机械原理课程设计(解析法)
机械原理课程设计
机械原理课程设计
在机械原理课程设计中，我们将使用一台小型汽车发动机作为研究对象，并设计一个能够模拟汽车运动的机械装置。
这个装置将包括几个主要部分，分别是发动机、传动系统和车轮。
首先，我们将以发动机为中心展开设计。
发动机是汽车的核心组件，它通过燃烧燃料产生动力，驱动车辆前进。
我们将模拟发动机的工作原理，使用气缸、活塞和曲轴等零部件来展示内燃机的工作过程。
通过控制燃料的供给和排气的开关，我们能够控制发动机的转速和输出功率。
其次，我们需要设计传动系统，将发动机产生的动力传递给车轮。
传动系统通常包括离合器、变速器和传动轴等部件。
离合器用于分离发动机和变速器之间的传动，变速器则可以根据需求调整车辆的速度和扭矩输出。
传动轴将动力传递到车轮上，使车辆能够前进或后退。
最后，我们需要设计车轮和悬挂系统，以便车辆能够平稳地行驶。
车轮通常由轮毂、轮胎和刹车器组成，它们通过悬挂系统与车身相连。
悬挂系统可以减震和支撑车身，以提供舒适的驾驶体验。
通过模拟这一完整的机械系统，在课程设计中我们可以深入理解机械原理的运作方式。
同时，我们还可以通过调整各个部件的参数和结构，进行优化设计，以提高整个系统的性能和效率。
通过这样的设计过程，我们能够更好地理解机械原理的实际应用，并培养我们的设计能力和创新思维。
机械原理-机构运动分析的解析法
l
1
φ θ
2
l
x
a2 x 2l cos al sin a2 y 2l sin al cos
已知：构件的长度L及运动参数角位置θ 、角速度ω 、 角加速度ε ，1点的运动参量。
求： 3点的运动参量。
解： P 3x P 1 x l cos( ) v3 x v1 x l sin( ) P v3 y v1 y l cos( ) 3y P 1 y l sin( )
运 动 副 点 号
要求赋值
构 件 号
构 件 长 度
角位置角速度角加速 度，位置 速度 加速 度 n1
r1
m>0——实线 M<=0——虚线
不赋值
已知： 外运动副N1的位置P、速度v、加速度a，导路上任意参考点 N2的位置P、 速度v、加速度a，构件1的长度及导路的角位置、角速度、角加速度。 求：内运动副N3的运动参量、构件①的运动参量、 r2、vr2、ar2
P 3x P 1x l1 cos 1 P 3y P 1 y l1 sin 1
P 3y P 2y 2 arctan P P 2x 3x
rrrk(m,n1,n2,n3,k1,k2,r1,r2,t,w,e,p,vp,ap)
装 配 模 式
n3 k1 k2 r2 n2 N3’
}
y
3
l
1
φ
l
2
θ
x
bark(n1,n2,n3,k,r1,r2,gam,t,w,e,p,vp,ap)
关 键 点 号 构 n n 件 1 1 号 n n ∠ n3 n1 2 3 间 间 n2 距 距 离 离 角位置角速度 角加速度，位 置 速度 加速度
机械原理课程设计任务书
机械原理课程设计任务书学生姓名班级学号位置设计题目：颚式破碎机机构设计及分析1 课程设计的目的和任务1.1 课程设计的目的机械原理课程设计是机械原理教学的一个重要组成局部。
机械原理课程设计的目的在于进一步稳固和加深学生所学的机械原理理论知识，培养学生独立解决实际问题的才能，使学生对机械的运动学和动力学的分析和设计有一较完好的概念，并进一步进步电算、绘图和使用技术资料的才能，更为重要的是培养开发和创新机械的才能。
1.2 课程设计的任务1、用图解法对压床的连杆机构进展运动分析和动力分析，并在此根底上确定飞轮的转动惯量。
要求画出A1图纸一张，A2图纸一张，写出计算说明书一份。
2、用解析法对压床的连杆机构进展运动分析和动力分析。
要求写出一份计算说明书和在电脑上打出的程序及计算结果。
3、用Pro/E三维计算机辅助设计软件对压床的连杆机构进展建模、装配，应用ADAMS 进展运动分析和动力分析。
要求写出一份设计分析说明书，打印出装配模型及仿真结果。
4、用图解法、解析法和Pro/E、ADAMS软件仿真结果进展比拟，分析它们各自的优缺点。
2 机构简介颚式破碎机是一种用来破碎矿石的破碎机械，如图1所示。
机器带动皮带传动〔图上未示出〕使曲柄2顺时针方向回转，然后通过构件3－4－5使动颚板作往复摆动。
当颚板6向左摆向固定于机架1上的定颚板时，矿石即被压碎；当动颚板6向右摆离定颚板时，被压碎的矿石落下。
如此反复进展可以到达破碎的目的。
由于机器在工作过程中承受载荷的变化很大，为了减小速度的波动并减小电动机的容量，在O轴的两端各装一个大小和重量完全一样的飞轮，其中一个兼作皮带轮用。
2图1 颚式破碎机机构简图3 数据颚式破碎机机构简图如图1所示，题目数据列于表1。
设计内容 连杆机构的运动分析符号 2n 2O A l1l2l1h2hAB l4O B lBC l单位 /min rmm数据 170 10010009408501000125010001150设计内容 运动分析连杆机构的动态静力分析符号 6O C l6O D l 3G 3S J4G 4S J5G 5S J6G单位 mmN2kgmN2kgmN2kgmN数据 1960600500025.520009200099000设计内容 飞轮转动惯量确实定符号6S J[]δ单位 2kgm数据500.15在连杆机构中，曲柄有30个连续等分的位置1～30，取构件2和3成一直线〔即构件4在最下方〕时为起始位置1，两个工作行程的极限位置1和16'，以及16和17中间位置16''。
机械原理课程设计(步进输送机)
2011 机械原理课程设计说明书目录一.设计任务书◆ 1.1课程名称: 步进输送机构 (3)◆ 1.2运动要求和计算基本数据 (3)二.机构方案的选定◆ 2.1轨道平台的移动 (3)◆ 2.2下料机的设计 (4)三.主要机构的设计计算◆ 3.1导杆机构的杆长设计 (6)◆ 3.2运动循环图 (8)◆ 3.3凸轮机构设计 (8)◆ 3.4插板相连的四杆机构的设计 (10)◆ 3.5速度和加速度的分析与计算（图解法） (12)◆ 3.6速度和加速度的分析与计算（解析法） (24)四.收获体会、建议 (28)五.参考文献 (28)机械课程设计说明书一.设计任务书1.课程名称: 步进输送机构简图设计1.工作原理及工艺动作简述步进输送机是一种间歇输送工件的传送机械。
工件由料仓卸落到轨道上，滑架作往复直线运动。
滑架正行程时，通过棘钩使工件向前运动；滑架返回时，棘钩的弹簧被压下，棘钩从工件下面滑过，工件不动。
当滑架又向前运动时，棘钩又钩住下一个工件向前运动，从而实现工件的步进传送。
插板作带停歇的往复运动，可使工件保持一定的时间间隔卸落到轨道上。
2.运动要求和计算基本数据1）输送工件形状和尺寸如附图1所示。
输送步长H=830mm。
2）滑架工作行程平均速度为0.42m/s。
要求保证输送速度尽可能左右平均，行程速比系数K值为1.7。
3）滑架导轨水平线至安装平面的高度在1100mm以下。
4）电动机功率可选1.1KW，1400r/min左右（如Y90S-4）二.机构方案的选定1.轨道平台的移动我们组经过讨论运用了：1）采用曲柄摇杆机构 2）采用曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构 3）采用齿轮与齿条的配合2.下料机构的设计（插板的移动）我们组经过讨论运用了：1）采用凸轮导杆机构 2）采用从动件盘形凸轮与摇杆机构的组合 3）采用四杆机构三.主要机构的设计计算1.导杆机构的杆长设计1）有关系数计算2）杆长计算图2.13.凸轮机构设计我们采用的是对心滚子推杆盘形凸轮机构。
机械原理课程设计台式电风扇的摇头装置
目录1．台式电风扇摇头装置的功能与设计要求 (3)1.1工作原理及工艺过程 (3)1.2功能分解 (3)1.3原始数据及设计要求 (3)1.3.1 原始数据 (3)1.3.2 设计要求 (3)1.4设计任务 (3)2．执行机构的设计 (4)2.1（方案Ⅰ） (4)2.2（方案Ⅱ） (4)2.3（方案Ⅲ） (5)2.4（方案Ⅳ） (6)3．执行机构的辅助构件设计 (6)3.1滑销控制机构（方案Ⅰ） (6)3.2齿轮控制机构（方案Ⅱ） (7)4．减速机构的设计 (7)4.1蜗杆减速机构（方案Ⅰ） (7)4.2锥齿轮减速机构（方案Ⅱ） (7)4.3行星轮系减速机构（方案Ⅲ） (7)5．方案的确定 (8)5.1原动机的选择 (8)5.2传动方案确定 (8)5.3有关参数及相关计算 (8)5.3.1相关计算 (8)5.3.2传动构件的尺寸确定 (8)6．尺寸与运动综合 (9)6.1执行机构尺寸设计 (9)6.2验算曲柄存在条件即最小传动角 (10)6.2.1曲柄存在条件 (10)6.2.2最小传动角验算 (11)7.系统总图 (11)8.总体评价 (11)8.1课题总结 (11)8.2存在问题 (12)参考文献······························ (12)1．台式电风扇摇头装置的功能与设计要求1.1工作原理及工艺过程1.2功能分解电风扇的工作原理是将电风扇的送风区域进行周期性变换，达到增大送风区域的目的。
显然，为了完成电风扇的摆头动作，需实现下列运动功能要求：（1）风扇需要按运动规律做左右摆动，因此需要设计相应的摆动机构。
机械原理教案
机械原理教案一、引言。
机械原理是机械工程专业的重要基础课程，它主要研究机械运动的规律和性能，是机械设计、制造和维修的理论基础。
本教案旨在通过系统的教学安排和生动的案例分析，帮助学生全面深入地理解和掌握机械原理的基本概念和重要原理，提高学生的学习兴趣和学习效果，为学生今后的专业学习和工作奠定坚实的基础。
二、基本概念。
1. 机械原理的定义。
机械原理是研究机械运动的规律和性能的科学，它是机械工程的基础学科，也是机械设计、制造和维修的理论基础。
2. 机械原理的研究内容。
机械原理主要研究机械运动的基本规律，包括运动的描述、运动的变换、力的作用、力的分析等内容。
三、重要原理。
1. 运动的描述。
机械运动可以分为直线运动和旋转运动，直线运动可以用位移、速度和加速度来描述，旋转运动可以用角位移、角速度和角加速度来描述。
2. 运动的变换。
机械运动可以通过齿轮、带传动、连杆机构等方式来实现运动的变换，不同的机构可以实现不同的运动变换。
3. 力的作用。
机械运动需要受到外力的作用才能实现，力的作用可以通过力的分解和合成来分析和计算。
4. 力的分析。
机械运动中的力可以通过牛顿定律和动力学原理来进行分析，力的大小和方向可以通过力的平衡和力的合成来确定。
四、教学方法。
1. 理论教学。
通过讲授机械原理的基本概念和重要原理，帮助学生建立起系统的理论知识体系。
2. 实践教学。
通过实验和案例分析，帮助学生深入理解和掌握机械原理的实际应用，培养学生的动手能力和创新意识。
3. 互动教学。
通过课堂讨论和互动问答，激发学生的学习兴趣，提高学生的学习积极性，促进师生之间的良好互动。
五、教学安排。
1. 第一周，机械原理基本概念的讲解和理论分析。
2. 第二周，机械运动的描述和变换的实验教学。
3. 第三周，力的作用和分析的案例分析和讨论。
4. 第四周，机械原理的综合应用和实践操作。
六、教学评价。
1. 学生考核。
通过平时作业、实验报告和期末考试等方式对学生进行全面的考核，评价学生的学习成绩和学习效果。
机械原理课程设计完整版
机械原理课程设计说明书学生姓名：学号：201141100系别：机械工程学院专业班级：机械设计制造及其自动化1班指导教师：教授起止时间：2013年12月23—27日东莞理工学院目录第一章内容介绍1-1 机构简介 (1)1-2 设计数据 (1)1-3 机构简图 (2)第二章六杆机构设计2-1 设计内容 (3)2-2 设计数据 (4)2-3 设计运动分析 (5)第三章凸轮设计3-1 设计内容 (7)3-2 图解法设计 (7)3-3 凸轮机构的计算机辅助设计 (10)第一章内容介绍1.机构简介压床是应用广泛的锻压设备，用于钢板矫直、压制零件等。
如图所示为某压床的运动示意图。
其中，六杆机构ABCDEF为其主体机构，电动机经联轴器带动减速器的三对齿轮（z l-z2, z3-z4, z5-z6）将转速降低，然后带动压床执行机构（六杆机构ABCDEF）的曲柄1转动，六杆机构使滑块5克服阻力F r而上下往复运动，实现冲压工艺。
为了减小主轴的速度波动，在曲轴A上装有飞轮，在曲柄轴的另一端装有供润滑连杆机构各运动副用的油泵凸轮。
2.设计数据: 设计数据见表1和表2。
表1 六杆机构的设计数据表2 凸轮机构的设计数据参数转角θ(度) 序号偏距e(mm)基圆半径r(mm)滚子半径rr(mm)行程h (mm)推程运动角δ( )远休止角01δ( )回程运动角'δ( )近休止角02δ( )0 1 19 37 10 60 10 30 150 30 120 602 20 38 10 40 10 35 140 60 90 703 21 39 10 30 10 60 140 0 150 7030 4 22 40 5 30 8 60 140 0 150 705 23 41 5 60 8 30 90 50 150 706 24 42 5 60 12 30 90 50 220 045 7 25 43 5 60 12 30 130 10 220 08 26 44 15 50 12 30 150 30 120 609 27 45 15 50 10 40 120 60 120 6060 10 28 46 15 50 10 40 180 0 180 011 29 47 10 45 10 40 180 0 180 012 30 48 10 45 6 50 120 90 90 6013 31 49 10 45 6 50 180 20 160 0（为一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构。
机械原理课程设计_压床设计
机械原理课程设计说明书设计题目:压床机构设计班级 :B042114学号 :B**********:**完成日期:2013年1月一、机构简介 (2)1.压床机构简介 (2)2.设计内容 (3)（1）机构的设计及运动分折 (3)（2）凸轮机构构设计 (3)二、执行机构的选择 (4)方案一 (4)（1）运动分析 (4)（2）工作性能 (4)（3）机构优、缺点 (5)方案二 (5)（1）运动分析 (5)（2）工作性能 (6)（3）机构优、缺点 (6)方案三 (6)（1）运动分析 (7)（2）工作性能 (7)（3）机构优、缺点 (7)选择方案 (7)三、主要机构设计 (8)1、连杆机构的设计 (8)2、凸轮机构设计 (8)四、机构运动分析 (13)五、原动件原则 (16)六、传动机构的选择 (16)七、运动循环图 (18)八、心得体会 (19)九、参考文献 (20)一、机构简介1.压床机构简介压床机械是被应用广泛的锻压设备它是由六杆机构中的冲头（滑块）向下运动来冲压机械零件的。
其执行机构主要由连杆机构和凸轮机构组成。
图1为压床机械传动系统示意图。
电动机经联轴器带动三级齿轮减速传动装置后，带动冲床执行机构（六杆机构，见图2）的曲柄转动，曲柄通过连杆，摇杆带动冲头（滑块）上下往复运动，实现冲压零件。
在曲柄轴的另一端，装有供润滑连杆机构各运动副的油泵凸轮机构。
2.设计内容（1）机构的设计及运动分折已知：中心距x1、x2、y, 构件4 的上、下极限角，滑块的冲程H，比值CB／BO4、CD／CO4，各构件质心S 的位置，曲柄转速n1。
要求：将连杆机构放在直角坐标系下，编制程序，并画出运动曲线，打印上述各曲线图。
（2）机构的动态静力分析已知：各构件的重量G 及其对质心轴的转动惯量Js(曲柄2 和连杆5的重力和转动惯量略去不计)，阻力线图(图9—7)以及连杆机构设计和运动分析中所得的结果。
要求：通过建立机构仿真模型，并给系统加力，编制程序求出外力，并作曲线，求出最大平衡力矩和功率。
《机械原理课程设计》课程教学大纲
《机械原理课程设计》课程教学大纲Course Exercise of Mechanical Principle一、设计的性质与任务《机械原理课程设计》是《机械原理》课程的一个重要的实践性教学环节，可在本课程讲授2/3后进行，亦可在本课程学完后集中进行。
机械原理课程设计的任务是：1. 进一步巩固和加深学生所学的理论知识；2. 培养学生运用理论知识独立解决有关本课程实际问题的能力，使学生对于机械的运动学、动力学的分析和设计有一较完整和系统的概念；3. 使学生能受到拟定机械运动方案的训练，具有初步的机构选型与组合，确定运动方案的能力。
4. 使学生掌握进行机械运动学、动力学分析和设计的图解方法，以及借助于计算机进行运动学、动力学分析和设计的解析方法；5. 进一步提高学生的计算、制图和运用计算机及使用技术资料的能力。
6. 通过编写说明书，培养学生表达归纳、总结、分析与解决问题的能力。
二、设计的基本要求机械原理课程设计的要求包括下述几个部分：1．主体机构设计图（A3或A4图纸）和辅助机构设计图（A2或A3图）各1张；2．机器运动简图（全部或一部分）（A2图纸）1张；3．运动分析及运动线图（A1图纸）（4~5人一组）1张；4．动态静力分析及等效力矩线图（A1图纸）（4~5人一组）1张；5．编写设计说明书约6000字。
若开展计算机辅助设计，则要求用2号图作任意一位置的运动分析和动态静力分析，在说明书中附上打印的计算机程序（子程序除外）及其计算结果和线图。
三、先修课程高等数学、线性代数、工程图学、高级语言程序设计、理论力学、机械原理等。
四、课程设计内容1．确定执行构件的运动及其相互协调配合关系机器的工作原理确定之后，用运动循环图来表示机器预定职能所需的所有执行构件的动作形式、运动参数和变化规律，以及它们之间的相互协调配合关系。
2．确定原动机的类型和运动参数原动机的类型和运动参数将影响机械传动的形式、机构类型的选择和机构系统的复杂程度，选择时应综合考虑电动机和传动部分的重量、尺寸、价格、机构系统的复杂程度以及机械效率等各方面的因素。
机械设计基础课程设计(一)指导书
机械原理课程设计指导书机械原理课程设计说明书姓名班级学号时间年月指导教师第一章概论一．机械原理课程设计的目的机械原理课程设计是继机械原理课程的课堂理论教学之后，面向学生设置的一项实践性教学环节。
机械原理课程设计以机械制图、数学、物理、理论力学、金属工艺学、计算机语言等先修课和金工实习为基础，在机械原理课程所探讨的常用机构的分析、综合基本理论方法指导下，采取教师引导与学生个人独立思考相结合的方式，通过对整部机器的运动和动力学设计的训练，以期达到下述几项主要目的：1）初步培养学生综合应用各学科理论，进行机器工作原理设计，机构选型和机器总体设计的能力。
2）提高学生在机构的分析与综合方面的熟练程度。
3）培养学生运用计算机辅助机械设计的能力。
4）让学生接触机械设计方面的感性知识，使他们对机械设计的一般过程和步骤有初步的了解。
5）提高学生计算、绘图、使用技术资料和计算机的熟练程度；锻炼他们独立工作，了解实际问题的能力。
二.机械原理课程设计的内容和方法1.机械原理课程设计的内容为培养具有独立设计能力的人才创造条件，机械原理课程设计的内容应包括：机械传动方案的选择与设计；机械的运动分析与设计；机械的动力分析与设计三个方面，所以机械原理课程设计的选题应当注意到：一定程度的综合性和完整性——应包括三种基本机构（如连杆机械、凸轮机构、齿轮机构）的分析与综合；一定程度的自动化——应具有多个执行机构的运动配合关系，包括运动循环图的分析与设计；一定程度的深度和广度——应较全面而综合地应用机械原理的基本理论、基本知识和基本技能，以使学生在机械设计技术工作的适应能力和开发创造能力方面受到初步实践性的训练。
2．机械原理课程设计的方法课程设计的方法原则上可分为两大类：（1）图解法运用基本理论中的基本关系式，用图解的方法将其结果确定出来，并清晰地以线图的形式表现在图纸上，有直观、简单、可检查解析计算正确与否等特点，对于简单机构的分析与综合问题，其优点更为明显。
机械原理解析法
=
d( l·e ) dt
=
l
·ddet
·
= l · · t
d l d t
=
d ( l ···et )
dt
=
l · ·e t
+l
·
· 2
·e
n
切向加速度
法向加速度
§3-5 用解析法作平面机构运动分析(矢量方程解析法)
二、铰链四杆机构旳运动分析
已知图示机构尺寸、原动件旳位置1及其等角速度1 。 进行运动分析
1）建立坐标系及封闭矢量图
2）位置分析：
l1 + l2 = l3 + l4 （待求参数2、3）
矢量方程向x、y轴投影
l1cos 1+ l 2 cos 2 = l 3 cos 3 + l4 l1sin 1+ l 2 sin 2 = l 3 sin 3
y
B
l2 2
2
1 1 l1
E
1
l4
C
l3 3
3
x
A
D
( et )´ = e = [ i (-sin) + j cos ] ´ = - i ·cos - j ·sin = en
单位矢量对 微分一次即转90度： e´= e t ； e = e n
§3-5 用解析法作平面机构运动分析(矢量方程解析法)
一、 矢量分析基本知识
3）单位矢量旳微分运算
D
到速度方程，消元、求解出·1 、·2
4）加速度分析
将速度方程对时间t 微分，得到加 速度方程，消元求解得到1··、 2··
运动线图
机构在一种运动循环中，从动件旳位移（角位移）、速度（角速 度） 、加速度（角加速度）相对于原动件位置线图
机械原理课程设计-牛头刨床(完整图纸)
机械原理课程设计说明书系部名称: 机电系专业班级: 04机制三班姓名：学号: **********目录概述 (3)设计项目...............................1．设计题目 (4)2．机构简介 (4)3．设计数据 (4)设计内容...............................1．导杆机构的设计 (5)2.凸轮机构的设计 (12)3.齿轮机构的设计 (17)设计体会 (20)参考文献 (21)附图·····························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。
机械原理课程设计曲柄转角
机械原理课程设计曲柄转角一、引言曲柄转角是机械原理课程设计中的一个重要内容，它涉及到曲柄机构的运动学分析和力学性能的研究。
曲柄转角是指在曲柄机构中，曲柄与连杆之间的夹角变化情况。
本文将对曲柄转角的原理进行详细阐述。
二、曲柄转角的定义曲柄转角是指在曲柄连杆机构中，当输入运动（通常为旋转）传递到曲轴时，由于连杆长度有限而导致连杆与曲轴连接处发生夹角变化的情况。
这个夹角即为曲柄转角。
三、曲柄转角的计算方法1. 几何法计算几何法是最常用于计算曲柄转角的方法之一。
它基于几何关系来推导出曲柄转角与连杆长度之间的关系。
我们需要了解几个基本术语：- 曲轴：指整个机构中用于传递输入运动的主要部件。
- 连杆：指连接曲轴和活塞（或其他工作部件）之间的部件。
- 曲柄：指连接连杆与曲轴之间的部件。
在几何法中，我们假设曲柄连杆机构为平面机构，并且连杆长度、曲柄长度以及连杆与曲轴的连接点都是已知的。
根据几何关系，我们可以推导出以下公式来计算曲柄转角：θ = arccos[(a^2 + b^2 - c^2) / (2ab)]其中，θ表示曲柄转角，a表示连杆长度，b表示曲柄长度，c表示连杆与曲轴连接点的距离。
2. 解析法计算除了几何法外，解析法也是一种常用的计算曲柄转角的方法。
它基于向量分析和运动学原理来推导出曲柄转角的表达式。
在解析法中，我们将曲柄与连杆视为两个向量，并通过向量运算来计算其夹角。
具体而言，在平面机构中，我们可以使用向量叉乘和数量积来计算曲柄转角。
我们需要定义两个向量：- 曲柄向量：指从曲轴到连接点的矢量。
- 连杆向量：指从连接点到活塞（或其他工作部件）的矢量。
通过向量叉乘和数量积运算得到夹角θ的表达式：θ= arccos[(a·b) / (|a|·|b|)]其中，a·b表示向量a和向量b的数量积，|a|和|b|表示向量a和向量b的模。
四、曲柄转角的影响因素曲柄转角受到多个因素的影响，包括连杆长度、曲柄长度、连杆与曲轴连接点的位置以及输入运动的特性等。
机械原理_瞬心法解析法机构运动分析
机械原理_瞬心法解析法机构运动分析瞬心法和解析法是机构运动分析中常用的两种方法。
瞬心法通过分析机构中各个零件的位置和速度，来确定机构的运动学性质。
解析法则通过解析机构的运动方程，得到机构的运动规律。
下面将详细介绍这两种方法并进行比较。
瞬心法是一种基于几何关系的方法，通过寻找机构中每个零件的瞬时转动中心，来确定机构的运动学性质。
瞬心是一个虚拟的点，表示零件在每一瞬时的转动中心。
具体的步骤如下：1.找到机构中的每个可动零件，并确定它们之间的连接关系。
2.将机构定位到其中一时刻，确定每个零件的位置和方向。
3.通过观察每个零件的几何关系，找到这个零件的瞬时转动中心。
4.重复步骤2和3，直到得到整个机构在一个周期内的瞬时转动中心。
5.根据瞬时转动中心的运动轨迹，分析机构的运动学性质。
解析法是一种基于运动方程的方法，通过解析机构的运动方程，来得到机构的运动规律。
具体的步骤如下：1.根据机构的几何形状和运动特点，建立机构的运动方程。
2.利用运动方程，解析得到机构的位置和速度的表达式。
3.分析机构的运动学性质，如速度、加速度等。
4.根据运动方程，得到机构的运动规律。
瞬心法和解析法的主要区别在于求解的方式不同。
瞬心法是通过观察几何关系，寻找零件的瞬时转动中心，从而确定机构的运动性质；而解析法则是通过建立和解析机构的运动方程，得到机构的位置、速度等表达式，从而确定机构的运动规律。
瞬心法的优点是简单直观，通过观察几何关系能够快速确定机构的运动性质。
它适用于对于机构零件的位置和速度感兴趣的情况。
另外，瞬心法也适用于对于机构的部分运动情况进行分析的情况。
解析法的优点是能够得到机构的运动规律的具体数学表达式，进一步分析机构的运动性质。
它适用于需要对机构的整个运动过程进行深入分析的情况，或者对机构的动力学特性感兴趣的情况。
虽然瞬心法和解析法有各自的优点和适用范围，但在实际应用中，常常结合使用。
比如，可以先通过瞬心法快速确定机构的运动特征，然后再用解析法进一步分析和求解，得到更详细的运动规律。
2015年机械原理课程设计
非匀速转动
往复移动机构
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1)连杆机构 铰链四杆机构 转动导杆机构 曲柄滑块机构
2)非圆齿轮机构 3)组合机构
1)连杆机构 曲柄滑块机构 移动导杆机构
2)齿轮齿条机构 3)凸轮机构
典型应用实例与原理
机车车轮联动机构、联轴器 联轴器 用于减速、增速和变速
用于减速、增速、运动的合成与分解 无级变速
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工艺动作分解：
- 输送带连续运动 - 转盘间歇转动 - 顶杆带停歇的上下
往复移动
- 定量泵活塞杆的上
下往复移动
每个动作由一个执 行机构来实现，通 过机构的形式设计， 确定运动方案。
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绘制机械运动（工作）循环图
绘制冷霜自动灌装机的运动循环图。取 分配轴为定标构件，取顶杆工艺动作的 起始点作为运动循环图的起始点。
惯性振动筛、机床 牛头刨床、 发动机
用于冲、压、锻等机械装置
缝纫机针头机构
可实现匀速运动，用于插床
用于控制动作
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执行机构运动方式及功能
机构类型
往复摆动 间歇运动
1)连杆机构 曲柄摇杆机构 摇杆滑块机构 摆动导杆机构 曲柄摇块机构
2)凸轮机构 3)齿轮齿条机构
1)棘轮机构 2)槽轮机构 3)凸轮机构 4)不完全齿轮机构
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三. 具体步骤和内容
初步拟定设计任务
拟定机械运动方案及设计要求
机构的综合
运动分析 程序界面设计及程序代码
上机编程
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设计计算说明书
过程在 草稿本 上反映
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初步拟定设计任务
通过查阅资料，选择某种机械要实现的 某种功能；
机械原理(2015春)用解析法作机构的运动分析
w32 l3
2、矩阵法 （1）位置分析：
位置方程：
整理： 解此方程可得
（2）速度分析：
将位置方程对时间求一次导数 写成矩阵形式
解此矩阵方程可 得
（3）加速度分析
速度方程： 将此速度方程对时间求一次导数，得加速度方程：
解此方程可得
3、杆组法
（1）基本原理
B
拆杆组
B+
（2）杆组法运动分析子程序
(1)单杆构件的运动分析子程序
用杆组法进行机构运动分析时，要正确拆分杆组，在调用各杆组 运动分析的子程序时，首先要根据机构的初始位置判断该杆组的装配 形式，确定位置模式系数M(+1或-1），再去调用子程序。主程序调 用子程序时注意形参与实参之间的对应关系。
学会如何把一个复杂问题转化为用计算机解决的问题，是培养解 决问题能力的锻炼机会。
已知：xA , yA, l, vA, aA 求：xB, yB , vB , aB
位置分析： 速度分析：
rB = rA + l
xB = xA + l cosj yB = yA + l sinj
将位置方程对时间求一次导数，得速度方程，带 入已知量，求出未知量
加速度分析：
将速度方程对时间求一次导数，得加速度方程， 带入已知量，求出未知量
- l3w3程可得：
a3
=
l1w12
cos(q1
- q2 ) + w22l2 - l3w32 l3 sin(q3 - q2 )
cos(q 3
- q2 )
a2
=
-
l1w12
cos(q1
- q3 ) - w22l2 cos(q2 l3 sin(q2 - q3 )
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机械原理课程设计设计题目：牛头刨床分析学校：太原工业学院设计者：班级0920122姓名赵元指导老师：刘嘉一运动简图二设计方案一、用解析法作导杆机构的运动分析如图所示，先建立一直角坐标系，并标出各杆矢量及其方位角。
其中共有四个未知量3θ、4θ、3S 、E S 。
为求解需建立两个封闭的矢量方程，为此需利用两个封闭的图形O3AO2O3及O3BFDO3，由此可得：→→→→→→→+=+=+ES L L '64L3S3L1L6并写成投影方程为：’64433E 4433116331133L sin L sin L 0S cos L cos L sin sin cos cos =+=-++==θθθθθθθθL L S L S由上述各式可解得：O34433E 311343364111163cos L cos L S cos cos L S L sin L L arcsin cos L sin L L arctan θθθθθθθθθ⨯+⨯=⨯=⨯-=⨯⨯+=⋅由以上各式即可求得3θ、4θ、3S 、E S 四个运动变量，而滑块的方位角2θ=3θ。
然后，分别将上式对时间取一次、二次导数，并写成矩阵形式，及得一下速度和加速度方程式。
⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡//-=⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-∙00cos sin S 0cos L cos L 01sin L -sin L -000cos S sin 00sin S -cos 111114334433443333333θθθθθθθθθθL L w v w w E =⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-∙∙E αααθθθθθθθθ43344334433333333S 0cos L cos L 01sin L -sin L -000cos S sin 00sin S -cos ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡//-+⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡---∙∙00sin cos 0sin w L -s w L -00c w L -cos w L -000sin w S -cos cos 00cos w S sin S -sin 111111144433344433333333333333333θθθθθθθθθθθθw L w L w in os S w w 而2w =3w 、2α=3α三静力分析对刨头6做受力分析如图所示由题知F6=m *ae G=—700 P=7000 （if x(n)>10.45&x(n)<169.55）对三杆受力分析如图所示F56=(-F6+ P)/cos(pi-x4(n)) Fn=-(G6+F6*sin(pi-x4(n))/cos(pi-x4(n))由题知 G=200 J=1.1则F23*cos(pi/2-x3(n))-F14X=F56*cos(pi-x4(n))+m4*s3(n)*a3(n)*cos(pi/2-x3 (n))+m4*s3(n)*s3(n)*w3(n)*cos(x3(n))F23*sin(pi/2-x3(n))+F14Y=F56*sin(pi-x4(n))+m4*s3(n)*a3(n)*sin(pi/2-x3(n))-m4*s3(n)*s3(n)*w3(n) *sin(x3(n))+G4-F23*s3(n)*(sin(pi/2-x3(n))*cos(x3(n))+cos(pi/2-x3(n))*sin(x3(n)))= -(F56*sin(pi-x4(n))*l3*cos(x3(n))+F56*cos(pi-x4(n))*l3*sin(x3(n))+ m4*s3(n)*a3(n)*cos(pi/2-x3(n))*l3/2*sin(x3(n))+m4*s3(n)*a3(n)*sin(pi/2-x3(n))*l3/2*cos(x3(n))+m4*s3(n)*s3(n)*w3(n)*cos(x3(n))*l3/2*sin(x3(n))-m4*s3(n)*s3(n)*w3(n)*sin(x3(n))*l3/2*cos(x3(n))+G4*l3/2*cos(x3(n))+j4*a3(n))由一杆受力分析得平衡力矩等于Mb=F23* l1*sin(pi/2-x3(n)+x1(n))同速度加速度解法可编写MATLAB程序如下运行结果如下x1 w3 w4 ve a3 a4 ae Mb /0/(rad/s) /(m/s) /(rad/s2) /(m/s2) /(N*m)0 0.4081 -0.45509 -0.20725 8.0161 -8.2825 -4.1302 14.77810.45 0.16832 -0.19441 -0.08486 9.2245 -10.542 -4.6612 6.79820.9 -0.11683 0.13542 0.058853 10.493 -12.108 -5.2911 -5.284631.35 -0.45043 0.50486 0.22852 11.745 -12.365 -6.0317 -22.90841.8 -0.83035 0.85904 0.42736 12.844 -10.583 -6.8245 -47.14252.25 -1.246 1.1165 0.65332 13.583 -6.0985 -7.4914 -76.50962.7 -1.6748 1.1791 0.894 13.701 1.3701 -7.733 -103.973.15 -2.0805 0.96112 1.1236 12.915 11.208 -7.2326 -116.4383.6 -2.4139 0.43839 1.307 10.965 21.354 -5.8485 -103.0894.05 -2.6196 -0.30215 1.4106 7.6458 28.41 -3.7107 -65.164104.5 -2.6483 -1.0636 1.4135 2.866 29.05 -1.0559 -15.895 114.95 -2.4719 -1.6158 1.3099 -3.172 21.968 1.9712 29.375 125.4 -2.0972 -1.7984 1.108 -9.7095 8.8828 5.185 58.146 135.85 -1.5692 -1.5819 0.82932 -15.405 -5.8793 8.0823 62.724 146.3 -0.96018 -1.0618 0.50835 -18.878 -17.243 9.9458 44.957 156.75 -0.34861 -0.40243 0.18483 -19.514 -22.046 10.337 16.613 167.2 0.20187 0.23403 -0.10705 -17.773 -20.443 9.4217 -8.815 177.65 0.65405 0.73704 -0.34647 -14.742 -14.925 7.784 -24.27 188.1 0.9967 1.0602 -0.52719 -11.456 -8.2831 6.0201 -29.963 198.55 1.237 1.2066 -0.65352 -8.5345 -2.3346 4.4856 483.6 209 1.3913 1.2063 -0.735 -6.1853 2.2106 3.288 581.53 219.45 1.4787 1.0974 -0.78222 -4.3729 5.3301 2.3885 661.53 229.9 1.5163 0.91599 -0.80449 -2.9713 7.2699 1.6994 725.83 240.35 1.5182 0.69159 -0.80896 -1.8505 8.3052 1.1368 776.31 250.8 1.4951 0.44709 -0.8006 -0.9084 8.6545 0.63929 814.1 261.25 1.4542 0.19974 -0.78256 -0.07362 8.4698 0.16867 839.5 271.7 1.4003 -0.03744 -0.75656 0.70114 7.8528 -0.29516 852.11 282.15 1.3359 -0.25431 -0.72336 1.4476 6.8733 -0.75996 851.01 292.6 1.262 -0.44252 -0.68306 2.1886 5.5805 -1.2259 834.97 303.05 1.1779 -0.59469 -0.63533 2.9425 4.0093 -1.6893 802.69 313.5 1.082 -0.70361 -0.57957 3.7265 2.1832 -2.1455 752.97 323.95 0.97105 -0.76168 -0.515 4.5576 0.11905 -2.5914 684.69 334.4 0.84111 -0.76059 -0.44061 5.4533 -2.1638 -3.0278 596.82 344.85 0.68698 -0.69151 -0.35505 6.4304 -4.6235 -3.4627 488.15 355.3 0.50262 -0.54647 -0.25649 7.502 -7.1627 -3.9142 17.324三参考文献《机械原理》孙恒陈作摸葛文杰高等教育出版社《机械原理课程设计指导书》罗洪田高等教育出版社《精通MA TLAB7》王正林刘明电子工业出版社《工程力学》刘申全黄璟兵器工业出版社声明：有需要MA TLAB源程序和cad图的可加我QQ:898023530 另外带画CAD和PRO/E图11 / 11。