机械原理课程设计-连杆机构b完美版.

机械原理课程设计

任务书

题目：连杆机构设计B4

姓名：戴新吉

班级：机械设计制造及其自动化2011级3班

设计参数

设计要求：

1.用解析法按计算间隔进行设计计算；

2.绘制3号图纸1张，包括：

(1)机构运动简图；

(2)期望函数与机构实现函数在计算点处的对比表；

(3)根据对比表绘制期望函数与机构实现函数的位移对比图；

3.设计说明书一份；

4.要求设计步骤清楚，计算准确。说明书规范。作图要符合国家标。按时独立完成任务。

目录

第1节平面四杆机构设计............................................

1.1连杆机构设计的基本问题...........................................

1.2作图法设计四杆机构 (3)

1.3作图法设计四杆机构的特点 (3)

1.4解析法设计四杆机构 (3)

1.5解析法设计四杆机构的特点 (3)

第2节设计介绍....................................................

2.1按预定的两连架杆对应位置设计原理 ................................

2.2 按期望函数设计..................................................

第3节连杆机构设计................................................

3.1连杆机构设计.....................................................

3.2变量和函数与转角之间的比例尺 (8)

3.3确定结点值 (8)

3.4 确定初始角0α、0ϕ ............................................. 9 3.5 杆长比m,n,l 的确定 .............................................. 3.6 检查偏差值ϕ∆ ...................................................

3.7 杆长的确定 .................................................... 13 3.8 连架杆在各位置的再现函数和期望函数最小差值ϕ∆的确定 .. (15)

总结 ................................................................ 参考文献 ............................................................ 附录 ................................................................

第1节 平面四杆机构设计

1.1连杆机构设计的基本问题

连杆机构设计的基本问题是根据给定的要求选定机构的型式，确定各构件的尺寸，

同时还要满足结构条件（如要求存在曲柄、杆长比恰当等）、动力条件（如适当的传动角等）和运动连续条件等。

根据机械的用途和性能要求的不同，对连杆机构设计的要求是多种多样的，但这

些设计要求可归纳为以下三类问题：

(1)预定的连杆位置要求； (2)满足预定的运动规律要求；

(3)满足预定的轨迹要求;

连杆设计的方法有：解析法、作图法和实验法。

1.2 作图法设计四杆机构

对于四杆机构来说，当其铰链中心位置确定后，各杆的长度

也就确定了。用作图法进行设计，就是利用各铰链之间相对运动

的几何关系，通过作图确定各铰链的位置，从而定出各杆的长度。

1.3 作图法设计四杆机构的特点

图解法的特点是直观、简单、快捷，对三个设计位置以下的设计是十分方便的，其设计精度也能满足工作的要求，并能为解析法精确求解和优化设计提供初始值。

根据设计要求的不同分为四种情况：

(1) 按连杆预定的位置设计四杆机构；

(2) 按两连架杆预定的对应角位移设计四杆机构；

(3) 按预定的轨迹设计四杆机构；

(4) 按给定的急回要求设计四杆机构。

1.4 解析法设计四杆机构

在用解析法设计四杆机构时，首先需建立包含机构各尺度参数和运动变量在内的解析式，然后根据已知的运动变量求机构的尺度参数。

1.5 解析法设计四杆机构的特点

解析法的特点是可借助于计算器或计算机求解，计算精度高，是英语对三个或三个以上位置设计的求解，尤其是对机构进行优化设计和精度分析十分有利。

现有三种不同的设计要求，分别是：

(1) 按连杆预定的连杆位置设计四杆机构

(2) 按预定的运动轨迹设计四杆机构

(3) 按预定的运动规律设计四杆机构

1) 按预定的两连架杆对应位置设计

2) 按期望函数设计

本文详细阐述了解析法设计丝杆机构中按期望函数设计的原理、方法及过程。

第2节设计介绍

2.1按预定的两连架杆对应位置设计原理

如下图所示：

）

设要求从动件3与主动件1的转角之间满足一系列的对应位置关系,即θ

i

3=)(

1θ

i

f i=1,

2,… ,n ，其函数的运动变量

θ

i

为机构的转角，由设计要求知

θ1

、θ

3

为已知条件，仅

θ

2

为未知。又因为机构按比例放大或缩小，不会改变各机构的相对角度关系，故设计变量应该为各构件的相对长度，如取d/a=1 , b/a=l c/a=m , d/a=n 。故设计变量l 、m 、n 以及

θ1

、θ

3

的计量起始角0α、0ϕ共五个。如图2-1所示建立坐标系Oxy ，并把各杆矢量向

坐标轴投影，可得

为消去未知角

θ

i

2，将式2—1)2cos()()cos()cos(30

301n n m m i

i i -+=+θϕθαθ令

p

=m,

p

1

=-m/n,

p

2

=2/()1(2

22l n m -++ 式 2-2 中包含5个待定参数

p

、

p 1

、p

2

、

α

、及ϕ0

，故四杆机构最多可以按

两连架杆的5个对应位置精度求解。当两连架杆的对应位置数5>N 时，一般不能求得精确解，此时可用最小二乘法等进行近似设计。当要求的两连架杆对应位置数5

N N -=50个尺度参数，此时有无穷多解。