机械原理课程设计--六杆机构运动与动力分析

目录

第一部分：六杆机构运动与动力分析

一．机构分析分析类题目 3 1分析题目 3

2.分析内容 3 二．分析过程 4 1机构的结构分析 4

2.平面连杆机构运动分析和动态静力分析 5

3机构的运动分析8 4机构的动态静力分析18 三．参考文献21

第二部分：齿轮传动设计

一、设计题目22

二、全部原始数据22

三、设计方法及原理22

1传动的类型及选择22 2变位因数的选择22

四、设计及计算过程24

1.选取两轮齿数24

2传动比要求24 3变位因数选择24

4.计算几何尺寸25 五．齿轮参数列表26 六．计算结果分析说明28 七．参考文献28

第三部分：体会心得29

一.机构分析类题目3（方案三）

1.分析题目

对如图1所示六杆机构进行运动与动力分析。各构件长度、构件3、4绕质心的转动惯量如表1所示，构件1的转动惯量忽略不计。构件1、3、4、5的质量G1、G3、G4、G5，作用在构件5上的阻力P工作、P空程，不均匀系数δ的已知数值如表2所示。构件3、4的质心位置在杆长中点处。

2.分析内容

（1）对机构进行结构分析；

（2）绘制滑块F的运动线图（即位移、速度和加速度线图）；

（3）绘制构件3角速度和角加速度线图（即角位移、角速度和角加速度线图）；

（4）各运动副中的反力；

（5）加在原动件1上的平衡力矩；

（6）确定安装在轴A上的飞轮转动惯量。

图1 六杆机构

二.分析过程：

通过CAD制图软件制作的六杆机构运动简图：

图2 六杆机构

CAD所做的图是严格按照题所给数据进行绘制的。并机构运动简图中活动构件的序号从1开始标注，机架的构件序号为0。每个运动副处标注一个字母，该字母既表示运动副，也表示运动副所在位置的点，在同一点处有多个运动副，如复合铰链处或某点处既有转动副又有移动副时，仍只用一个字母标注。见附图2所示。

1.机构的结构分析

如附图1所示，建立直角坐标系。机构中活动构件为1、2、3、4、5，即活动构件数n=5。A、B、C、D、F处运动副为低副（5个转动副，2个移动副），共7个，即P l=7。则机构的自由度为：F=3n-2P l=3Χ5-2Χ7=1。

，转速为n1，如附图3-a所示；（2）拆基本杆组：（1）标出原动件1，其转角为φ

1,

试拆出Ⅱ级杆组2—3，为RPR杆组，如附图3-b所示；（3）拆出Ⅱ级杆组4—5，为RRP 杆组，如附图3-c所示。由此可知，该机构是由机架0、原动件1和2个Ⅱ级杆组组成，故该机构是Ⅱ级机构。

图3-a 图3-b 图3-c

2.平面连杆机构运动分析和动态静力分析：

JYCAE软件介绍

应用基本杆组法开发的计算机辅助平面连杆机构运动分析和动态静力分析软件—JYCAEYL，适用于平面II级机构的分析。JYCAEYL采用界面化输入，只要按照界面要求正确输入机构各己知参数和机构运动简图中表示运动副、点和构件序号的字母和数字，软件就可给出计算结果和各种根据计算结果绘出的曲线图形。

在使用JYCAEYL对某一机构进行分析时，首先要画出该机构的运动简图。选择合适的平面坐标系，将机构置于选定的平面坐标系中。由于计算分析是使用计算机来进行的，因此画机构运动简图时对尺寸比例的要求并不严格。

机构运动简图中活动构件的序号应从1开始标注，序号应连续，不得有重号。机架的构件序号为0。每个运动副处标注一个字母，该字母既表示运动副，也表示运动副所在位置的点（铰链中心点或移动副导路中心线上的点）。若在同一点处有多个运动副，如复合铰链处或某点处既有转动副又有移动副时，仍然只用一个字母标注。在JYCAEYL 界面中输入时，要将运动副处标注的字母和每个运动副所联接的两个构件的序号按界面要求分别输入，这样JYCAE会自动将各个运动副区分开来。构件上的点（如质心点、力作用点以及其他被关注的点）用字母或字母后加数字来表示，如S3表示构件3的质心。

JYCAE软件原始数据的输入

运行JYCAE软件，输入原始数据。在打开的JYCAE界面中用鼠标左键单击“运行”按钮，即会出现如附图4所示的“原始数据”输入页面。在该页面左半边的各输入空格内可分别输入机构的活动构件数、转动副数、移动副数、己知长度值总数和机构的自由度。除了活动构件数外，其余四个输入空格旁都各有一个“确定”按钮，点击每一个“确定”按钮，页面右半边就会显示出对应的输入框。

输入了转动副数目后，点击“确定”按钮，右半边页面显示出转动副数据输入框（见附图4）。在该输入框的“活动铰链数”输入空格中输入活动铰链数后，点击“确定”按钮，“活动铰链数”输入栏下相应数目的空格就会变为可用（输入空格呈白底色为可用，灰底色为不可用），供输入表示铰链的字母（铰链名）和铰链所联接的两个活动构件的序号。同时，“固定铰链数”输入空格中自动显示出数值，此数值等于转动副总数减去活动铰链数

图4 “原始数据”输入界面

移动副输入框（见附图5-a）与转动副输入框类似，只是当移动副所联接的构件之一为机架时，应在固定导路中心线上确定一给定点（此点为机架上的点），在输入框中输入其坐标值。此例中选C点为移动副F在固定导路上的给定点，坐标为（0，0）。

长度值输入框（见附图5-b）用来输入机构中各构件上的不可变长度值，即构件上一点到另一点的距离，如构件上各铰链点间的距离，铰链中心到质心点或力作用点间的距离等。机构在运动时，这些距离（长度）是不会改变的。

原动件参数输入框（见附图5-c）提供三种类型原动件的运动参数输入，分别为：（1）绕定轴转动的原动件（如附图1所示机构中若以构件1作为原动件）；（2）沿固定导路移动的原动件（如附图1所示机构中若以滑块5作为原动件）；（3）沿运动导杆移动的原动件。

原动件绕定轴转动时，其转角为原动件上某一指定线与x轴正方向的夹角。以x轴正方向为始边向指定线度量，逆时针方向为正值，顺时针方向为负值。角速度和角加速度也以逆时针方向为正；反之为负。原动件初始角为起始位置原动件上指定线与x轴正

方向间的夹角，其值可正可负。原动件总转角、转角增量和角速度这三者的正、负号应

相同。

图5-a 移动副输入框

图5-b 已知长度输入值

图5-c 原动件参数输入框

点击“原始数据”输入页面中的“存入数据”按钮，可将当前输入的数据储存起来。点击“取出数据”按钮，就可将存入的数据取出并重新显示在原来的输入空格中。

3.机构的运动分析

“原始数据”输入页面中的所有数据输入完毕后，点击该页面的“运动分析”按钮，就会出现如附图7-a所示的“选取基本单元”页面。

用JYCAE软件对机构进行运动分析时，需要将机构在基本杆组的基础上划分成由构件或构件组组成的若干个基本单元，如附图6所示。附图6（a）所示为角运动已知的构件，可以分析绕定轴转动构件上点的运动，也可计算任何做平面运动的构件上点的运动；附图6（b）所示为可变长二杆组（RRR杆组），用于分析铰链二杆组或刚体上不共线的三点间的运动问题，也可用于分析摆动油缸机构或其他具有变杆长的运动问题；附图6（c）所示为两点运动已知的构件，用于单个构件上已知两点的运动，求任一其他点的运动问题；附图6（d）所示为三点共线的构件（导杆），用于当导杆及滑块上各有一点的运动已知时，求导杆上另一个位于上述两点连线上的点的运动，也可用于刚体上有三点共线时，由已知两点求第三点的运动问题；附图6（e）所示为输入导杆，用于导杆的角运动已知时，求滑块的绝对运动和对导杆的相对运动问题；附图6（f）所示为摆动导杆，用于计算构件的角运动参数，也适用于分析角运动为输出时的无偏置导杆组（图中，K点可为滑块上的点，也可固结在JK杆上）；附图6（g）所示为偏置导杆，用于分析带有偏置量的导杆、滑块的运动。

附图6中各单元G点的运动参数（所谓点的运动参数，是指点的x、y方向的坐标分量、速度分量和加速度分量）未知，称G点为待求点。J、K两点的运动参数已知，称

为参考基点。

图6平面Ⅱ级机构运动分析基本单元

对于每个基本单元，都可根据其中的已知运动参数求出其未知的运动参数。每个基本单元中求解出的未知运动参数又可成为另一个基本单元中的已知运动参数。程序依次对机构中每个基本单元进行求解，就可计算出机构中所有需要求解的运动参数。

点击“选取基本单元”界面中与机构中某个基本单元相对应的基本单元类型图标按钮，在随后打开的该类型基本单元输入框的输入空格中输入相应的字母和数值，然后点击“确定”按钮，就完成了对机构中该基本单元信息的输入。程序在运行时，对机构中各基本单元的求解顺序按照各类型基本单元输入框中“调用顺序”空格里所填的数字序号从1开始依次进行，求解顺序与对各类型基本单元输入框进行输入的先后次序无关。对机构中各单元的求解顺序会显示在“选取基本单元”界面的“求解顺序”栏中。具体输入如下：

“原始数据”输入页面中的所有数据输入完毕后，点击该页面的“运动分析”按钮，就会出现见附图7-a所示的“选取基本单元”页面。按照题所求对基本单元进行调用，调用那个基本单元就点击该基本单元，对新出来的框图进行填写，此题目先后分别调用基本单元1见下图7-b.基本单元4见下图7-c.基本单元6见下图7-d.基本单元5见下图7-e，而且调用顺序会显示在“选取基本单元”界面的“求解顺序”栏中，见附图7-f。

有些类型的基本单元会被调用多次，因此对其输入框要进行多次输入，每次输入时

只需重新改填各输入空格中的字母或数字，然后点击“确定”按钮关闭输入框即可。

图7-a 基本单元选取框

图7-b 基本单元1参数输入框

图7-c 基本单元4参数输入框

图7-d 基本单元5参数输入框

图7-e 基本单元6参数输入框

图7-f “选取基本单元”界面

“基本单元”选取与信息输入完成后，本题选取了7个“基本单元”，结果如附图7-f所示。点击“运算”按钮，JYCAEYL就会按指定的调用顺序依次对机构中各单元进

行运动分析计算并给出计算结果，如附图8所示。

图8 “运动分析结果”界面

分别点击“运动分析结果”界面下方“构件角运动参数”和“长度变化参数”按钮，界面中的表格就分别给出各构件角运动参数值或长度变化参数值。表格中构件转角的单位为“度”，角速度和角加速度的单位分别为rad/s和rad/s2，长度单位为m，长度变化速度和长度变化加速度的单位分别为m/s和m/s2。各数值正、负号的意义同前所述。

整理界面表格中的数值如表3-1，表3-2所示：

表3-1 点F的x、y方向的运动参数

表3-2 构件3的运动参数

点击“运动分析结果”界面下方的“轨迹及运动线图”按钮，界面的右上方将出现图形输出区,见图9. 分别在界面左边的输入空格中输入点名、构件序号或长度名并点击各自的“确定”按钮，就可分别显示出点的运动轨迹曲线、点的运动线图、构件的角运动线图和长度变化规律线图。输入的点名和长度名应与“各点运动参数”和“长度变化参数”计算结果表格中表示点和长度名的字符相同，字符顺序也不能改变，如A到F 的距离AF不能输成FA。如附图9所示为滑块5上F点的运动线图（整理后见附图10）。如附图11所示为构件3的运动线图。

图9 F点运动线图

图10-a F点的位移曲线图

图10-b 点F的速度曲线图

图10-c 点F的加速度曲线图

图11 构件3的运动线图

图11-a 构件3的转角曲线图

图11-b 构件3的角速度曲线图

图11-c 构件3的角加速度曲线图

4.机构的动态静力分析

机构的动态静力分析必须在运动分析完成后才能进行。应保证运动分析中对机构中每个运动副所在点的运动参数，各构件质心点的运动参数，每一个活动构件的角运动参数，平衡力作用点的运动参数都计算无误后才能进行动态静力分析。用JYCAEYL进行动态静力分析时，不考虑摩擦力的影响。

点击入附图8所示界面底部的“动态静力分析”按钮，屏幕上就会出现“动态静力分析参数输入”界面，该界面有两个表格，上方的表格用于输入各构件的质心点、质量（kg）和各构件对其质心轴的转动惯量（kg.m2），下方的表格输入作用在各构件上的已知力（N）和己知力矩（N.m）。“输入已知力”表格上方有两个单选按钮：“己知力为常量”和“己知力为变量”，本题选择已知力为常量，需要对机构在运动过程中的每一个计算位置进行输入。表格中输入的各构件上的力和力矩是构件上所有己知力和力矩向其质心简化后得到的力和力矩。各构件上的重力和惯性力（矩）由JYCAE根据所输入的构件质量和转动惯量以及运动分析得出的各加速度参数自动进行计算，在此表格中输入己知力和力矩值时不应再考虑。简化后得到的力向两个坐标轴方向分解，分力与坐标轴方向一致时取正值，反之取负值。力矩逆时针方向取正值，顺时针方向取负值。附图12给出了附图1所示机构输入的数据，这里机构中只有滑块5上作用了一个与x轴方向相反的常力（=1400N）。

点击“动态静力分析参数输入”界面的右上方“原动件受力状况”显示栏的“输入”按钮，会打开“平衡力模式选择”选择框，该框中有三个按钮。本题选择“平衡力矩”按钮。输入完参数之后如附图12所示。

图12 “动态静力分析参数输入”界面

按“存入”按钮存储本页面当前输入的所有内容。

本界面输入完毕后，点击“运算”按钮，JYCAEYL进行计算并给出动态静力分析的结果。如附图13所示为本题力分析计算结果，此表格中未知力名的表示方法如下：（1）转动副中反力的第一个字母为“R”，第二个字母为转动副名标记字母；后面的两个数字用“—”分开，分别表示该转动副联接的两个构件的序号，前面的数字为“出力构件”的序号，后面的数字为“受力构件”的序号；最右边的“X”或“Y”表示未知力分力的坐标轴方向。转动副中的反力作用线通过转动副中心。

（2）移动副中的反力和反力矩的第一个字母用“S”表示，第二个字母为移动副名标记字母，两个数字及“—”的意义同转动副；最右边的字母为“R”或“T”，“R”表示反力，“T”表示反力矩。反力以沿导路方向逆时针旋转90°（即与x轴成φ+90°方向）为正方向，力作用点为导路中心线上移动副字母所标注的点。移动副中的反力矩以逆时针方向为正。

（3）平衡力名和平衡力矩名均以字母“BL”开头，第三个字母用“P”表示平衡力，

用“T”表示平衡力矩；最右边的数字表示原动件的构件序号。

图13 力分析计算结果

点击“动态静力分析结果”界面下方的“线图及矢量端图”按钮，界面右方出现图形显示区域，左方出现四种曲线图形显示的选择输入栏（见附图14）。分别在各输入空格中输入力或力矩的名称，然后点击其“确定”按钮，就可显示出相应的曲线图形。输入的反力和反力矩名称应与“动态静力分析计算结果”表格中各反力和反力矩的名称一致，只是转动副中反力的名称最右边的字母“X”和“Y”在输入时应取掉，因为“铰链受力矢量端图”显示的是转动副中反力的合矢量端点连成的曲线图形。

附图14中的曲线显示了为使原动件1保持匀速转动应加在该构件上的平衡力矩的变化情况，图中曲线上的圆圈与各计算等分点相对应，最大圆圈与初始位置对

应。

机械毕业设计1157牛头刨床六杆机构运动分析程序设计

摘要 在工程技术领域，经常会遇到一些需要反复操作，重复性很高的工作，如果能有一个供反复操作且操作简单的专用工具，图形用户界面就是最好的选择。如在本设计中对于牛头刨床平面六杆机构来说，为了保证结构参数与运动参数不同的牛头刨床的运动特性，即刨刀在切削过程中接近于等速运动从而保证加工质量和延长刀具寿命，以及刀具的急回性能从而提高生产率，这样的问题如果能够通过设计一个模型平台，之后只需改变参量就可以解决预期的问题，这将大大的提高设计效率。本设计中正是通过建立牛头刨床六杆机构的数学模型，然后用MA TLAB程序设计出一个友好的人机交互的图形界面，并将数学模型参数化，使用户只需改变牛头刨床的参数就可以方便的实现运动分析和运动仿真，用户可以形象直观地观察到牛头刨床的运动轨迹、速度变化及加速度变化规律。 关键词：牛头刨床六杆机构MA TLAB 运动仿真程序开发

Abstract In the engineering area, often repeatedly encountered some operational needs, repetitive highly, and if the operation can be repeated for a simple operation and dedicated tool graphical user interface is the best choice. As in the planer graphic design for six pole bodies, and campaigns to ensure the structural parameters of different parameters planer movement characteristics, planning tool in the process of cutting close to equal campaign to ensure processing quality and extended life cutlery and cutlery rush back to the performance enhancing productivity, If such issues can be adopted to design a model platform parameter can be changed only after the expected settlement, which will greatly enhance the efficiency of the design. It is through the establishment of this design planer six pole bodies mathematical model, and then use MATLAB to devise procedures of a friendly aircraft in the world graphics interface, and mathematical models of the parameters, so that users only need to change the parameters planer can facilitate the realization of movement analysis and sports simulation, Users can visual image observed in planer movement trajectories, speed changes and acceleration changes. Keywords：Planer 6 pole bodies MATLAB Campaign simulation Procedure development.

六杆机构运动分析

机械原理课程设计 六杆机构运动分析 学院：工程机械 专业：机械设计制造及其自动化 班级：25041004 设计者：王东升于新宇 2013年 1月8日一、分析题目

如图1所示六杆机构，对其进行运动和动力分析。已知数据如表1所示。 r1=r3=L2=110mm ,L4=600mm ,L AD=39mm ,n1=40r/min ,L CS4=220mm. 图1 六杆机构 二、分析内容 （1）进行机构的结构分析； 如2图所示，建立直角坐标系。机构中活动构件为1、2、3、4、5，即活动构件数n=5。A、C、B、D、E处运动副为低副（6个转动副，1个移动副），共7个，即P l=7。则机构的自由度为：F=3n-2P l=3Χ5-2Χ7=1。 图2（a）图2(b) 图2(c) 如图2，拆出基本杆组，(a)为原动件，（b）、（c）为二级杆组，该机构是由机架0、原动件1和2个Ⅱ级杆组组成，故该机构是Ⅱ级机构。 （2）绘制滑块E的运行线图；

利用JYCAE软件求解。 1、将题设所给的原始数据（机构的活动构件数、转动副数、移动副数、己知长度值总数 和机构的自由度）分别输入JYCAE软件中，如图3： 图3—1

图3—2 图3—3

图3—4 2、机构的运动分析 输入完所有的原始数据以后，开始运动分析。求E点的运动线图，要选取基本单元5，但是利用基本单元5的条件是已知C点的运动状态，所以先利用基本单元1、2求得C点的运动状态，然后求的E点运动线图。如图4。 图4—1 解得B点运动参数

图4—2 解得C点运动参数 图4—3 解得E点运动参数共选取3个基本单元，如图4—4，然后运算。

平面六杆机构运动分析

平面六杆机构运动分析 2111306008 王健 1、 曲柄摇杆串RRP 型II 级杆组平面六杆机构数学模型 如图1所示，当曲柄1做匀速转动时，滑块5做往复移动，该机构的行程速比系数大于1，有急回特性，且传动角较大。设曲柄1的角速度为ω，并在铰链C 建立坐标oxy 。由图可知，该机构由构件1、2、3、6组成的曲柄导杆机构和构件3、4、5、6组成的摆动滑块机构组成。机构中错误！未找到引用源。 (i=1，2，3，4)分别表示曲柄l 、机架2、导杆3、连杆4的长度及滑块5的行程用5s 表示。曲柄转动中心A 的坐标（y x H H ,）。 图1 六杆机构运动简图 对构件1、2、3、6组成的曲柄导杆机构进行运动分析。曲柄1转动角度 ?、连杆2转动角度 错误！未找到引用源。 及摇杆3转动角度错误！未找到引用源。都是以X 轴正方向为起始边的度量角度,单位为rad 。并设机构初始位置为曲柄1转角 0=?的位置。该机构的位置方程为： ?θδππi i i i x i y e L e L e L e H e H 1232/+=++ （1） 式(1)中x 、y 轴的分量等式为：

{ θ?δθ?δcos cos cos cos sin sin 213213L L L H L L L H x y +=+-+=+ （2） 当 错误！未找到引用源。 在 3600-作匀速变化时，就可以求出对应的连杆2的转角 错误！未找到引用源。 以及摇杆3的转角δ的值。将式消去 错误！未找到引用 源。 ，得到： ()()22213213cos cos sin sin L L H L L H L x y =--+-+?δ?δ （3） 将（3）式分解，并分别定义： ()212122231cos )sin (??L H L H L L A x y ++-+-= )sin (2131?L H L B y -= )cos (2131?L H L C x += 摇杆3的角位移 ()]/)tan[(2112121211C A C A B B a --+-+=δ （4） 由（2）式可得连杆 2 的角位移 ]/)sin sin arcsin[(213L L L H y ?δθ-+= （5） 假设曲柄作匀角速度dt d /φω=是常数，对式2求时间导数，得到连杆2的角速度2ω以及摇杆3角速度3ω，方程式如下： ( )()][sin cos sin cos sin cos 11233322?ω?ωωωδδθθL L L L L L =-- （6） 对式（6）求时间导数, 得到连杆 2 的角加速度及摇杆 3 的角加速度2a ，方程式 如下： ()()] [cos cos cos sin sin sin sin cos sin cos 3232221232322212233322δωθ?ωδωθ?ωδ δθθL L w L L L w L a a L L L L -+-----= （7） 再对构件3、4、5、6 组成的摆动滑块机构进行运动分析。首先建立机构位置方程，方程如下： 2/3543πφδi i i e S e L e L += （8） 式中5S 为滑块的行程。 按同样的方法可分别得到滑块 5 的位置、速度、加速度方程。连杆4和滑块5的位置方程为：

理论力学课后习题答案第6章刚体的平面运动分析

第6章 刚体的平面运动分析 6－1 图示半径为r 的齿轮由曲柄OA 带动，沿半径为R 的固定齿轮滚动。曲柄OA 以等角加速度α绕轴O 转动，当运动开始时，角速度0ω= 0，转角0?= 0。试求动齿轮以圆心A 为基点的平面运动方程。 解：?cos )(r R x A += （1） ?sin )(r R y A += （2） α为常数，当t = 0时，0ω=0?= 0 2 2 1t α?= （3） 起始位置，P 与P 0重合，即起始位置AP 水平，记θ=∠OAP ，则AP 从起始水平位置至图示AP 位置转过 θ ? ?+=A 因动齿轮纯滚，故有? ? =CP CP 0，即 θ?r R = ?θr R = ， ??r r R A += （4） 将（3）代入（1）、（2）、（4）得动齿轮以A 为基点的平面运动方程为： ??? ? ?? ???+=+=+=22 2212sin )(2cos )(t r r R t r R y t r R x A A A α?αα 6－2 杆AB 斜靠于高为h 的台阶角C 处，一端A 以匀速v 0沿水平向右运动，如图所示。试以杆与铅垂线的夹角 表示杆的角速度。 解：杆AB 作平面运动，点C 的速度v C 沿杆AB 如图所示。作速度v C 和v 0的垂线交于点P ，点P 即为杆AB 的速度瞬心。则角速度杆AB 为 h v AC v AP v AB θθω2000cos cos === 6－3 图示拖车的车轮A 与垫滚B 的半径均为r 。试问当拖车以速度v 前进时，轮A 与垫滚B 的 角速度A ω与B ω有什么关系设轮A 和垫滚B 与地面之间以及垫滚B 与拖车之间无滑动。 解： R v R v A A == ω R v R v B B 22== ω B A ωω2= 6－4 直径为360mm 的滚子在水平面上作纯滚动，杆BC 一端与滚子铰接，另一端与滑块C 铰接。设杆BC 在水平位置时，滚子的角速度＝12 rad/s ，＝30，＝60，BC ＝270mm 。试求该瞬时杆BC 的角速度和点C 的速度。 习题6-1图 A B C v h 习题6 P v A B C v h 习题6－2 习题6-3解图 习题6-3图 v A v B

机械运动仿真和有限元分析技术

机械运动仿真和有限元分析技术 （浙江大学城市学院机电0905） 【摘要】本文主要对机械运动仿真和有限元分析技术概念、机械运动仿真和有限元分析软件使用过程有所了解，以及对PROE机械运动仿真和有限元分析使用案例进行分析 【关键词】机械运动仿真有限元分析 PROE案例 一、引言 目前，许多国内外的大型辅助设计软件，都包含了机械装配和运动学仿真的功能模块，例如PTC的Pro／Engineer，SDRC的1一DEAS，MATRA的EUCl ID软件及DES的UG等。机械产品的运动分析和仿真已经成为计算机辅助工程(CAE) 中不可缺少的重要环节，同时也成为机械设计的必经过程。进行机械产品设计时，通常要进行机构的运动分析，以此来验证机构设计的合理性和可行性。机构运动仿真技术就是通过对机构添加运动副、驱动器，使其运动起来，以实现机构的运动模拟。此外，运用机构中的后处理功能可以查看当前机构的运动，并且可以对机构进行运动速度、轨迹、位移、运动干涉情况的分析，为研究机构模型提供方便。在机械系统计算机辅助工程即MCAE领域内，根据数值分析求解机理和求解问题范围不同，常用的CAE技术有：有限元分析（FEA）技术；（固体力学范畴）计算流体动力学（CFD）分析技术；（流体力学范畴）刚体动力学分析（RBA）技术。 二、机械运动仿真和有限元分析技术概念

机械运动仿真技术是一种建立在机械系统运动学、动力学理论和计算机实用技术基础山的新技术，涉及建模、运动控制、机构学、运动学和动力学等方面的内容，主要是利用计算机来模拟机械系统在真实环境下的运动和动力特性，并根据机械设计要求和仿真结果，修改设计参数直至满足机械性能指标要求或对整个机械系统进行优化的过程。机械运动仿真的过程如图： 通过机械系统的运动仿真，不但可以对整个机械系统进行运动模拟，以验证设计方案是否正确合理，运动和力学性能参数是否满足设计要求，运动机构是否发生干涉等还可以及时发现设计中可能存在的问题，并通过不断改进和完善，严格保证设计阶段的质量，缩短了机械产品的研制周期，提高了设计成功率，从而不断提高产品在市场中的竞争力。因此，机械运动仿真当前已经成为机械系统运动学和动力学等方面研究的一种重要手段和方法，并在交通、国防、航空航天以及教学等领域都得到了非常广泛的应用。 机械系统的运动仿真可以采用VB、OpenGL、3D max、VC等语言编程实现，也可以使用具有运动仿真功能的机械设计软件（如ADMAS、Pro/E、EUCLID、UG、Solid Edge等）实现，而且，随着计算机软件功能的不断强大和完善，用软件进行运动仿真是一种省时、省力而用高效的方法，也是机械运动仿真发展趋势。 有限元分析技术，即CAE（Computer Aided Engineering），即计算机辅助工程。它是计算机仿真技术的一大分支，是通过计算机程序建立仿真数学物理模型，并对其进行求解的技术。CAE的覆盖范围很广，比如将教科书上的一个公式通过计算机编程后进行重复计算的简单过程，就属于CAE的范畴。在这里，我们通常所说的CAE是指工业级的CAE，即通过一系列的工具和求解器对工程结构进行数值仿真的技术。 CAE出现和发展的三大条件：数值分析方法；计算机仿真分析软件，计算机 机械运动仿真步骤示意图

平面六杆机构的运动分析

机械原理大作业（一）平面六杆机构的运动分析 班级： 学号： 姓名： 同组者: 完成时间：

一．题目 1．1 说明 如图所示为一片面六杆机构各构件尺寸如表格1所示，又知原动件1以等角速度ω=1rad/s沿逆时针方向回转，试求各从动件的角位移、角加速度以及E点的位移、速度及加速度的变化情况。1．2 数据 组号L1L2L’2L3L4L5L6 x G y G 1-A 26.5 105.6 65.0 67.5 87.5 34.4 25.0 600 153.5 41.7 表格1 条件数据 1．3 要求 三人一组，编程计算出原动件从0~360o时（计算点数N=36）所要求各运动变量的大小，并绘制运动线图及点的轨迹曲线。

二．解题步骤 由封闭图形ABCD可得： 由封闭图形AGFECD可得 于是有： 112233 1122433 sin sin sin1 cos cos sin2 l l l l l l l θθθ θθθ +=-------- +=+----- / 1122225566 / 1122225566 cos cos sin cos cos153.53 sin sin cos sin sin41.74 l l l l l l l l l l θθθθθ θθθθθ +++=+---- +-+=+----- 对以上1到4导可得- 222333111 222333111 / 55566611122222 / 55566611122222 cos cos cos sin sin sin sin sin sin(sin cos) cos cos cos(cos sin) l l l l l l l l l l l l l l l l θωθωθω θωθωθω θωθωθωωθθ θωθωθωωθθ-+= -=- -=--- -=--+

(新)机构运动简图测绘与分析实验

实验一机构运动简图测绘与分析实验 一、实验目的 1．根据机构模型，掌握正确绘制平面机构运动简图的方法和技能。 2．验证和巩固机构自由度的计算，进一步理解机构自由度的概念。 3．应用机构自由度的计算方法，分析平面机构运动的确定性。 4．掌握平面机构的组成原理，能够对平面机构进行结构分析。 二、实验设备 1、机构模型（铆钉机构B1、简易冲床B 2、装订机机构B 3、鄂式破碎机B 4、步进输送机B 5、假肢膝关节机构B 6、机械手腕部机构B 7、抛光机B 8、牛头刨床B 9、制动机构B10等）； 2．所用工具：钢板尺、游标卡尺、三角板、铅笔、圆规、橡皮、纸（除钢板尺和游标卡尺外，其余学生自备）。 三、实验内容 1. 选择5种机构模型进行测量，绘制机构运动简图； 2. 计算机构自由度，并注明其活动构件数、低副数、高副数，然后代入公式进行计算。 3．对所选择的机构进行结构分析，确定机构的级别。 四、实验原理、方法和手段 在对现有机械设备进行分析或设计新的机械设备时，都需要运用其机构运动简图。而机构各部分的运动是由其原动件的运动规律、该机构中各运动副的数目、类型，运动副相对位置和构件的数目来确定的，而与构件的外形、断面尺寸、组成构件的零件数目及运动副的具体构造等无关。所以，只要根据机构的运动尺寸，按一定的比例尺定出各运动副的位置，就可以用运动副的代表符号和简单的线条把机构的运动简图画出来。

常用符号见下表： 1、机构运动简图的概念 抛开构件的复杂外形和运动副的具体结构，利用简单的线条和规定的符号来代表每一个构件和运动副，并按一定的比例将机构的运动特征表达出来的简单图形称为机构运动简图。机构运动简图与原机构具有完全相同的运动特性，因而可以根据该图对机构进行运动分析和动力分析。 2、测绘方法 （1）分析运动情况。绘制机构运动简图时，首先要把该机器或模型的实际构造和运动情况搞清楚。为此，先应确定出原动件和从动件，再使被测机器或模型缓慢运动，然后按照运动的传递路线，把原动件和从动件之间的各构件的运动情况观察清楚，尤其应注意有微小

第3章 平面机构的运动分析答案

一、填空题： 1．速度瞬心是两刚体上瞬时速度相等的重合点。 2．若瞬心的绝对速度为零，则该瞬心称为绝对瞬心； 若瞬心的绝对速度不为零，则该瞬心称为相对瞬心。 3．当两个构件组成移动副时，其瞬心位于垂直于导路方向的无穷远处。当两构件组成高副时，两个高副元素作纯滚动，则其瞬心就在接触点处；若两个高副元素间有相对滑动时，则其瞬心在过接触点两高副元素的公法线上。 4．当求机构的不互相直接联接各构件间的瞬心时，可应用三心定理来求。 5．3个彼此作平面平行运动的构件间共有 3 个速度瞬心，这几个瞬心必定位于一条直线上。 6．机构瞬心的数目K与机构的构件数N的关系是K＝N(N－1)/2 。 7．铰链四杆机构共有6个速度瞬心，其中3个是绝对瞬心。 8．速度比例尺μν表示图上每单位长度所代表的速度大小，单位为：(m/s)/mm 。 加速度比例尺μa表示图上每单位长度所代表的加速度大小，单位为(m/s2)/mm。 9．速度影像的相似原理只能应用于构件，而不能应用于整个机构。 10．在摆动导杆机构中，当导杆和滑块的相对运动为平动，牵连运动为转动时（以上两空格填转动或平动），两构件的重合点之间将有哥氏加速度。哥氏加速度的大小为2×相对速度×牵连角速度；方向为相对速度沿牵连角速度的方向转过90°之后的方向。 P直接标注在图上)。 二、试求出图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号 ij

12 三、 在图a 所示的四杆机构中，l AB =60mm,l CD =90mm ，l AD =l BC =120mm ，ω2=10rad/s ，试用瞬心法求： 1）当φ＝165°时，点C 的速度v C ； 2）当φ＝165°时，构件3的BC 线上速度 a ) 24） 14（P 13） P 24 P 23→∞

平面机构的运动分析习题和答案

2 平面机构的运动分析 1.图 示 平 面 六 杆 机 构 的 速 度 多 边 形 中 矢 量 ed → 代 表 ， 杆4 角 速 度 ω4的 方 向 为 时 针 方 向。 2.当 两 个 构 件 组 成 移 动 副 时 ，其 瞬 心 位 于 处 。当 两 构 件 组 成 纯 滚 动 的 高 副 时， 其 瞬 心 就 在 。当 求 机 构 的 不 互 相 直 接 联 接 各 构 件 间 的 瞬 心 时， 可 应 用 来 求。 3.3 个 彼 此 作 平 面 平 行 运 动 的 构 件 间 共 有 个 速 度 瞬 心， 这 几 个 瞬 心 必 定 位 于 上。 含 有6 个 构 件 的 平 面 机 构， 其 速 度 瞬 心 共 有 个， 其 中 有 个 是 绝 对 瞬 心， 有 个 是 相 对 瞬 心。 4.相 对 瞬 心 与 绝 对 瞬 心 的 相 同 点 是 ，不 同 点 是 。 5.速 度 比 例 尺 的 定 义 是 ， 在 比 例 尺 单 位 相 同 的 条 件 下， 它 的 绝 对 值 愈 大， 绘 制 出 的 速 度 多 边 形 图 形 愈 小。 6.图 示 为 六 杆 机 构 的 机 构 运 动 简 图 及 速 度 多 边 形， 图 中 矢 量 cb → 代 表 ， 杆3 角 速 度ω3 的 方 向 为 时 针 方 向。 7.机 构 瞬 心 的 数 目N 与 机 构 的 构 件 数 k 的 关 系 是 。 8.在 机 构 运 动 分 析 图 解 法 中， 影 像 原 理 只 适 用 于 。

9.当 两 构 件 组 成 转 动 副 时， 其 速 度 瞬 心 在 处； 组 成 移 动 副 时， 其 速 度 瞬 心 在 处； 组 成 兼 有 相 对 滚 动 和 滑 动 的 平 面 高 副 时， 其 速 度 瞬 心 在 上。 10..速 度 瞬 心 是 两 刚 体 上 为 零 的 重 合 点。 11.铰 链 四 杆 机 构 共 有 个 速 度 瞬 心，其 中 个 是 绝 对 瞬 心， 个 是 相 对 瞬 心。 12.速 度 影 像 的 相 似 原 理 只 能 应 用 于 的 各 点， 而 不 能 应 用 于 机 构 的 的 各 点。 13.作 相 对 运 动 的3 个 构 件 的3 个 瞬 心 必 。 14.当 两 构 件 组 成 转 动 副 时， 其 瞬 心 就 是 。 15.在 摆 动 导 杆 机 构 中， 当 导 杆 和 滑 块 的 相 对 运 动 为 动， 牵 连 运 动 为 动 时， 两 构 件 的 重 合 点 之 间 将 有 哥 氏 加 速 度。 哥 氏 加 速 度 的 大 小 为 ； 方 向 与 的 方 向 一 致。 16.相 对 运 动 瞬 心 是 相 对 运 动 两 构 件 上 为 零 的 重 合 点。 17.车 轮 在 地 面 上 纯 滚 动 并 以 常 速 v 前 进， 则 轮缘 上 K 点 的 绝 对 加 速 度 a a v l K K K KP ==n /2 。 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -( ) 18.高 副 两 元 素 之 间 相 对 运 动 有 滚 动 和 滑 动 时， 其 瞬 心 就 在 两 元 素 的 接 触 点。- - - ( ) 19.在 图 示 机 构 中， 已 知ω1 及 机 构 尺 寸， 为 求 解C 2 点 的 加 速 度， 只 要 列 出 一 个 矢 量 方 程 r r r r a a a a C B C B C B 222222=++n t 就 可 以 用 图 解 法 将 a C 2求 出。- - - - - - - - - - - - - - - - - - ( ) 20.在 讨 论 杆2 和 杆3 上 的 瞬 时 重 合 点 的 速 度 和 加 速 度 关 系 时， 可 以 选 择 任 意 点 作 为 瞬 时 重 合 点。- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ( )

机械原理课程设计六杆机构运动分析

机械原理 课程设计说明书 题目六杆机构运动分析 学院工程机械学院 专业机械设计制造及其自动化 班级机制三班 设计者秦湖 指导老师陈世斌 2014年1月15日

目录 一、题目说明??????????????????????????????????????????????????? 2 1、题目要求????????????????????????????????????????????? 3 2、原理图????????????????????????????????????????????? 3 3、原始数据????????????????????????????????????????????? 3 二、结构分析??????????????????????????????????????????????????? 4 三、运动分析????????????????????????????????????????????????? 5 1、D点运动分析?????????????????????????????????? 8 2、构件3运动分析??????????????????????????????????9 3、构件4运动分析??????????????????????????????????9 4、点S4运动分析??????????????????????????????????10 四、结论?????????????????????????????????????????????????????10 五、心得体会?????????????????????????????????????????????????????10 六、参考文献?????????????????????????????????????????????????????11

机械原理课程设计六杆机构运动分析

机械原理课程设计 说明书 题目: 六杆机构运动分析 班级: 2011250403 学号： 201125040337 姓名: 指导教师: 陈世斌 2014年1月15日

目录 一、题目说明 (3) 1.1 分析题目 (3) 1.2 分析内容 (3) 二、机构结构分析 (4) 三、机构运动分析 (5) 3.1 D点的运动分析 (5) 3.2 构件3的运动分析 (6) 3.3 构件4的运动分析: (7) 3.4 点S4的轨迹线图 (8) 四、结论 (9) 五、心得体会 (10) 第2页

一、题目说明 1.1分析题目 对如图2-32所示六杆机构进行运动与动力分析，各构件长度、滑块5的质量G、构件1转速n1、不均匀系数δ的已知数据如表2-32所示。本次分析以方案四设计方案分析. 图2-32 六杆机构 1.2分析内容 （1）对机构进行结构分析； （2）绘制滑块D的运动线图（即位移、速度和加速度线图）； （3）绘制构件3和4的运动线图（即角位移、角速度和角加速度线图）； （4）绘制S4点的运动轨迹。 表1-1 设计数据 第3页

第4页 二、 机构结构分析 如图a 所示，建立直角坐标系。该机构为六杆机构，其中0为机架，活动构件为：1、2、3、4、5。即活动构件数n=5。 A 、B 、C 、D 、E 五处共有7个运动服，并均为低副。其中，转动副有5处，分为：移动铰链类有C 、B 、D 3处，以及固定铰链类有A 、E 2处；移动副有2处，分为连接两活动构件的B 处移动副1个以及连接机架的D 处移动副1个。机构自由度F=3n-2P l =3X5-2X7=1. 拆基本杆组： （1）标出原动件 1，如附图2-1（a ）所示； （2）试拆出Ⅱ级杆组2—3，为RPR 杆组，如附图2-2（b ）所示； （3）拆出Ⅱ级杆组4—5，为RPR 杆组，如附图2-3（c ）所示。 由此可知该机构是由机架0、原动件1和两个Ⅱ级杆组组成，故该机构是Ⅱ级 图2-1（a ） 图2-1（b ）

机械原理课程设计--六杆机构运动与动力分析

目录 第一部分：六杆机构运动与动力分析 一．机构分析分析类题目 3 1分析题目 3 2.分析内容 3 二．分析过程 4 1机构的结构分析 4 2.平面连杆机构运动分析和动态静力分析 5 3机构的运动分析8 4机构的动态静力分析18 三．参考文献21 第二部分：齿轮传动设计 一、设计题目22 二、全部原始数据22 三、设计方法及原理22 1传动的类型及选择22 2变位因数的选择22 四、设计及计算过程24 1.选取两轮齿数24 2传动比要求24 3变位因数选择24

4.计算几何尺寸25 五．齿轮参数列表26 六．计算结果分析说明28 七．参考文献28 第三部分：体会心得29

一.机构分析类题目3（方案三） 1.分析题目 对如图1所示六杆机构进行运动与动力分析。各构件长度、构件3、4绕质心的转动惯量如表1所示，构件1的转动惯量忽略不计。构件1、3、4、5的质量G1、G3、G4、G5，作用在构件5上的阻力P工作、P空程，不均匀系数δ的已知数值如表2所示。构件3、4的质心位置在杆长中点处。 2.分析内容 （1）对机构进行结构分析； （2）绘制滑块F的运动线图（即位移、速度和加速度线图）； （3）绘制构件3角速度和角加速度线图（即角位移、角速度和角加速度线图）； （4）各运动副中的反力； （5）加在原动件1上的平衡力矩； （6）确定安装在轴A上的飞轮转动惯量。 图1 六杆机构

二.分析过程： 通过CAD制图软件制作的六杆机构运动简图： 图2 六杆机构 CAD所做的图是严格按照题所给数据进行绘制的。并机构运动简图中活动构件的序号从1开始标注，机架的构件序号为0。每个运动副处标注一个字母，该字母既表示运动副，也表示运动副所在位置的点，在同一点处有多个运动副，如复合铰链处或某点处既有转动副又有移动副时，仍只用一个字母标注。见附图2所示。 1.机构的结构分析 如附图1所示，建立直角坐标系。机构中活动构件为1、2、3、4、5，即活动构件数n=5。A、B、C、D、F处运动副为低副（5个转动副，2个移动副），共7个，即P l=7。则机构的自由度为：F=3n-2P l=3Χ5-2Χ7=1。 ，转速为n1，如附图3-a所示；（2）拆基本杆组：（1）标出原动件1，其转角为φ 1, 试拆出Ⅱ级杆组2—3，为RPR杆组，如附图3-b所示；（3）拆出Ⅱ级杆组4—5，为RRP 杆组，如附图3-c所示。由此可知，该机构是由机架0、原动件1和2个Ⅱ级杆组组成，故该机构是Ⅱ级机构。

实验一机构运动简图的测绘及分析

实验一机构运动简图的测绘及分析 一、实验目的： 1、掌握机构运动简图测绘的基本方法； 2、巩固机构自由度的计算。并验证机构具有确定运动的条件； 3、通过对机构进行结构分析，了解结构的组成原理 二、设备和工具 机器和机构模型量具铅笔橡皮和草稿纸 三、实验原理 机构运动与机构中的构件的数目、构件组成运动副的形式以及各运动副的相对位置有关，而与构件的复杂外形和运动副的具体结构无关，因此，在工程上对 机构进行结构分析、运动分析和力分析时可以用机构运动简图来进行。 机构运动简图既简单又能正确地反映一部机器的运动特征，因此，正确地测量和绘制机构运动简图是机械设计的重要组成部分、 四、实验方法与步骤 1、观察机构的运动，弄清构件的数目 缓慢移动被测的及其或机构模型，从原动件开始，根据运动传递路线，仔细观察相连接的两构件是否有相对运动，特别要注意那些运动很微小的构件，从而弄清楚组成机构的构件数目。 2、判别运动副类型 一般，从原动件开始，遵循运动传递的顺序，仔细观察各相邻构件之间的相对运动性质。由此确定机构中运动副的类型、数目 3、合理选择视图 一般选择与机构的多数构件运动平面平行的平面作为投影面。必要时也可以

就机构的不同部分选择两个或者两个以上的投影面，然后展开到一张图面上。或者把主运动简图上难于表示清楚的部分，另绘一张局部简图。 对于齿轮机构则可选择与运动平面相垂直的平面作为投影面。总之，以简单清楚的把机构的运动情况表示出来为原则。 4、画出机构运动简图的草图，计算机构的自由度。 将原动件转到某一位置（即可看清多数活动构件和运动副的位置）。在草稿纸上按照规定的符号，目测尺寸使实物与图形大致成比例，徒手画出机构运动简图的草图，然后计算机构的自由度，并将草图与实物对照，观察是否和实物相符合。 5、画正式的机构运动简图。 确定尺寸比例尺，认真测量机构各运动副之间的相对位置参数，在实验报告纸上用三角板和圆规，将上述草图按照选定的比例尺卩1（构件的真实长度与图示长度的比值，单位为m/mn或mm/mn画出正式的机构运动简图。 注：对于某些不便直接测定的机构尺寸，可首先分析其机构的性质，采用间接测量的办法。

平面机构及其运动简图

第一章 平面机构及其运动简图 案例导入：通过硬纸片是否钉在桌面上及常见的推拉门、活页等例子，引入自由度、铰链、铰接、约束条件和运动副、运动链、机构等概念，介绍运动副的分类；以牛头刨床为例子导入运动简图，介绍用简单的符号和图形表示机器的组成和传动原理。 第一节 平面运动副 一、平面运动构件的自由度 平面机构是指组成机构的各个构件均平行于同一固定平面运动。组成平面机构的构 件称为平面运动构件。 两个构件用不同的方式联接起来，显然会得到不同形式的相对运动，如转动或移动。为便于进一步分析两构件之间的相对运动关系，引入自由度和约束的概念。如图1-1所示，假设有一个构件2，当它尚未与其它构件联接 之前，我们称之为自由构件，它可以产生3个独立 运动，即沿x 方向的移动、沿y 方向的移动以及绕 任意点A 的转动，构件的这种独立运动称为自由度。 可见，作平面运动的构件有3个自由度。如果我们 将硬纸片（构件2）用钉子钉在桌面（构件1）上， 硬纸片就无法作独立的沿x 或y 方向的运动，只能 绕钉子转动。这种两构件只能作相对转动的联接称 为铰接。对构件某一个独立运动的限制称为约束条件，每加一个约束条件构件就失去一个自由度。 二、运动副的概念 机构是具有确定相对运动的若干构件组成的，组成机构的构件必然相互约束，相邻 两构件之间必定以一定的方式联接起来并实现确定的相对运动。这种两个构件之间的可动联接称为运动副。例如两个构件铰接成运动副后，两构件就只能绕轴在同一平面内作相对转动，称为转动副，见图1-2a)、b)所示。又如图1-2d)所示，一根四棱柱体1穿入另一构件2大小合适的方孔内，两构件就只能沿轴线X 作相对移动，称之为移动副；图1-2c)所示为车床刀架与导轨构成的移动副。我们日常所见的门窗活叶、折叠椅等均为转动副，推拉门、导轨式抽屉等为移动副。 图1-1 自由构件 图1-2 平面低副

平面六连杆机构的运动分析Matlab代码1

平面六连杆机构的运动分析Matlab代码 clc,clear %参数赋值 l1=40; l2=55; l3=55; l4=22; M=-1;%装配模式 omiga1=10; theta1=0:1:360; theta1=theta1*pi/180; A=2*l1*l2*sin(theta1); B=2*l2*(l1*cos(theta1)-l4); C=l1^2+l2^2+l4^2-l3^2-2*l1*l4*cos(theta1); E=2*l1*l3*sin(theta1); F=2*l3*(l1*cos(theta1)-l4); G=l2^2-l1^2-l3^2-l4^2+2*l1*l4*cos(theta1); theta3=2*atan((E+M*sqrt(E.^2+F.^2-G.^2))./(F-G)); theta2=2*atan((A+M*sqrt(A.^2+B.^2-C.^2))./(B-C)); omiga2=omiga1*1*sin(theta1-theta3)./(l2*sin(theta3-theta2)); omiga3=omiga1*1*sin(theta1-theta2)./(l3*sin(theta3-theta2)); alph3=(omiga1^2*l1*cos(theta1-theta2)+omiga2.^2*l2-omiga3.^2*l3.*... cos(theta3-theta2))./(l3*sin(theta3-theta2)); alph2=(-omiga1^2*l1*cos(theta1-theta3)+omiga3.^2*l3-omiga3.^2*l2.*... cos(theta2-theta3))./(l2*sin(theta2-theta3)); %绘图 theta1=theta1*180/pi; theta3=theta3*180/pi subplot(3,1,1) plot(theta1,theta3),grid on xlabel('曲柄转角（^。）');ylabel('CD角位移（rad）'); subplot(3,1,2) plot(theta1,omiga3),grid on xlabel('曲柄转角（^。）');ylabel('CD角速度（rad/s）'); subplot(3,1,3)

机构运动简图的测绘和分析试验报告

实验一机构运动简图的测绘和分析 一.实验目的 1.学会根据各种机械实物或模型，绘制机构运动简图； 2.分析和验证机构自由度，进一步理解机构自由度的概念，掌握机构自由度的计算方法； 3.加深对机构结构分析的了解。 二.设备和工具 1.各类典型机械的实物（如：缝纫机等） 2.各类典型机械的模型（如：内燃机模型、牛头刨床等）； 3.钢皮尺，内外卡钳，量角器（根据需要选用）； 4.三角板，铅笔，橡皮，稿纸（自备）。 三.原理和方法 1.原理 由于机构和运动仅与机构中所有的构件的数目的构件所组成的运动副的数目、类型、相对位置有关，因此，在绘制机构运动简图时，可以撇开构件的形状和运动副的具体构造，而用一些简略的符号（如教科书和机械设计手册中有关“常用构件的运动副简图符号”的规定）来代替构件和运动副，并按一定的比例尺表示运动副的相对位置，以此表明机构的运动特征。表1－1为常用符号示例。 2.方法 （1）确定组成机构的构件数目 测绘时使被测绘机械缓慢运动，仔细观测机构的运动，区分各个运动单元，从而确 定组成机构的构件数目，找出原动件。 （2）测绘运动副的种类、数目 根据相联接两构件的接触情况及相对运动的特点，确定各个运动副的种类。（3）合理选择投影面，坐标和原动件位置 选与机构的各个构件上的点运动平面皆平行的平面，或选能反映机构运动特征的其 他平面做投影面。 转动（或移动）原动件，找出每个构件都能表达清楚的原动件位置。 （4）绘机构运动简图的示意图 徒手按规定的符号，凭目测，使图与实物大致成比例（转动副位置、移动副导路方

位，高副接触点及曲率），从原动件开始，依构件的连接次序，逐渐画出机构运动 简图的示意图。用数字1、2、3……区分构件，用字母A、B、C……区分运动副。（5）绘正式机构运动简图 仔细测量与机构运动有关的尺寸，即转动副间的中心距和移动导路的方向等，按适 当的比例尺画出正式机构运动简图。 四．步骤和要求 1.对指定绘制的几种机器或机构运动简图，其中至少有一种需按确定的比例尺绘制，其余的可凭目测，使图与实物大致成比例，这种不按比例尺绘制的简图通常称为机构示意图。

六杆机构运动分析(讲解)

Private Sub Form_Click() Dim b(6), c(6), d(3), t As String pai = Atn(1#) * 4 / 180 DrawWidth = 1 ' 设置DrawWidth。 ScaleMode = 7 ' 设置ScaleMode 为像素。 Scale (-10, 15)-(370, -15) Line (0, 0)-(370, 0) Line (0, -15)-(0, 15) For fi = 0 To 360 Step 0.5 Fi1 = fi * pai Call 单杆运动分析子程序(0, 0, 0, 0, 0, 0, 0.12, 0, Fi1, 18.01179788, 0, _ xm, ym, vmx, vmy, amx, amy) Call RPR运动分析子程序(1, 0, -0.38, 0, 0, 0, 0, xm, ym, vmx, vmy, amx, amy, _ 0, 0.6, xD, yD, vDx, vDy, aDx, aDy, fi3, omega3, epsilon3, sr, vsr, asr) Call RRP运动分析子程序(1, xD, yD, vDx, vDy, aDx, aDy, 0, 0, 0, 0, 0, 0, _ 0.6, 0, 0, 0, xE, yE, vEx, vEy, aEx, aey, fi4, omega4, epsilon4, sr, vsr, asr) PSet (fi, xE * 10) PSet (fi, vEx) PSet (fi, aEx / 10)

Next fi 'Text1.Text = t End Sub Sub 单杆运动分析子程序(xA, yA, vAx, vAy, aAx, aAy, S, theta, fi, omega, epsilon, _ xm, ym, vmx, vmy, amx, amy) xm = xA + S * Cos(fi + theta) ym = yA + S * Sin(fi + theta) vmx = vAx - S * omega * Sin(fi + theta) vmy = vAy + S * omega * Cos(fi + theta) amx = aAx - S * epsilon * Sin(fi + theta) - S * omega ^ 2 * Cos(fi + theta) amy = aAy + S * epsilon * Cos(fi + theta) - S * omega ^ 2 * Sin(fi + theta) End Sub Sub RRR运动分析子程序(m, xB, yB, vBx, vBy, aBx, aBy, xD, yD, vDx, vDy, aDx, aDy, _ L2, L3, xC, yC, vCx, vCy, aCx, aCy, fi2, fi3, omega2, omega3, epsilon2, epsilon3) 'm为装配模式 'xB,vBx,aBx,yB,vBy,aBy,xD,vDx,aDx,yD,vDy,aDy为B点和D点的x