载能力和稳定性, 为机构的安全使用和优化设计提供依据。
压力角和传动角
总结词
压力角是指在平面连杆机构中,主动件与从动件之间所形成的夹角。传动角是指连杆与曲柄之间所形成的夹角。
详细描述
压力角的大小直接影响到机构的传动能力和效率。较小的压力角可以减小作用在从动件上的力,提高传动效率。 而传动角的大小则与机构的传动性能和曲柄的形状有关。在设计平面连杆机构时,需要综合考虑压力角和传动角 的影响,以获得最佳的传动效果。

连杆机构的运动分析报告

连杆机构的运动分析报告

连杆机构的运动分析报告连杆机构的运动分析报告连杆机构是一种常见的机械结构,由连杆和铰链组成。

通过连杆的连接和铰链的运动,连杆机构可以实现复杂的机械运动。

在本篇文章中,我们将对连杆机构的运动进行分析。

首先,我们需要了解连杆机构的基本组成。

连杆机构通常由两个或多个连杆组成,这些连杆通过铰链连接。

在连杆机构中,至少有一个连杆是固定的,称为固定连杆,其他连杆可以通过铰链连接进行运动,称为运动连杆。

接下来,我们需要确定连杆机构的运动目标。

连杆机构可以用于实现各种运动,例如直线运动、旋转运动、摆动运动等。

在分析时,我们需要明确机构的运动目标是什么,以便更好地理解和分析机构的运动性质。

然后,我们可以通过建立连杆机构的几何模型来进行运动分析。

连杆机构的几何模型是通过连杆的长度、连杆之间的连接方式以及铰链的位置来确定的。

通过几何模型,我们可以计算出各个连杆的位置、速度和加速度等参数,从而分析机构的运动性质。

在进行运动分析时,我们需要应用运动学原理。

根据连杆机构的特点,我们可以使用欧拉方程或拉格朗日方程来描述机构的运动。

通过这些方程,我们可以得到机构的运动方程,从而进一步分析和预测机构的运动。

此外,我们还可以使用计算机辅助分析工具来进行连杆机构的运动分析。

通过使用计算机软件,我们可以建立机构的数学模型,并进行模拟计算,从而更准确地分析机构的运动性质。

这种方法可以大大提高分析的效率和准确性。

最后,我们可以根据运动分析的结果对连杆机构进行设计和优化。

通过分析连杆机构的运动性质,我们可以了解机构的工作原理和特点,从而进一步改进和优化机构的设计。

通过优化设计,可以提高机构的性能和效率,实现更好的运动控制和工作效果。

总之,连杆机构的运动分析是理解和设计机械结构的重要方法。

通过逐步分析连杆机构的运动特性,我们可以深入了解机构的工作原理,为机构的设计和优化提供有力的支持。

平面连杆机构分析与设计共88页文档

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平面连杆机构分析与设计
36、“不可能”这个字(法语是一个字 ),只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气,不要看破要突 破,不 要嫉妒 要欣赏 ,不要 托延要 积极, 不要心 动要行 动。 38、勤奋,机会,乐观是成功的三要 素。(注 意:传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素,但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出,乐 观是成 功的第 三要素 。
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ,而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸,生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业,需 要决心 ,能力 ,组织 和责任 感。 ——易 卜 生 5Βιβλιοθήκη 、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
39、没有不老的誓言,没有不变的承 诺,踏 上旅途 ,义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人, 决不会 坚韧勤 勉。
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第二章平面连杆机构及其设计与分析§2-1 概述平面连杆机构(全低副机构):若干刚性构件由平面低副联结而成的机构。

优点:(1)低副,面接触,压强小,磨损少。

(2)结构简单,易加工制造。

(3)运动多样性,应用广泛。

曲柄滑块机构:转动-移动曲柄摇杆机构:转动-摆动双曲柄机构:转动-转动双摇杆机构:摆动-摆动(4)杆状构件可延伸到较远的地方工作(机械手)(5)能起增力作用(压力机)缺点:(1)主动件匀速,从动件速度变化大,加速度大,惯性力大,运动副动反力增加,机械振动,宜于低速。

(2)在某些条件下,设计困难。

§2-2平面连杆机构的基本结构与分类一、平面连杆机构的基本运动学结构铰链四杆机构的基本结构1.铰链四杆机构所有运动副全为回转副的四杆机构。

Array AD-机架BC-连杆AB、CD-连架杆连架杆:整周回转-曲柄往复摆动-摇杆2.三种基本型式(1)曲柄摇杆机构定义:两连架杆一为曲柄,另一为摇杆的铰链四杆机构。

特点:ϕ、β0~360°, δ、ψ<360°应用:鳄式破碎机缝纫机踏板机构揉面机(2)双曲柄机构定义:两连架杆均作整周转动的铰链四杆机构。

由来:将曲柄摇杆机构中曲柄固定为机架而得。

应用特例:双平行四边形机构(P35),天平反平行四边形机构(P45)绘图机构(3)双摇杆机构定义:两连架杆均作往复摆动的铰链四杆机构。

由来:将曲柄摇杆机构中摇杆固定为机架而得。

应用:翻台机构,夹具,手动冲床飞机起落架,鹤式起重机二.铰链四杆机构具有整转副和曲柄存在的条件上述机构中,有些机构有曲柄,有些没有曲柄。

机构有无曲柄,不是唯一地由取哪个构件为机架决定,机构有曲柄的首要条件是:机构中各构件长度间应满足一定的尺寸关系,该条件是首要条件。

然后,再看以哪个构件作为机架。

下面讨论机构中各构件长度间应满足的尺寸关系。

铰链四杆机构曲柄存在的条件曲柄摇杆机构考察BD间距离:fmax=B’D=d+a, fmin=B’’D=d-a △BCD中:b+c≥f (b+c≥fmax),b+c≥a+d (1) b+f≥c (b+fmin≥c) b+d-a≥c,b+d≥a+c (2)c+f≥b (c+fmin≥b) c+d-a≥b,c+d≥a+b (3) (1)+ (2) a≤d, (1)+ (3) a≤c,(2)+ (3) a≤b有曲柄条件:(a)最短构件与最长构件长度之和小于等于其余两构件长度之和。

(b)曲柄或机架为最短构件。

结论:条件(a)满足i ) 最短构件为连架杆,曲柄摇杆机构。

ii) 最短构件为机架,双曲柄机构。

iii) 最短构件为连杆,双摇杆机构。

条件(a)不满足,只能是双摇杆机构。

例:图示铰链四杆机构,已知:L BC=50 mm,L CD=35 mmL AD=30 mm,AD为机架。

(1)若此机构为曲柄摇杆机构,且AB为曲柄,求L AB的最大值。

(2)若此机构为双曲柄机构,求L AB的最小值。

(3)若此机构为双摇杆机构,求L AB的数值。

三.平面四杆机构的基本类型与演化变换机架曲柄摇杆机构-固定另一最短构件的相邻构件为机架→曲柄摇杆机构固定最短构件为机架→双曲柄机构固定最短构件的对边构件为机架→双摇杆机构曲柄滑块机构→转动导杆机构→移动导杆机构→曲柄摇块机构(偏心泵)扩大回转副,转动化为移动副,变换运动副位置四.平面多杆机构在四杆机构的基本结构型式基础上,通过添加杆组得到。

牛头刨床机构,插床机构,插齿机,内燃机§2-2平面连杆机构的基本特性及运动分析一、平面连杆机构的基本特性1)行程速比系数C1D-左极限,C2D-右极限,θ-极位夹角:从动件处于两位置,对应曲柄轴线间所夹锐角。

Φ1=180°+θ摇杆:C1→C2,工作行程所用时间为t1,C点平均速度为V1。

Φ2=180°-θ摇杆:C2→C1,空回行程曲柄摇杆机构所用时间为t 2,C 点平均速度为V 2。

Φ1>Φ2 (ω=常数),故t 1>t 2, V 2>V 1,机构具有急回特性。

为表征机构的急回特征,引入行程速比系数K 。

)()(12从动件慢行程平均速度从动件快行程平均速度V V K 急回特性取决于θ观察机构有无急回特性 θ↑,急回作用↑,K ↑ 对心曲柄滑块机构、偏置曲柄滑块机构 转动导杆机构、 摆动导杆机构曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构 曲柄摇杆机构K=1?、双滑块组合机构牛头刨床机构、插齿机、齿轮插刀加工齿轮θ↓,急回作用↓,K ↓ θ=0,无急回作用,K=1 例:给定曲柄摇杆机构,用作图法在图上标出极位夹角θ。

2)压力角与传动角 P -连杆BC 对摇杆的作用力Pt -P 沿C 点速度方向的分力Pn -P 沿垂直于速度方向的分力α-压力角α定义:力的作用线与从动件上力作用点绝对速度方向间夹角。

γ-传动角,α+γ=90°(互为余角)Pn=Psin α,α↓,Pn ↓,运动副中压力↓Pt=Psin γ,γ↑,Pt ↑,传动有利为使机构有良好的传力性能,希望最小传动角γmin 不要太小。

要求:γmin ≥[γ]一般机械 [γ]=40°, 高速大功率机械 [γ]=50°最小传动角γmin的确定:由图知,γ=δ,δmin=γmin1,要使δ最小,须BD最短,故γmin1的机构位置出现在B点位于AD连线上。

γmin还可能出现在B点位于B’的机构位置,此时,γ=180°-δ,γmin2=180°-δmax,故γmin=min(γmin1,γmin2)例:标压力角及传动角(1)偏置曲柄滑块机构(2)摆动导杆机构(牛头刨床机构)(3)摆动油缸机构总结:α、γ的标注(1)由α的定义,先标压力角。

(2)γ=90°-α,后标传动角。

(3)力P夹在α+γ=90°的两射线中。

(P分90°为α、γ)3)机构的死点力对从动件回转中心不产生力矩而顶死,使机构处于静止状态的机构位置。

即γ=0,α=90°的机构位置。

克服死点的方法:(1)利用多套机构将错开;(火车前轮驱动)(2)利用惯性,越过死点;(装飞轮)(3)限制摇杆摆角。

(双摇杆机构)死点的用:(1)飞机起落架(2)快速夹具二、平面连杆机构的运动分析1、速度瞬心法(1)瞬心的定义:瞬心是作相对运动两刚体的瞬时等速重合点,若瞬心的速度为零,称绝对瞬心,若不为零,称相对瞬心。

(2)瞬心的数目 2)1(!2)!2(!2-=-==K K K K C N K式中:K-构件数 N-瞬心数 (3)瞬心的求法a)直接观察法(I )两构件直接与回转副相连,铰链中心即为瞬心。

(II )构件2相对于构件1作平面运动,其瞬心在V A2A1和V B2B1垂线的交点上。

(III )两构件以直移副相连,瞬心在垂直于导路的无穷远处。

(IV )两构件构成高副,瞬心在位于接触点C 的公法线n-n 上,当两构件作纯滚,C 点即为瞬心。

b)三心定理法作平面运动的三个构件共有三个瞬心,它们位于同一直线上。

证:①有三个瞬心 32)13(3!2)!23(!323=-=-==C N ②位于同一直线(反证法)瞬心P 12、P 13为已知,设连线外任意点S 为瞬心P 23,则32S S V V =1212S S S S V V V +=1313S S S S V V V +=有:131121S S S S S S V V V V +=+ 即:1312S S S S V V =因:P 12为瞬心,S P V S S 1212⊥,P 13为瞬心,S P V S S 1313⊥ 但由图知:1312S S S S V V ≠,故:32S S V V ≠结论:瞬心P 23不能在连线外任意点S ,只能在P 12、P 13连线上。

(3)瞬心法在机构速度分析中的应用例1:凸轮机构,求各瞬心及V 2。

例2:四杆机构,知各杆长及ω1,求各瞬心及ω3。

三心定理推广(图解)例3:曲柄滑块机构,知各杆长及ω1,求各瞬心及V C 。

例4:齿轮连杆机构,三个齿轮节圆作纯滚,由P 13求轮1与轮3角速度比ω1/ω3。

(4)瞬心法的优缺点优点:作简单机构的速度分析方便、直观。

缺点:对复杂机构不易很快求得瞬心,且不能作机构加速度分析。

2)相对运动图解法(1)同一构件上两点间的速度、加速度求法(刚体的平面运动) 基本原理:刚体作平面运动时,可看成此刚体随基点(运动已知点)的平动(牵连运动)和绕基点的转动(相对运动)的合成。

图示铰链四杆机构,已知机构位置、各构件长度及曲柄1的角速度ω1和角加速度ε1,求连杆2的角速度ω2和角加速度ε2和E 点C 点的速度、加速度Vc 、ac 、V E 、a E 及ω3、ε3。

解:1.选机构比例尺μL绘出该位置机构运动简图2.速度分析*****3.加速度分析讨论:1.任意点的绝对向量都从极点指向该点,并表示同名点的绝对速度和绝对加速度。

2.连接极点以外任意两点间的向量都表示相对量,其指向与相对速度或相对加速度角标相反,如bc表示CBV、c b''表示CB a。

3.极点ρ或π表示构件上速度(加速度)为0的点。

极点ρ或π即为构件上绝对速度(绝对加速度)瞬心。

通常ρ、π不重合。

4.由于牵连运动为平动,ω、ε为绝对角速度和绝对角加速度角。

5.机构只有一个原动件时,其ω1的大小只影响图形比例尺,不影响速度图形的形状。

当ε1=0,也不影响加速度图形的形状。

6.相似原理:构件BCE和图形bce及b’c’e’相似,且字母顺序相同。

称图形bce为构件BCE的速度影像图形b’c’e’为构件BCE的加速度影像用处:已知同一构件上不同两点的速度、加速度的大小方向,利用相似原理作相似图形且字母顺序一致,可直接求出该构件上第3点的速度和加速度大小、方向。

注1.相似原理仅适用于同一构件上的不同点,而不适用于不同构件上的点。

2.速度多边形用小写字母,加速度多边形用小写字母加“’”、“’’”表示,机构用大写字母表示。

(2)构成移动副的两构件重合点的速度、加速度求法(点的复合运动) 基本原理:点的绝对运动是牵连运动和相对运动的合成。

机构如图示,已知机构位置、各构件长度及曲柄速度ω1,求构件3的ω3和ε3。

1.速度多边形,求ω3 2323B B B B V V V +=大小 ? ω1L AB ?方向 ⊥BC ⊥AB //导路BC2.加速度多边形,求ε3r B B K B B n B t B n B B a a a a a a 23232333 ++=+=大小 BC L 23ω AB L 21ω 2332B B V ω ? 方向 B →C ⊥BC B →A ⊥BC //导路BC K B B a 23 -科氏加速度大小:2332B B V ω,)(23ωω-牵连角速度方向:23B B V沿3ω转90度产生条件:牵连运动为转动,相对运动为移动。

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