机械原理大作业2-连杆

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重庆大学机械原理章节习题库 2连杆机构

重庆大学机械原理章节习题库 2连杆机构

2连杆机构2.1常见四杆机构分类依据是什么?铰链四杆机构分类依据是什么?2.2铰链四杆运动链具有整转副的条件是什么?铰链四杆机构曲柄存在条件是什么?2.3四杆机构都有哪些演化途径?2.4叙述极位夹角的定义。

2.5叙述行程速比系数的定义。

2.6画出曲柄滑块机构、摆动导杆机构的极为夹角。

2.7叙述求法瞬心的一般步骤。

2.8叙述压力角和传动角的定义。

2.9画出曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构、摆动导杆机构的压力角/传动角。

2.10画出曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构、摆动导杆机构的γmin。

2.11叙述出现死点位置的条件和特征。

2.12如图2-1所示,设已知四杆机构各构件的长度L AB=240 mm;L BC=600 mm;L CD=400 mm;L AD=500mm。

试回答下列问题:⑴当取杆AD为机架时,是否有曲柄存在?⑵若各杆长度不变,能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构?如何获得?2.13在图2-2所示的铰链四杆机构中,各构件的长度分别为:l AB=28mm,l BC=52mm,l CD=50mm,l AD=72mm。

1)若取AD为机架,求该机构的极位夹角θ和行程速度变化系数K,杆CD的最大摆角ϕ和最小传动角γmin;2)若取AB为机架,该机构将演化为何种类型的机构?为什么?这时C、D两个转动副是整转副还是摆转副?2.14 在图2-3所示六杆机构中,各构件的尺寸为:l AB=30mm,l BC=55mm,l AD=50mm,l CD=40mm,l DE=20mm,l EF=60mm,滑块F为运动输出构件。

试确定:1)四杆机构ABCD的类型;2)机构的行程速度变化系数K为多少?3)滑块F的行程H为多少?4)求机构的最小传动角γmin?5)导轨DF在什么位置时滑块在运动中的压力角最小?图2-1 图2-2图2-3图2-4图2-5 图2-62.15试求图2-4所示各机构在图示位置时的全部瞬心的位置。

机械原理第二章连杆机构(杨家军版)

机械原理第二章连杆机构(杨家军版)

3、平面连杆机构的应用
机械手
汽车中那些部位用到连杆机构
起重装置
§3-2 平面四杆机构的基本类型及应用
一、平面四杆机构的基本形式 1. 构件及运动副名称 构件名称:
连架杆——与机架连接的构件 曲柄——作整周回转的连架杆 摇杆——作来回摆动的连架杆 连杆——未与机架连接的构件 机架——固定不动的构件
α1 180° +θ t1 V2 ω = α = = = 180° -θ V1 2 t2 ω
连杆机构输出件具有急回特性的条件: 1)原动件等角速整周转动; 2)输出件具有正、反行程的往复运动; 3)极位夹角θ >0。
分析: 180° +θ K= 180° -θ
K≥1,K=1时无急回特性
设计具有急回特性的机构时,一般先根据使用要求给 定K值,则有 (K-1) θ=180° (K+1) θ= 0 θ≠0 θ↑,K↑,急回运动越明显,一般取K<2
●导杆机构(曲柄为主动件) ●导杆机构(摇杆为主动件)
α B2 ≡0°
3 2 1 3 A B VB2 D 4 FB2 1 2 FB3 B D VB2 FB2 FB1
机构压力角:在不计摩擦力、惯性力和重力的条件下, 机构中驱使输出件运动的力的方向线与输出件上受 力点的速度方向间所夹的锐角,称为机构压力角, 通常用α 表示。P50
传动角:压力角的余角。 通常用γ 表示.
F2 C
B
A
δ
D
γ F α
F1
vc
机构的传动角和压力角作出如下规定: γ min≥[γ ];[γ ]= 3060°; α max≤[α ]。 [γ ]、[α ]分别为许用传动角和许用压力角。
C
(2) 推广到导杆机构 结论:有急回特性,且极位夹角等于摆杆摆角,即

机械原理大作业凸轮机构设计

机械原理大作业凸轮机构设计

机械原理大作业凸轮机构设计一、凸轮机构概述凸轮机构是一种常见的传动机构,它通过凸轮的旋转运动,带动相应零件做直线或曲线运动。

凸轮机构具有结构简单、运动平稳、传递力矩大等优点,在各种机械设备中得到广泛应用。

二、凸轮基本结构1. 凸轮凸轮是凸起的圆柱体,通常安装在主轴上。

其表面通常为圆弧形或其他曲线形状,以便实现所需的运动规律。

2. 跟随件跟随件是与凸轮配合的零件,它们通过接触面与凸轮相互作用,并沿着规定的路径做直线或曲线运动。

跟随件可以是滑块、滚子、摇臂等。

3. 连杆连杆连接跟随件和被驱动部件,将跟随件的运动转化为被驱动部件所需的运动。

连杆可以是直杆、摇杆等。

三、凸轮机构设计要点1. 几何参数设计设计时需要确定凸轮半径、角度和曲率半径等参数,这些参数的选择将直接影响凸轮机构的运动规律和性能。

2. 运动规律设计根据被驱动部件的运动要求,选择合适的凸轮曲线形状,以实现所需的运动规律。

3. 稳定性设计在设计凸轮机构时,需要考虑其稳定性。

例如,在高速旋转时,可能会发生跟随件脱离凸轮或者产生振动等问题,因此需要采取相应措施提高稳定性。

4. 材料和制造工艺设计在材料和制造工艺方面,需要考虑凸轮机构所承受的载荷和工作环境等因素,选择合适的材料和制造工艺。

四、几种常见凸轮机构及其应用1. 摇臂式凸轮机构摇臂式凸轮机构由摇臂、连杆和被驱动部件组成。

它通常用于实现直线运动或旋转运动,并且具有结构简单、运动平稳等优点。

摇臂式凸轮机构广泛应用于各种机械设备中,如发动机气门控制系统、纺织设备等。

2. 滑块式凸轮机构滑块式凸轮机构由凸轮、滑块、连杆和被驱动部件组成。

它通常用于实现直线运动,并且具有结构简单、运动平稳等优点。

滑块式凸轮机构广泛应用于各种机械设备中,如冲压设备、印刷设备等。

3. 滚子式凸轮机构滚子式凸轮机构由凸轮、滚子、连杆和被驱动部件组成。

它通常用于实现圆弧形运动,并且具有运动平稳、传递力矩大等优点。

滚子式凸轮机构广泛应用于各种机械设备中,如汽车发动机气门控制系统等。

哈工大机械原理大作业连杆

哈工大机械原理大作业连杆

哈工大机械原理大作业-连杆连杆是机械原理中常见的机构之一,也是机械工程中非常重要的部件。

它由两个旋转接头和一个连接两个旋转接头的杆件组成。

连杆广泛应用于各种机械设备中,如汽车发动机、泵、机床等。

本文将介绍连杆的工作原理、应用以及设计要点。

连杆的工作原理是将旋转运动转化为直线运动或将直线运动转化为旋转运动。

它通过两个旋转接头的运动将杆件上的一个点的运动转化为另一个点的运动。

连杆的运动有两种基本形式:一是曲柄连杆机构,二是摇杆连杆机构。

曲柄连杆机构中,一个旋转接头为曲柄,另一个旋转接头为连杆;摇杆连杆机构中,一个旋转接头为摇杆,另一个旋转接头为连杆。

连杆广泛应用于各种机械设备中。

在汽车发动机中,连杆将曲轴的旋转运动转化为活塞的直线运动,从而驱动汽缸的工作;在泵中,连杆将电机的旋转运动转化为柱塞的直线运动,从而产生压力;在机床中,连杆将电机的旋转运动转化为工作台的直线运动,从而实现加工。

设计连杆时需要考虑一些要点。

首先是连杆的材料选择和尺寸设计。

连杆需要承受较大的力和扭矩,因此需要选择具有较高强度和刚度的材料。

同时,根据应用需求和力学原理,设计连杆的尺寸,以确保其能够承受正常工作条件下的负荷。

其次是连杆的润滑和密封。

连杆在工作过程中需要润滑剂来减少摩擦和磨损,同时需要密封装置来防止润滑剂泄漏。

因此,设计连杆时需要考虑润滑剂的供给和密封装置的设计。

最后是连杆的制造和装配。

连杆的制造需要保证其精度和质量,以确保其运转平稳和可靠。

在装配过程中,需要按照设计要求进行装配,同时进行必要的调试和检测,以确保连杆的工作性能符合要求。

总之,连杆是机械工程中非常重要的部件,广泛应用于各种机械设备中。

设计和制造连杆需要考虑材料选择、尺寸设计、润滑和密封以及制造和装配等方面的要点。

通过合理的设计和制造,可以确保连杆的工作性能和可靠性,从而提高机械设备的工作效率和寿命。

机械原理 连杆机构

机械原理 连杆机构

H (a b) 2 e 2 (b a ) 2 e 2
0
,有急回特性。 1 B
A
1

有急回特性。

B1
2

B2
三.平面四杆机构的传动角与死点
(一)压力角与传动角 在不计摩擦力、重力、惯性力的条件下,机构 压力角: 中驱使输出件运动的力的方向线与输出件上受 力点的速度方向线所夹的锐角。 F F cos 1 F2 传动角:压力角的余角。 F F2 F sin C 越小,受力越好。 2 B F1v 越大,受力越好。 c 1 1 3 C min A vB D 4 B
3 以最短杆的对边构件为机架,则此机构为双摇杆机构。
(2)如果最短杆与最长杆的长度之和大于其它两杆长度之和 (不满足杆长和条件),则不论选哪个构件为机架, 都为双摇杆机构。
2.滑块机构有曲柄的条件
B 1 a
A
4 2 b C3
B2
B2 2 b C 3 4
B1
1
b
a a
1

E
D
A
a
F G
b
B2
A

(<360°) 1
(0~360°)
(0~360°)
A

(<360°) D
4 双曲柄机构
D
4 双摇杆机构
B 1 A
B
2
4
2
C 3 1 A
4
C 3
(a)曲柄滑块机构
B 1 A
(b)曲柄转动导杆机构
B
回转导杆机 构
2 4
C 3 A1
2 4
(c)曲柄摇块机构
B
1 A

机械原理大作业-连杆机构

机械原理大作业-连杆机构

设计内容
结论
1. 机构结构分析 1)计算机构自由度,确定机构是否有确定运动。
机构自度 F=1
本机构中,n= 5 , pL= 7
,pH = 0
则有:F=3n-2PL –PH= 3*5-2*7=1
是否有确定
机构确定运动判断: 因 F= 1 ,原动件个数= 1 ,可知: 自由度等于原动件数,机构有确定 的运动。
➢ 求解速度 vB 、角速度 2 : 矢量方程:
大小 ? √ ? 方向 ⊥BD ⊥OA ⊥AB
逆时针方向 ➢ 求解速度 vC 、2 杆质心 S2 的速度 vs2 :
vB =1.57m/s 2 =0.36rad/s, 逆时针方向
vC =1.56m/s vs2 =1.53m/s
-3-
➢ 求解速度 vE 、角速度 4 : 矢量方程:
动态静力学参数:m2=20 kg , JS2 = 1.1 kg m2 ,m5=50 kg
表 2 阻抗力参数表
班级序号 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Fr /N
500 600 700
800
900
1000 1100 1200 1300 1400
-1-
机械原理模块训练一
二、 训练要求
通过对干草压缩机六杆机构进行结构分析、运动分析和力分析,对该设备的运动性能做出 定量的计算,为新设备的设计与评价提供依据。 机构结构分析:了解机构组成,学会对机构工作原理简图表达,判断机构的结构组成是否可行。 机构运动分析:已知原动件运动参数情况下,学会求解机构输出端和机构中关键点的运动参数。 机构动态静力分析:当已知工作阻力时,需要给机器配置动力,通过平衡力求解可以获得;当 机器安装时需要知道支座的反力,可通过动态静力分析获得。

机械原理大作业凸轮机构题DOC

机械原理大作业凸轮机构题DOC

Harbin Institute of Technology机械原理大作业二课程名称:机械原理设计题目:连杆机构运动分析院系:机械设计制造及其自动化班级:设计者:学号:指导教师:设计时间:一.设计题目设计直动从动件盘形凸轮机构,凸轮机构原始参数 序号 升程(mm) 升程运动角(º) 升程运 动规律升程许用压力角(º) 回程运动角(º)回程运 动规律回程许用压力角(º)远休止角 (º)近休止角 (º) 22 120 90等加等减速 4080等减等加速 70 70120二. 凸轮推杆运动规律1.运动规律(等加速等减速运动) 推程 0450≤≤ϕ2229602ϕπϕ=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛Φ=h s ϕπωϕω2219204=Φ=h v2220219204πωω=Φ=h a 推程 009045≤≤ϕ()222020)2(9601202ϕππϕ--=-ΦΦ-=hh s())2(1920422ϕπωπϕω-=-ΦΦ=h v222219204ωπω-=Φ-=h a2.运动规律(等加速等减速运动) 回程 00200160≤≤ϕ ()[]2222)98(9601202πϕπϕ--=Φ+Φ-Φ-=S h h s ()[])98(1920-4-22πϕωπϕω-=Φ+Φ-Φ=S h v 222219204ωπω-=Φ-=h a回程 00240200≤≤ϕ ()[]222'002)34(9602ϕππϕ-=-Φ+Φ+ΦΦ=S h s ()[])34(1920-4-2'002ϕπωπϕω-=-Φ+Φ+ΦΦ=S h v222219204ωπω=Φ=h a三.推杆位移、速度、加速度线图及凸轮s d ds-φ线图采用VB 编程,其源程序及图像如下: 1.位移:Private Sub Command1_Click()Timer1.Enabled = True '开启计时器 End SubPrivate Sub Timer1_Timer() Static i As SingleDim s As Single, q As Single 'i 作为静态变量,控制流程;s 代表位移;q 代表角度 Picture1.CurrentX = 0 Picture1.CurrentY = 0 i = i + 0.1 If i <= 45 Then q = is = 240 * (q / 90) ^ 2Picture1.PSet Step(q, -s), vbRedElseIf i >= 45 And i <= 90 Thenq = is = 120 - 240 * ((90 - q) ^ 2) / (90 ^ 2)Picture1.PSet Step(q, -s), vbGreenElseIf i >= 90 And i <= 150 Thenq = is = 120Picture1.PSet Step(q, -s), vbBlackElseIf i >= 150 And i <= 190 Thenq = is = 120 - 240 * (q - 150) ^ 2 / 6400Picture1.PSet Step(q, -s), vbBlueElseIf i >= 190 And i <= 230 Thenq = is = 240 * (230 - q) ^ 2 / 6400Picture1.PSet Step(q, -s), vbRedElseIf i >= 230 And i <= 360 Thenq = is = 0Picture1.PSet Step(q, -s), vbBlackElseEnd IfEnd Sub2.速度Private Sub Command2_Click()Timer2.Enabled = True '开启计时器End SubPrivate Sub Timer2_Timer()Static i As SingleDim v As Single, q As Single, w As Single 'i为静态变量,控制流程;q代表角度;w代表角速度,此处被赋予50Picture1.CurrentX = 0Picture1.CurrentY = 0w = 50i = i + 0.1If i <= 45 Thenq = iv = 480 * w * q / 8100Picture1.PSet Step(q, -v), vbRedElseIf i >= 45 And i <= 90 Thenq = iv = 480 * w * (90 - q) / 8100Picture1.PSet Step(q, -v), vbBlack ElseIf i >= 90 And i <= 150 Thenq = iv = 0Picture1.PSet Step(q, -v), vbGreen ElseIf i >= 150 And i <= 190 Then q = iv = -480 * w * (q - 150) / 6400Picture1.PSet Step(q, -v), vbBlue ElseIf i >= 190 And i <= 230 Thenq = iv = -480 * w * (230 - q) / 6400Picture1.PSet Step(q, -v), vbRedElseIf i >= 230 And i <= 360 Then q = iv = 0Picture1.PSet Step(q, -v), vbBlack ElseEnd IfEnd Sub3.加速度Private Sub Command3_Click()Timer3.Enabled = True '开启计时器End SubPrivate Sub Timer3_Timer()Static i As SingleDim a As Single, w As Single, q As Single 'i为静态变量,控制流程;a代表加速度;q代表角度;w代表角速度w = 50Picture1.CurrentX = 0Picture1.CurrentY = 0i = i + 0.1If i <= 45 Thenq = ia = 480 * w ^ 2 / 8100Picture1.PSet Step(q, -a), vbRedElseIf i >= 45 And i <= 90 Thenq = ia = -480 * w ^ 2 / 8100Picture1.PSet Step(q, -a), vbBlackElseIf i >= 90 And i <= 150 Thenq = ia = 0Picture1.PSet Step(q, -a), vbGreenElseIf i >= 150 And i <= 190 Thenq = ia = -480 * w ^ 2 / 6400Picture1.PSet Step(q, -a), vbBlueElseIf i >= 190 And i <= 230 Thenq = ia = 480 * w ^ 2 / 6400Picture1.PSet Step(q, -a), vbRedElseIf i >= 230 And i <= 360 Thenq = ia = 0Picture1.PSet Step(q, -a), vbBlackElseEnd IfEnd Sub4.ds/dq---dsPrivate Sub Command4_Click()Timer4.Enabled = True '开启计时器;建立坐标系Picture1.Scale (-400, -400)-(400, 400)End SubPrivate Sub Timer4_Timer()Static i As SingleDim x As Single, s As Single, q As Single, scaley As Single, t As Single 'i为静态变量,控制流程;x代表位移;s代表纵坐标ds/dq;q代表角度Picture1.CurrentX = 0Picture1.CurrentY = 0scaley = 1t = 3.14 / 180i = i + 0.1If i <= 45 Thenq = i * tx = 194.734 * qs = 240 * (2 * q / 3.14) ^ 2Picture1.PSet Step(x, -s), vbRedElseIf i >= 45 And i <= 90 Thenq = i * tx = 194.734 * (3.14 / 2 - q)s = 120 - 97.367 * (3.14 / 2 - q) ^ 2Picture1.PSet Step(x, -s), vbRedElseIf i >= 90 And i <= 150 Thenq = i * tx = 0s = 120 * scaleyPicture1.PSet Step(x, -s), vbRedElseIf i >= 150 And i <= 190 Thenq = i * tx = -246.46 * (q - 5 * 3.14 / 6)s = 120 - 123.23 * (q - 5 * 3.14 / 6) ^ 2 Picture1.PSet Step(x, -s), vbRedElseIf i >= 190 And i <= 230 Thenq = i * tx = -246.46 * (23 * 3.14 / 18 - q)s = 123.23 * (23 * 3.14 / 18 - q) ^ 2Picture1.PSet Step(x, -s), vbRedElseIf i >= 230 And i <= 360 Thenq = i * tx = 0s = 0Picture1.PSet Step(x, -s), vbRedElseEnd IfEnd Sub四.确定凸轮基圆半径和偏距1. 求切点转角在图中,右侧曲线为升程阶段的类速度-位移图,作直线Dt dt与其相切,且位移轴正方向呈夹角[ 1]=300,则切点处的斜率与直线D t d t的斜率相等,因为kDtdt=tan600,右侧曲线斜率可以表示为:q;q=tan600继而求出切点坐标(337.272,292.084)。

机械原理第二章 连杆机构(第二版)

机械原理第二章 连杆机构(第二版)
C2 180º + A B2 180º C1

B1

D
m 2 / t 2 180 K m 1 / t1
180 180 180
问题:急回运动与K有关,K与什么有关?
极位夹角:作往复运动的从动杆在两极限位置时,原动件在两 对应位置间所夹的锐角。
A B2

B1

D
摆动导杆机构
极限位置1:连杆与曲柄拉伸共线 极限位置2:连杆与曲柄重叠共线
l AC 1 a b l AC 2 b a
H

2.急回、极位夹角、行程速比系数
急回运动 :工作行程 、空回行程
工程中将作往复运动(摆动或移动)的从动杆来回运动时间的 比值称为机构从动杆往复行程时间比系数,简称行程速比系数,用 字母K表示,是机构的基本的运动特征参数。
4、压力角、传动角与 传力特性
通过对机构压力角、传动角分析及与之相关的力学与结构特征 来校核和描述机构的传力特性。 1)压力角与传动角
压力角:从动杆受力点处力的方向与受力点速度方向夹的锐角, 称为机构的压力角。
压力角的余角为机构的传动角,用表示。
+=90
B
C


D

F
连杆机构中连杆与从动杆 夹的锐角为机构的传动角 。
平行四边形机构:双曲柄机构中两对边构件长度相等且平行。 特点:主从动曲柄等速同相转动,连杆作平动。 反平行四边形机构
3.双摇杆机构
在铰链四杆机构中,若两连架杆均为摇杆,则称为双摇杆机构。 实例:鹤式起重机 在双摇杆机构中,如果两摇杆长度相等、则称为等腰梯形机构。 实例:汽车前轮转向机构
二.四杆机构具有转动副和曲柄存在的条件

机械原理二连杆

机械原理二连杆

机械原理二连杆第一篇:机械原理二连杆上传了多次没有成功,希望这次顺利啊前半部分是习题,后半部分是答案81.在图示曲柄滑块机构中,已知连杆长程是否等于为什么?(为曲柄长,为导路偏距),滑块行82.图示机构中已知rad/s,试分析及为多大。

83.试求图示机构的速度瞬心数目、各瞬心位置、各构件角速度的大小和方向、杆2 上点M 的速度大小和方向。

(机构尺寸如图: mm,mm,mm,mm,mm,rad/s。

m/mm。

)已知84.图示机构中尺寸已知(为(m/mm),机构1 沿构件4 作纯滚动,其上S 点的速度。

(m/s)/mm)。

(1)在图上作出所有瞬心;(2)用瞬心法求出K点的速度85.画出图示机构的全部瞬心。

86.在图示机构中,已知滚轮2 与地面作纯滚动,构件3 以已知速度心法求滑块5 的速度的大小和方向,以及轮2 的角速度向左移动,试用瞬的大小和方向。

87.已知图示机构的尺寸和位置。

当时,试用瞬心法求。

沿顺时针方向转动,试用瞬心法求构件2 的角速度 88.在图示机构中,已知构件1 以和构件4 的速度的大小(只需写出表达式)及方向。

89.图示齿轮 连杆机构中,已知齿轮2 和5 的齿数相等,即 rad/s 顺时针方向转动,试用瞬心法求构件3的角速度m/mm。

),齿轮2以的大小和方向。

(取90.在图示机构中,已知原动件1以匀角速度ω1沿逆时针方向转动,试确定:(1)机构的全部瞬心;(2)构件3的速度(需写出表达式)。

且与回转方向相91.求图示五杆机构的全部瞬心,已知各杆长度均相等,反。

92.求图示机构的速度瞬心的数目,并在图中标出其中的12个瞬心。

rad/s顺时针方向转动,各构件93.图示摆动导杆机构中,已知构件1以等角速度尺寸 mm,mm。

试求: 1)构件1、3的相对瞬心;(2)。

构件3的角速度;(3)构件2的角速度94.画出图示机构的全部瞬心。

95.在图示机构中,已知凸轮1的角速度小及方向。

的大小和方向,试用瞬心法求构件3的速度大96.图示机构的长度比例尺向转动。

机械原理连杆

机械原理连杆

机械原理连杆
连杆是机械原理中的一个重要组成部分,它通常是由两个或多个杆件组成的。

连杆可以将旋转运动转化为直线运动,或者将直线运动转化为旋转运动。

它在许多机械装置中被广泛应用,如发动机、发电机、汽车零部件等。

连杆的工作原理是基于杆件的运动约束,其运动能够满足特定的几何关系。

一般来说,连杆可以分为滑动连杆和转动连杆两种类型。

滑动连杆是指其中至少有一个杆件进行直线滑动运动的连杆。

在滑动连杆中,一端通常是固定的,而另一端可以在轴承的支持下做直线滑动。

通过改变杆件的长度或角度,可以实现连杆的运动控制。

转动连杆是指其中所有杆件都进行旋转运动的连杆。

在转动连杆中,两个杆件通过一个固定的转轴连接,从而实现转动运动。

通过改变杆件的长度或角度,可以实现连杆的运动控制。

连杆具有很多的应用,其中最常见的是作为曲柄连杆机构。

曲柄连杆机构是一种将旋转运动转化为直线运动的装置,广泛应用于发动机、泵、压缩机等领域。

在曲柄连杆机构中,连杆的长度和角度决定了输入转动运动的幅度和速度。

此外,连杆还可以用于构建机械传动系统,如齿轮传动、皮带传动等。

连杆在这些传动系统中起到了传递运动和力量的作用,实现了机械装置的正常工作。

总而言之,连杆是机械装置中非常重要的一个部件,它可以将旋转运动转化为直线运动,或者将直线运动转化为旋转运动。

通过改变连杆的长度和角度,可以实现连杆的运动控制,从而实现机械装置的正常工作。

机械原理 第2章-连杆机构

机械原理 第2章-连杆机构

图2-8a
图2-8b
内燃机内的核心构件活塞、连杆、曲轴和缸套就 是曲柄滑块机构。其活塞就是滑块,缸体就相当 于上图的机架,它的制造要求十分精密。
22
2、导杆机构
图2-9(a)就是和图2-8一样的曲柄滑块机构。但如果改AB杆(1杆)为 机架,就变为图(b)所示的导杆机构。在图(b)中,杆4称为导杆,滑 块3相对导杆滑动并一起绕 A点转动,通常把杆2作为原动件。在图(b) 中,由于L1<L 2,两连架杆2 和4 均可相对于机架 1整周回转,称为曲柄转 动导杆机构或转动导杆机构。 但图(b)中如果L1>L2,则图(b)就变成为图2-10了,此时连架杆4 就只能往复摆动,称为曲柄摆动导杆机构或摆动导杆机构。摆动导杆机 构在牛头刨床中应用较多,其简图见右下图。
〖1〗最短杆的对边作为机架,两连架杆就是二个摇杆。 〖2〗这时最短杆与最长杆长度之和不论小于或大于其余两杆长度之和都只 能得到双摇杆机构,且有,如果最短杆和最长杆长度之和大于其余两杆长 度之和,无论哪个构件作机架都只能得到双摇杆机构。
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(3)双摇杆机构的应用
双摇杆机构有广泛的应用。如下面二图中都是由摇杆机构组成,它们 都是把最短边BC的对边AD作机架。请注意它们的运动轨迹,对左图鹤式 起动机,它能使E点沿水平线EE’移动,这对吊放物体很有利;而对于右 图飞机起落架,放下时ABC成一线,保证了稳定,收起时轮胎成水平,节 约了空间。这些设计十分巧妙,这是我们要学习的。
图2-2e
图2-2e1
图2-2e2 机车车轮联动机构
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(3)双曲柄机构的应用 双曲柄机构也有一定的应用,如下面惯性筛就是一种, 但用的最多是平行四边形机构,所以又叫平行双曲柄机构。 下面的摄影平台升降机构,就是利用了平行四边形机构运 动中,构件始终保持水平的特点,使人站在上面不觉得倾 斜。

机械原理连杆机构的应用

机械原理连杆机构的应用

机械原理连杆机构的应用1. 引言机械原理是工程学中的一门基础课程,它研究的是机械工程中各种机械部件运动与力学性能的基本原理和方法。

连杆机构是机械原理中的一个重要内容,它由多个刚体连接而成,用于将旋转运动转化为直线运动或者将直线运动转化为旋转运动。

本文将探讨连杆机构的应用领域及其在一些具体行业中的运用。

2. 连杆机构的基本原理连杆机构由连杆和连杆的连接副构成,常见的连杆有曲柄、摇杆、滑块等。

连杆机构的运动特点主要包括以下几个方面: - 连杆的长度和角度决定了机构的运动轨迹; - 连杆可以传递和转换动力; - 连杆的长度和角度对机构的性能和运动速度有影响; - 通过改变连杆的连接方式和结构,可以实现不同的运动规律和功能。

3. 连杆机构的应用领域连杆机构作为一种基本的运动转换机构,在工程学中有广泛的应用。

以下是一些常见的应用领域:3.1 汽车工业连杆机构在汽车工业中起着关键作用,主要应用于发动机和悬挂系统。

在发动机中,连杆机构将活塞的上下运动转化为曲轴的旋转运动,从而驱动汽车前进。

而在悬挂系统中,连杆机构用于连接车轮和车身,通过调节连杆的长度和角度来实现车身的稳定性和操控性。

3.2 机械制造在机械制造领域,连杆机构常常用于实现复杂的运动转换和工艺操作。

例如,在机床加工中,连杆机构能够将旋转运动转化为直线运动,实现工件的切削加工。

此外,连杆机构还被广泛运用于起重机械、输送设备等工程机械的设计和制造过程中。

3.3 机器人领域机器人是现代工业生产中不可或缺的一部分,而连杆机构在机器人的运动机构中占有很重要的地位。

机器人的各种关节和手臂动作都是通过引入连杆机构实现的,使得机器人能够具备多自由度的灵活运动,从而适应不同的工作环境和任务。

3.4 传输系统连杆机构在传输系统中也有广泛的应用。

比如,在工业生产中,连杆机构可以用来传输物料,实现物料的输送、分拣和定位等功能。

此外,连杆机构还可以应用于流水线装配系统、飞行器起落架等领域。

机械原理大作业连杆机构.

机械原理大作业连杆机构.

Harbin Institute of Technology大作业设计说明书课程名称:机械原理设计题目:连杆机构设计院系:班级:设计者:学号:指导教师:设计时间:2013-6-13哈尔滨工业大学1.连杆题目(16):如图所示机构,已知机构各构件的尺寸为==100AC CE l l mm ,==200BC CD l l mm ,90BCD ∠=︒,构件1的角速度为1=10/w rad s ,试求构件5的角位移、角速度和角加速度,并对计算结果进行分析。

1.1 机构的运动分析AB 为原动件,AB 转动通过转动导杆机构带动杆BCD 转动,BCD 转动通过转动导杆机构带动杆DE 摆动。

1.2 机构的结构分析杆组可以划分为一个RR I级杆组(杆1)、RRPII级杆组(滑块2,杆3)、RPRII 级杆组(滑块4,杆5)1)RRI级杆组1:2)RRPII级杆组2,3:3)RPRII级杆组4,5:1.3 机构各杆组的运动分析数学模型1)RRI 级杆组1:B 点位移方程:abab ·cos ·sin B A ab B A ab x x l y y l ϕϕ=+⎧⎨=+⎩B 点速度方程: xB xA ab ab ab yB yA ab ab abv v l Sin v v l Cos ωϕωϕ=-⎧⎨=+⎩B 点加速度方程:22 cos sin xB xA ab ab AB yB yA ab ab AB a a l a a l ωϕωϕ⎧=-⎪⎨=+⎪⎩2)RRPII 级杆组2,3: 以A 点为参考点-y -y Cos C A ab C A abAO ϕϕ=(x -x )Sin ()0.5ab MO Cos ϕ=2=tan ()++1bc ab arc MO ϕϕ-+B C bc bc l Cos ϕ=x x+B C bc bc l Sin ϕ=y y-=B Aabs Cos ϕx x1xA xC ab ab Q v v w sSin ϕ=--2=+yA yC ab ab Q v v w sCos ϕ-3=+bc bc ab bc bc ab Q l Sin Sin l Cos Cos ϕϕϕϕ123-+=ab abbc Q Sin Q Cos w Q ϕϕ123()+()=-bc bc bc bc s Q l Cos Q l Sin v Q ϕϕ224=--2bc ab bc bc ab s ab ab Q w l Cos w sCos v w Sin ϕϕϕ 225=--2bc ab bc bc ab s ab ab Q w l Sin w sSin v w COs ϕϕϕ45=-+bc ab ab Q Sin Q COs αϕϕ3)RPRII 级杆组4,5:de l =arctan arctan arctan arctan 2 0.5 y D Ede D E D Ede D E D Ede D E D Ede D E de dey y x x y y x x y y x x y y x x ϕϕπϕπϕπϕπϕ-=--=+--=+--=+-=第一象限第二象限第三象限第四象限轴正半轴1.5 y π⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪=⎪⎩轴负半轴()yDde xD dededev Cos v Sin l ϕϕω-=() 2yD de de de de dede xD xD yD dea Cos a Sin v Cos v Sin w l ϕϕϕϕα--+=1.4 机构各杆组的编程1)对RRI级杆组1::xB = lab * Cos(fab)yB = lab * Sin(fab)vxB = -wab * lab * Sin(fab)vyB = wab * lab * Cos(fab)axB= -wab ^ 2 * lab * Cos(fab) - eab * lab * Sin(fab )ayB = -wab ^ 2 * lab * Sin(fab) + eab * lab * Cos(fab)1)对RRPII级杆组2,3:A0 = (xC - xA) * Sin(fab) - (yC - yA) * Cos(fab)M0 = 0.5 * Cos(fab)fi = Atn(M0 / Sqr(-M0 * M0 + 1)) + fabxB = xC + lbc * Cos(fbc)yB = yC + lbc * Sin(fbc)s = (xB - xA) / Cos(fab)Q1 = vxA - vxC - wab * s * Sin(fab)Q2 = vyA - vyC + wab * s * Cos(fab)Q3 = lbc * Sin(fbc) * Sin(fab) + lbc * Cos(fbc) * Cos(fab)wbc = (-Q1 * Sin(fab) + Q2 * Cos(fab)) / Q3vs = -(Q1 * lbc * Cos(fbc) + Q2 * lbc * Sin(fbc)) / Q3Q4 = wbc ^ 2 * lbc * Cos(fbc) - wab ^ 2 * s * Cos(fab) - 2 * vs * wab * Sin(fab) Q5 = wbc ^ 2 * lbc * Sin(fbc) - wab ^ 2 * s * Sin(fab) + 2 * vs * wab * Cos(fab) ebc = (-Q4 * Sin(fab) + Q5 * Cos(fab))2)对RPRII级杆组4,5:lde = Sqr((xD - xE) ^ 2 + (yD - yE) ^ 2)If xD>xE And yD>yE Then '第一象限fde = Atn((yD - yE) / (xD - xE))ElseEnd IfIf xD<xE And yD>= yE Then '第二象限fde = Atn((yD - yE) / (xD - xE)) + piElseEnd IfIf xD<xE And yD<yE Then '第三象限fde = Atn((yD - yE) / (xD - xE)) + piElseEnd IfIf xD>xE And yD<= yE Then '第四象限fde = Atn((yD - yE) / (xD - xE)) + 2 * piElseEnd IfIf xD = xE And yD>yE Then 'y轴正向fde = 0.5 * piElseEnd IfIf xD = xE And yD<yE Then 'y轴负向fde = 1.5 * piElseEnd Ifwde = (vyD * Cos(fde) - vxD * Sin(fde)) / ldeede = ((ayD * Cos(fde) - axD * Sin(fde) - 2 * (vxd * Cos(fde) + vyd * Sin(fde)) * wde) / lde2.计算编程以A为坐标原点,建立坐标系计算编程,源代码如下:Option Explicit '定义自变量Dim xA As Double '点A的坐标,速度,加速度Dim yA As DoubleDim vxA As DoubleDim vyA As DoubleDim axA As DoubleDim ayA As DoubleDim xB As Double '点B的坐标,速度,加速度Dim yB As DoubleDim vxB As DoubleDim vyB As DoubleDim axB As DoubleDim ayB As DoubleDim xC As Double '点C的坐标,速度,加速度Dim yC As DoubleDim vxC As DoubleDim vyC As DoubleDim axC As DoubleDim ayC As DoubleDim xD As Double '点D的坐标,速度,加速度Dim yD As DoubleDim vxD As DoubleDim vyD As DoubleDim axD As DoubleDim ayD As DoubleDim atd As DoubleDim adn As DoubleDim xE As Double '点E的坐标,速度,加速度Dim yE As DoubleDim vxE As DoubleDim vyE As DoubleDim axE As DoubleDim ayE As DoubleDim lbc As Double '杆BC的长度Dim lcd As Double '杆CD的长度Dim fab As Double '杆AB的角位移Dim fbc As Double '杆BC的角位移Dim fde As Double '杆DE的角位移Dim fj1 As Double '循环变量Dim wab As Double '杆AB的角速度Dim wbc As Double '杆BC的角速度Dim wde As Double '杆DE的角速度Dim eab As Double '杆AB的角加速度Dim ebc As Double '杆BC的角加速度Dim ede As Double '杆DE的角加速度Dim lab As Double 'AB的距离Dim lde As Double 'DE的距离Dim s As Double 's的长度Dim vs As Double 's的速度Dim Q1 As Double 'RRP中的Q1Dim Q2 As Double 'RRP中的Q2Dim Q3 As Double 'RRP中的Q3Dim Q4 As Double 'RRP中的Q4Dim Q5 As Double 'RRP中的Q5Dim A0 As Double '杆组的中间变量Dim M0 As DoubleDim pi As Double '圆周率Dim pa As Double '角度与弧度转换的系数Dim i As Double '循环变量Private Sub Form_Load() '赋值Form1.WindowState = 2lbc = 200lcd = 200wab = 10eab = 0xA = 0yA = 0vxA = 0vyA = 0axA = 0ayA = 0xC = 0yC = -100vxC = 0vyC = 0axC = 0ayC = 0xE = 0yE = -200vxE = 0vyE = 0axE = 0ayE = 0pi = 4 * Atn(1)pa = pi / 180fj1 = 0End SubPrivate Sub Command1_Click()Set Picture1.Picture = NothingPicture1.Scale (-20, 8)-(400, -2)Picture1.Line (-20, 0)-(400, 0) 'XPicture1.Line (0, 8)-(0, -2) 'YFor i = -20 To 400 Step 50 'X轴坐标Picture1.DrawStyle = 2Picture1.Line (i, 8)-(i, -2)Picture1.CurrentX = i - 10: Picture1.CurrentY = 0 Picture1.Print iNext iFor i = -2 To 8 Step 1 'Y轴坐标Picture1.DrawStyle = 2Picture1.Line (-20, i)-(400, i)Picture1.CurrentX = -10: Picture1.CurrentY = iPicture1.Print iNext iFor fj1 = 0 To 360 Step 0.01fab = fj1 * paCall RRPCall RPRPicture1.PSet (fj1, fde), vbRedNext fj1End SubPrivate Sub Command2_Click()Set Picture2.Picture = NothingPicture2.Scale (-20, 30)-(400, -4)Picture2.Line (-20, 0)-(400, 0) 'XPicture2.Line (0, 30)-(0, -4) 'YFor i = 0 To 360 Step 30 'X轴坐标Picture2.DrawStyle = 2Picture2.Line (i, 30)-(i, -4)Picture2.CurrentX = i - 10: Picture2.CurrentY = 0 Picture2.Print iNext iFor i = -4 To 30 Step 4 'Y轴坐标Picture2.Line (0, i)-(400, i)Picture2.CurrentX = -20: Picture2.CurrentY = iPicture2.Print iNext iFor fj1 = 0 To 360 Step 0.01fab = fj1 * paCall RRPCall RPRPicture2.PSet (fj1, wde), vbRedNext fj1End SubPrivate Sub Command3_Click() '杆5的角加速度Set Picture3.Picture = NothingPicture3.Scale (-20, 10000)-(400, -20000)Picture3.Line (-20, 0)-(400, 0) 'XPicture3.Line (0, 10000)-(0, -20000) 'YFor i = 0 To 360 Step 30 'X轴坐标Picture3.DrawStyle = 2Picture3.Line (i, 10000)-(i, -20000)Picture3.CurrentX = i - 10: Picture3.CurrentY = 0Picture3.Print iNext iFor i = -20000 To 10000 Step 2500 'Y轴坐标Picture3.Line (0, i)-(400, i)Picture3.CurrentX = -25: Picture3.CurrentY = i + 5 Picture3.Print iNext iFor fj1 = 0 To 360 Step 0.01fab = fj1 * paCall RRPCall RPRPicture3.PSet (fj1, ede), vbRedNext fj1End SubPrivate Sub RRP() 'Ⅱ级杆组RRP(滑块2、杆3)A0 = (xC - xA) * Sin(fab) - (yC - yA) * Cos(fab)M0 = 0.5 * Cos(fab)fbc = Atn(M0 / Sqr(-M0 * M0 + 1)) + fabxB = xC + lbc * Cos(fbc)yB = yC + lbc * Sin(fbc)If fab = pi / 2 Thens = lbc - (yA - yC)ElseIf fab = 3 * pi / 2 Thens = lbc + (yA - yC)Elses = (xB - xA) / Cos(fab)End IfQ1 = vxA - vxC - wab * s * Sin(fab)Q2 = vyA - vyC + wab * s * Cos(fab)Q3 = lbc * Sin(fbc) * Sin(fab) + lbc * Cos(fbc) * Cos(fab)wbc = (-Q1 * Sin(fab) + Q2 * Cos(fab)) / Q3vs = -(Q1 * lbc * Cos(fbc) + Q2 * lbc * Sin(fbc)) / Q3Q4 = wbc ^ 2 * lbc * Cos(fbc) - wab ^ 2 * s * Cos(fab) - 2 * vs * wab * Sin(fab) Q5 = wbc ^ 2 * lbc * Sin(fbc) - wab ^ 2 * s * Sin(fab) + 2 * vs * wab * Cos(fab) ebc = (-Q4 * Sin(fab) + Q5 * Cos(fab))atd = lbc * ebcadn = wbc ^ 2 * lbcxD = xC + lbc * Sin(fbc)yD = yC - lbc * Cos(fbc)vxD = wbc * lbc * Cos(fbc)vyD = wbc * lbc * Sin(fbc)axD = -adn * Sin(fbc) + atd * Cos(fbc)ayD = adn * Cos(fbc) + atd * Sin(fbc)End SubPrivate Sub RPR() 'Ⅱ级杆组RPR(滑块4、杆5)lde = Sqr((xD - xE) ^ 2 + (yD - yE) ^ 2)If xD>xE And yD>yE Then '第一象限fde = Atn((yD - yE) / (xD - xE))ElseEnd IfIf xD<xE And yD>= yE Then '第二象限fde = Atn((yD - yE) / (xD - xE)) + piElseEnd IfIf xD<xE And yD<yE Then '第三象限fde = Atn((yD - yE) / (xD - xE)) + piElseEnd IfIf xD>xE And yD<= yE Then '第四象限fde = Atn((yD - yE) / (xD - xE)) + 2 * piElseEnd IfIf xD = xE And yD>yE Then 'y轴正向fde = 0.5 * piElseEnd IfIf xD = xE And yD<yE Then 'y轴负向fde = 1.5 * piElseEnd Ifwde = (vyD * Cos(fde) - vxD * Sin(fde)) / ldeede = (ayD * Cos(fde) - axD * Sin(fde) - 2 * (vxD * Cos(fde) + vyD * Sin(fde)) * wde) / ldeEnd Sub3.计算结果(绘制构件运动图线):构件5角位移构件5角速度图像构件5角加速度图像4. 构件运动属性随主动件的转动变化列举(角度变化为Δθ=1°):角构件5角位移(rad) 构件5角速度(rad/s) 构件5角加速度(rad/s2) 度0 5.651270995 14.76627109 -14893.44451 5.676722398 14.40057723 -14666.11492 5.701544405 14.04504413 -14437.389243 5.72575477 13.69968448 -14207.738354 5.749371219 13.36445541 -13977.573885 5.772411362 13.03926746 -13747.254436 5.794892617 12.72399249 -13517.091297 5.81683215 12.41847071 -13287.353848 5.838246824 12.12251691 -13058.274499 5.859153164 11.83592579 -12830.0532810 5.879567318 11.55847668 -12602.8619311 5.899505042 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2783.71105 241 2.124538404 10.06914301 2696.662703 242 2.142157087 10.12045915 2609.614703 243 2.159865759 10.17227021 2522.556533 244 2.177665326 10.22462654 2435.475033 245 2.195556786 10.27758035 2348.354411 246 2.213541228 10.33118583 2261.176243 247 2.231619839 10.38549918 2173.919471 248 2.249793905 10.44057878 2086.560394 249 2.268064815 10.49648522 1999.072648 250 2.286434068 10.55328149 1911.427181 251 2.304903273 10.61103303 1823.59222 252 2.323474156 10.66980789 1735.533225 253 2.342148565 10.72967686 1647.212842 254 2.360928473 10.79071361 1558.590832 255 2.379815985 10.85299484 1469.624007 256 2.398813342 10.91660043 1380.266139 257 2.417922928 10.9816136 1290.467866 258 2.437147274 11.0481211 1200.176582 259 2.456489068 11.11621339 1109.336319 260 2.475951156 11.18598479 1017.887606 261 2.495536555 11.25753373 925.7673213 262 2.515248456 11.33096292 832.9085287 263 2.535090233 11.40637958 739.2402931 264 2.555065453 11.48389563 644.687483 265 2.57517788 11.56362796 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291 3.164825766 14.94512472 -2684.028462 292 3.191089393 15.15209073 -2861.168755 293 3.217721209 15.36708025 -3044.788411 294 3.244735433 15.59033836 -3235.264152 295 3.272146701 15.82209544 -3432.986263 296 3.299970033 16.06256236 -3638.357411 297 3.328220797 16.31192507 -3851.791015 298 3.356914659 16.57033834 -4073.709092 299 3.386067523 16.83791857 -4304.539493 300 3.415695457 17.11473584 -4544.712426 301 3.445814605 17.40080484 -4794.656164 302 3.476441079 17.69607489 -5054.791817 303 3.50759084 18.00041893 -5325.527077 304 3.53927955 18.31362154 -5607.248798 305 3.571522411 18.63536601 -5900.314316 306 3.60433397 18.96522071 -6205.041424 307 3.637727914 19.30262471 -6521.696914 308 3.671716826 19.64687324 -6850.483668 309 3.706311923 19.99710298 -7191.526309 310 3.741522764 20.35227795 -7544.855479 311 3.777356945 20.71117638 -7910.390911 312 3.813819753 21.07237927 -8287.923564 313 3.850913824 21.43426153 -8677.097172 314 3.888638771 21.79498642 -9077.389742 315 3.926990817 22.15250437 -9488.095643 316 3.965962423 22.50455722 -9908.309074 317 4.005541936 22.84868866 -10336.90988 318 4.045713253 23.18226199 -10772.55272 319 4.086455532 23.50248579 -11213.66079 320 4.127742946 23.80644791 -11658.42518 321 4.169544512 24.09115807 -12104.81101 322 4.211823995 24.35359852 -12550.57119 323 4.254539912 24.59078188 -12993.26869 324 4.297645637 24.79981492 -13430.30738 325 4.341089626 24.97796606 -13858.97143 326 4.384815759 25.12273412 -14276.47267327 4.428763801 25.23191553 -14680.00441 328 4.472869976 25.30366675 -15066.80024 329 4.517067644 25.33655883 -15434.19516 330 4.561288069 25.32962121 -15779.68675 331 4.60546124 25.28237224 -16100.99329 332 4.649516748 25.19483483 -16396.10616 333 4.693384663 25.06753614 -16663.334 334 4.736996405 24.90149146 -16901.33649 335 4.780285573 24.69817319 -17109.14645 336 4.823188699 24.45946661 -17286.17927 337 4.865645929 24.18761506 -17432.23011 338 4.907601592 23.88515729 -17547.45927 339 4.949004657 23.55486017 -17632.36742 340 4.98980907 23.19964997 -17687.7623 341 5.029973974 22.82254493 -17714.71923 342 5.069463816 22.42659175 -17714.53761 343 5.108248339 22.01480796 -17688.69562 344 5.146302494 21.5901315 -17638.805 345 5.183606256 21.15537851 -17566.56784 346 5.220144385 20.71320962 -17473.73648 347 5.255906129 20.2661045 -17362.07765 348 5.290884894 19.81634447 -17233.34134 349 5.325077886 19.36600218 -17089.23479 350 5.358485742 18.91693765 -16931.40148 351 5.391112162 18.47079954 -16761.40501 352 5.422963541 18.0290308 -16580.7174 353 5.454048622 17.59287767 -16390.71142 354 5.484378157 17.16340106 -16192.65635 355 5.513964598 16.74148976 -15987.71668 356 5.54282181 16.32787449 -15776.95316 357 5.570964803 15.92314255 -15561.32571 358 5.5984095 15.52775234 -15341.69776 359 5.62517252 15.14204762 -15118.84162 360 5.651270995 14.76627109 -14893.44455.计算结果分析:1、原动件AB转动一周,构件5随之转动一周。

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Harbin Institute of Technology机械原理大作业(一)课程名称:机械原理设计题目:连杆机构运动分析院系:机电工程学院班级:设计者:学号:指导教师:一、题目(13)如图所示机构,已知各构件尺寸:Lab=150mm;Lbc=220mm;Lcd=250mm;Lad=300mm;Lef=60mm;Lbe=110mm;EF⊥BC。

试研究各杆件长度变化对F点轨迹的影响。

二、机构运动分析数学模型1.杆组拆分与坐标系选取本机构通过杆组法拆分为: I级机构、II级杆组RRR两部分如下:2.平面构件运动分析的数学模型图3 平面运动构件(单杆)的运动分析2.1数学模型已知构件K 上的1N 点的位置1x P ,1y P ,速度为1x v ,1Y v ,加速度为1 x a ,1y a 及过点的1N 点的线段12N N 的位置角θ,构件的角速度ω,角加速度ε,求构件上点2N 和任意指定点3N (位置参数13N N =2R ,213N N N ∠=γ)的位置、速度、加速度。

1N ,3N 点的位置为: 211cos x x P P R θ=+211sin y y P P R θ=+ 312cos()x x P P R θγ=++ 312sin()y y P P R θγ=++1N ,3N 点的速度,加速度为:211211sin ()x x x y y v v R v P P ωθω=-=--211121sin (-)y y y x x v v R v P P ωθω=-=-312131sin() ()x x x y y v v R v P P ωθγω=-+=--312131cos()()y y y x x v v R v P P ωθγω=-+=--2212121()()x x y y x x a a P P P P εω=----2212121()()y y x x y y a a P P P P εω=+---2313131()()x x y y x x a a P P P P εω=----23133(1)(1)y y x x y y a a P P P P εω=+---2.2 运动分析子程序根据上述表达式,编写用于计算构件上任意一点位置坐标、速度、加速度的子程序如下: 1>位置计算function [s_Nx,s_Ny ] =s_crank(Ax,Ay,theta,phi,s) s_Nx=Ax+s*cos(theta+phi); s_Ny=Ay+s*sin(theta+phi); end2>速度计算function [ v_Nx,v_Ny ] =v_crank(s,v_Ax,v_Ay,omiga,theta,phi) v_Nx=v_Ax-s*omiga.*sin(theta+phi); v_Ny=v_Ay+s*omiga.*cos(theta+phi); end3>加速度计算function [ a_Nx,a_Ny ]=a_crank(s,a_Ax,a_Ay,alph,omiga,theta,phi) a_Nx=a_Ax-alph.*s.*sin(theta+phi)-omiga.^2.*s.*cos(theta+phi);a_Ny=a_Ay+alph*s.*cos(theta+phi)-omiga.^2.*s.*sin(theta+phi);end3.RRR II级杆组的运动分析图2所示RRRⅡ级杆组中,杆长l1,l2及两外接转动副中心P1,P2的坐标、速度、加速度分量为要求确定两杆的角度、角速度和角加速度。

1) 位置分析将已知P1P2两点的坐标差表示为:u=x2-x1,v=y2-y1 (1)杆l1及l2投影方程式为:l1cosθ1-l2cosθ2=ul1sinθ1-l2sinθ2=v (2)消去θ1得:vsinθ2+ucosθ2+c=0 (3)其中:解式(3)可得:t(4) 式中+号和-号分别对应图2中m=+1和m=-1两位置。

由式(2)可得:(5) 2) 速度分析对式(2)求导一次得: (6)其中:解式(6)可得: (7)其中:3) 加速度分析对式(6)求导一次得: (8)其中:解式(8)可得: (9) 由上述式子可设计出RRR杆组运动分析子程序:1>位置分析:function[cx,cy,phi2,phi3]=s_RRR(bx,by,dx,dy,l2,l3,m,phi)d=sqrt((dx-bx).^2+(dy-by).^2);if(d>(l2+l3))|(d<abs(l2-l3))errordlg('²»ÄÜ×é×°');else、delta=atan((dy-by)./(dx-bx));gama=acos((d.^2+l2.^2-l3.^2)./(2*d*l2));phi2=delta+m*gama;cx=bx+l2.*cos(phi2);cy=by+l2.*sin(phi2);phi3=atan((cy-dy)./(cx-dx));end三、E点、F点位置确定3.1E点如图可见,过B作水平线,则由比例关系可得,则3.2F点过F点作竖直线,可得,又因为,有各杆件长度改变对F点轨迹影响:四、计算流程框图三、Matlab计算程序1.机构动画Lab=150;Lbc=220;Lcd=250;Lad=300;Lef=60; n=100;m=1;omiga1=2*pi*n/60;ax=0;ay=0; %A点坐标theta=0;vax=0;vay=0; %A速度aax=0;aay=0; %A加速度aiph1=0; %A角加速度phi1=0:10:360; %A转角phi1=phi1*pi/180;%计算B运动参数s=Lab;[bx,by]=s_crank(ax,ay,theta,phi1,s);%计算BC杆和CD杆及Cdx=Lad;dy=0;%D[cx,cy,phi2,phi3]=s_RRR(bx,by,dx,dy,Lbc,Lcd,m);adx=0;ady=0;ex=(cx-bx)/2+bx;ey=(cy-by)/2+by;%F点fy=ey+Lef*cos(phi2);fx=ex-Lef*sin(phi2);xlabel('/mm')ylabel('/mm')%杆件位置l1=line([ax,bx(1)],[ay,by(1)],'color','b','linestyle','-','linewidth' ,2,'Erasemode','xor');l2=line([bx,cx(1)],[by,cy(1)],'color','b','linestyle','-','linewidth' ,2,'Erasemode','xor');l3=line([cx,dx(1)],[cy,dy(1)],'color','b','linestyle','-','linewidth' ,2,'Erasemode','xor');l4=line([ax,dx(1)],[ay,dy(1)],'color','b','linestyle','-','linewidth' ,2,'Erasemode','xor');l5=line([ex,fx(1)],[ey,fy(1)],'color','b','linestyle','-','linewidth' ,2,'Erasemode','xor');%铰链位置h1=line(ax,ay,'color','k','Marker','.','MarkerSize',20,'EraseMode','x or');h2=line(bx(1),by(1),'color','k','Marker','.','MarkerSize',20,'EraseMo de','xor');h3=line(cx(1),cy(1),'color','k','Marker','.','MarkerSize',20,'EraseMo de','xor');h4=line(dx,dy,'color','k','Marker','.','MarkerSize',20,'EraseMode','x or');h5=line(ex,ey,'color','k','Marker','.','MarkerSize',20,'EraseMode','x or');h6=line(fx,fy,'color','k','Marker','.','MarkerSize',2,'EraseMode','xo r');axis([-200,600,-250,300]);grid on%仿真动画nn=10;mm=0while mm<nnfor i=1:length(bx)set(h2,'xdata',bx(i),'ydata',by(i));set(h3,'xdata',cx(i),'ydata',cy(i));set(h5,'xdata',ex(i),'ydata',ey(i));set(l1,'xdata',[ax,bx(i)],'ydata',[ay,by(i)]);set(l2,'xdata',[bx(i),cx(i)],'ydata',[by(i),cy(i)]); set(l3,'xdata',[cx(i),dx],'ydata',[cy(i),dy]);set(l5,'xdata',[ex(i),fx(i)],'ydata',[ey(i),fy(i)]); pause(0.1)drawnowendmm=mm+1;end2.E点轨迹%Lbe改变时E的轨迹Lab=150; Lbc=220; Lcd=250; Lad=300; n=100; m=1; omiga1=2*pi*n/60;ax=0;ay=0;vax=0;vay=0;aax=0;aay=0;aiph1=0;phi1=0:10:360;phi1=phi1*pi/180;s=Lab;[bx,by]=s_crank(ax,ay,theta,phi1,s);%计算BC杆和CD杆及Cdx=Lad;dy=0;%D[cx,cy,phi2,phi3]=s_RRR(bx,by,dx,dy,Lbc,Lcd,m);adx=0;ady=0;for Lbe=0:30:210ex=(cx-bx).*(Lbe./Lbc)+bx; ey=(cy-by).*(Lbe./Lbc)+by; figure(1);axis equal;plot(ex,ey);hold on;endgrid on。

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