便携背包式婴儿车的优化设计论文【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985便携背包式婴儿车设计学院机械工程学院专业机械工程及自动化姓名班级指导老师完成日期教务处二一七年十月买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985摘要婴儿车是指给婴幼儿使用的车。现在的婴儿车款式多种多样，功能和价格也是相差也很大，选择时要注意安全和实用相结合的原则。婴儿车在使用中也存在一些安全隐患，父母应给予重视，及时排除隐患。检查婴儿车油漆安全性，最直接办法是闻闻是否有味道。但这不是证明油漆安全性唯一标准。婴儿车油漆是否符合安全标准，关键要看是否含有重金属和甲醛等有害成分。婴儿车可分为实木婴儿车（有漆无漆两种）、竹婴儿车、藤制婴儿车、多种材料混合婴儿车实木婴儿车目前国内有两种松木做原料，新西兰松和樟子松，新西兰松木材较软易刨光，而樟子松较硬，光洁度要差一些。新型的是以竹制的婴儿车，其优点就是竹材比木材更坚硬密实，抗压抗弯强度更高；纹清晰、板面美观、色泽自然、竹香怡人，质感高雅气派；竹材不积尘、不结露、易清洁，避免了螨类细菌的繁殖，免去虫蛀之扰；能自动调节环境湿度并抗湿，导热系数低，具冬暖夏凉的特性；竹材具有吸收紫外线的功能，使人在室内起居时眼睛有舒适感，可预防近视等眼疾的发生和发展；吸音隔声、除低音、压残响，有效摈除杂声，还你宁静心境。其缺点就是竹的凉性较重，所以竹做的婴儿车车板最好还是用木条或木板的，其他部分用竹的较好。藤制婴儿车目前国内生产的很少，这种成本很高，特别是野生藤。本文设计一种自动摇摆的婴儿摇车，重点研究传动系统，摆动机构等。关键词婴儿，摇车，传动，摆动，曲柄买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985ABSTRACTTHECRIBREFERSTOUSEINFANTBEDNOWTHEBABYBEDANDAVARIETYOFSTYLES,ANDTHEPRICEISVERYBIGALSO,SHOULDCHOOSECAUTIONANDPRACTICALCOMBINATIONPRINCIPLETHEBABYBED,THEREARESOMESECURITYRISKSINUSE,PARENTSSHOULDBEGIVENATTENTION,PROMPTLYELIMINATEHIDDENDANGERSCHECKTHEINFANTBEDPAINTSAFETY,THEMOSTDIRECTWAYISTOSMELLANYFLAVORBUTTHISISNOTTHEONLYSTANDARDTOPROVETHESAFETYOFPAINTTHECRIBPAINTMEETSTHESAFETYSTANDARDS,THEKEYDEPENDSONWHETHERTOCONTAINHARMFULINGREDIENTSSUCHASFORMALDEHYDEANDHEAVYMETALSBABYBEDCANBEDIVIDEDINTOWOODBABYBEDPAINTPAINT,BAMBOOBABYBED,RATTANBABYBED,MANYKINDSOFMATERIALMIXEDBABYBEDWITHCHARACTERISTICSOFLOWINTERFERENCE,HIGHERTHANTHENOVELISABAMBOOCOT,ITSADVANTAGEISBAMBOOWOODISMOREHARDANDCLOSEGRAINED,COMPRESSIVEFLEXURALSTRENGTHTEXTUREISCLEAR,SURFACEAPPEARANCE,NATURALCOLOR,BAMBOOINCENSEPLEASANTTEXTURE,ELEGANTSTYLEBAMBOODOESNOTACCUMULATETHEDUST,NOTDEW,EASYTOCLEAN,AVOIDTHEMITESBACTERIABREEDING,REPLACINGAMOTHCANAUTOMATICALLYADJUSTTHEENVIRONMENTHUMIDITYANDMOISTURERESISTANCE,HEATCONDUCTIONCOEFFICIENT,WINTRYWARMSUMMERISCOOLBAMBOOULTRAVIOLETABSORPTIONFUNCTION,SOTHATPEOPLEINTHELIVINGROOMWHENTHEEYESHAVEACOMFORTABLEFEELING,CANPREVENTMYOPIAANDOTHEREYEDISEASESOCCURRENCEANDDEVELOPMENTSOUNDABSORPTIONANDSOUNDINSULATION,INADDITIONTOTHEBASS,RESIDUALPRESSURERING,EFFECTIVELYDISCARDSTHENOISES,YOUPEACEOFMINDTHEDISADVANTAGEISTHATBAMBOOCOLDHEAVY,SODOBAMBOOBABYBEDISBESTTOUSEWOODORWOOD,OTHERPARTSWITHBAMBOOISBETTERKEYWORDSBABY,CRADLE,DRIVE,SWING,CRANK买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985目录第一章本课题研究的内容411婴儿车简介412本课题研究方法513平面连杆机构组成原理614平面连杆机构特点715本文研究内容和意义8151本文研究内容8152本文研究意义9第二章平面连杆机构运动分析和设计1021平面连杆机构类型10211机构概述及类型10212机构演化1222平面四杆机构运动分析16221转动副与周转副关系16222铰链四杆机构急回运动和行程速度变化系数16223压力角和传动角18224死点2023平面四杆机构数学模型21第三章传动元件的选择2831按静功率初选电动机2832起升机构电动机过载能力校验2833选择减速器29331减速器的传动比29332减速器的功率2934静力矩计算30341起升时作用在电动机轴上的静力矩30342下降时作用在电动机轴上的静力矩30结论30致谢31参考文献32买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第一章本课题研究的内容11婴儿车简介婴儿车是指给婴幼儿使用的车。现在的婴儿车款式多种多样，功能和价格也是相差也很大，选择时要注意安全和实用相结合的原则。婴儿车在使用中也存在一些安全隐患，父母应给予重视，及时排除隐患。检查婴儿车油漆安全性，最直接办法是闻闻是否有味道。但这不是证明油漆安全性唯一标准。婴儿车油漆是否符合安全标准，关键要看是否含有重金属和甲醛等有害成分。婴儿车可分为实木婴儿车（有漆无漆两种）、竹婴儿车、藤制婴儿车、多种材料混合婴儿车实木婴儿车目前国内有两种松木做原料，新西兰松和樟子松，新西兰松木材较软易刨光，而樟子松较硬，光洁度要差一些。新型的是以竹制的婴儿车，其优点就是竹材比木材更坚硬密实，抗压抗弯强度更高；纹清晰、板面美观、色泽自然、竹香怡人，质感高雅气派；竹材不积尘、不结露、易清洁，避免了螨类细菌的繁殖，免去虫蛀之扰；能自动调节环境湿度并抗湿，导热系数低，具冬暖夏凉的特性；竹材具有吸收紫外线的功能，使人在室内起居时眼睛有舒适感，可预防近视等眼疾的发生和发展；吸音隔声、除低音、压残响，有效摈除杂声，还你宁静心境。其缺点就是竹的凉性较重，所以竹做的婴儿车车板最好还是用木条或木板的，其他部分用竹的较好。藤制婴儿车目前国内生产的很少，这种成本很高，特别是野生藤。本文设计一种自动摇摆的婴儿摇车，重点研究传动系统，摆动机构等。12本课题研究方法18世纪60年代的第一次工业革命促进了机械工程学科的迅速发展，机构学在买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985原来的机械力学的基础上逐渐发展成为一门独立的学科。早在13世纪，连杆机构就已经得到了应用，最简单的连杆机构则是四杆机构，同时它也是出现最早的一种连杆机构。对连杆机构的研究起始于18世纪，著名发明家瓦特在他所发明的蒸汽机中曾应用四杆机构连杆点的近似直线运动引导机构中的另一个杆运动。瓦特在蒸汽机中应用连杆点的运动直到多年以后，人们才开始认识到连杆运动的作用。但由于当时缺少连杆运动特性方面的理论基础，因此限制了其应用的发展。一直到19世纪80年代以后，才相继出现了一些有关连杆方面的文献。近百年来，世界各国学者对连杆机构进行了大量的分析研究，其论文、专著和评述很多。对连杆机构的不断深入分析研究，主要就在于连杆机构无论是在过去还是在现在，都对机械工业乃至整个生产业的发展有着重要的意义和作用。19世纪以来，以几何图解法为主的德国机构学学派曾对连杆机构的研究做出了巨大的贡献，其研究成果长期处于世界领先地位。在第二次世界大战以后，借助于计算机技术的不断发展，使得连杆机构在生产实际中的应用又有了新的突破，开辟了许多新的分支。在平面连杆机构中最基本的形式则为四杆机构，对于四杆机构的分析已经进行了不少研究工作，但是不论在运动学还是在动力学方面，四杆机构仍有进一步研究的必要。至于五杆以上的多杆机构，特别是多杆多自由度的机构，目前的工作还很不完善。四杆机构虽然结构形式简单，而且应用十分广泛，但其所能实现的功能也比较简单。随着机械自动化的不断发展，人们对机构所需要满足的运动特性及动力特性有了更高的要求，同时在国际上也十分注重这方面的工作。连杆机构是工程实际中应用最广泛的机构，是组成各种机械系统的基础，因此连杆机构的研究一直是机构学领域中的研究重点。13平面连杆机构组成原理任何机构都包含原动件、机架和从动件三个部分。机构具有确定运动的条件是原动件的数目等于机构的自由度数目。因此，如果把机构的机架以及与机架相连的原动件与从动件系统分开，那么剩下的从动件系统的自由度应该为零。有时候这种从动件的系统还可以分成若干个更简单的、自由度为零的的构件组。这种最简单的、不可以再拆分的、买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985自由度为零的构件组称为基本杆组。任何机构都可以看作是有若干个基本杆组依次联接于原动件和机架上所组成的系统，这就是机构的组成原理。当有两个活动构件（机架不是活动构件），三个低副时，就构成了最简单的平面基本杆组，称之为级杆组。由四个活动构件和六个低副组成的杆组，称之为级杆组。而在基本杆组中又以级和级基本杆组最为常见。根据级杆组和级杆组中低副的不同形式和它们所在的不同位置又可以分成成不同的类型，如图11应用最多的有A型、B型、C型、D型四种类型。ABCD图11常见的级杆组AA型BB型CC型DD型买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985平面连杆机构的级别是根据其中最高级的基本杆组的级别来确定的。当组成机构的各基本杆组的最高级别是N级时，则称该机构为N级机构。在我们的日常生活中，用的最多的仍然是由级杆组组成的平面连杆机构。14平面连杆机构特点平面连杆机构运动形式多样，可实现转动、摆动、移动和平面或空间复杂运动，从而可用于实现已知运动规律和已知轨迹。此外，连杆机构中的运动副一般均为低副，其运动副元素为面接触，压力较小，承载能力较大，润滑好，磨损小，加工制造容易。连杆机构中的低副一般是几何封闭，对保证工作的可靠性有利。在连杆机构中，在原动件的运动规律不变的条件下，可用改变各构件的相对长度来使从动件得到不同的运动规律。并且在连杆机构中，连杆上各点的轨迹是各种不同形状的曲线（称为连杆曲线），其形状随着各构件的相对长度的改变而改变，故连杆曲线的形式多样，可以用来满足一些特定工作的需要。利用连杆机构还可以很方便的达到改变运动的传递方向、扩大行程、实现增力和远距离传动等目的。近年来，随着连杆机构设计方法的不断发展，电子计算机的普及应用以及有关设计软件的开发，连杆机构的设计速度和设计精度有了很大的提高，而且在满足运动学要求的同时，还可以考虑到动力学特性。尤其是微电子技术及自动控制技术的引入，以及多自由度连杆机构的采用，使连杆机构的结构和设计大为简化，使用范围更为广泛。15本文研究内容和意义151本文研究内容在各种各样的机构中，连杆机构的特点表现为具有多种多样的结构和特性。仅就平面连杆机构而言，即使其构件数目在很少的情况下，大量的各种可能的机构形式在今天仍难以估计。而以平面四杆机构为代表的平面连杆机构在机械工程的中的应用非常广泛。随着机械工业的发展，机构的载荷与速度不断提高，对连杆机构的结构、运动和动力性能的要求越来越高。同买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985时，人们对连杆机构的性能及其设计方法的研究也日渐深入。平面连杆机构在机械结构中的应用是必不可少的。传统的分析设计采用复杂的计算和作图。本文在基于基本杆组理论的基础上，说明了平面连杆机构的构成，分析了设计流程，确定了程序结构，建立了数学模型，应用VB60开发了平面四杆机构辅助设计和仿真系统，实现了连杆机构的运动轨迹、位移、速度和加速度分析。本课题具有设计和教学双重价值，面向机构设计者及学生。具有实用性，交互性，总体上要求先进、易用、实用。具有良好的用户界面和适时交互能力，操作方便，对用户的专业要求较低。具有扩展性、开放性、高度的容错性和可靠性。系统完全使用模块化的设计方法和技术，充分利用了当今的编程技术，使软件具有流行的风格，便于使用。152本文研究意义平面连杆机构的运动分析虽然经历了近半个世纪的发展，其理论水平已接近完善。但遗憾的是虽然目前已经有不少相关的分析仿真软件，但在人机交互、可视化程度、智能化等方面还做得不够理想。本课题的目的是开发一个自动化程度高、可视化程度好、人机交互能力强、通用性强、并能让一般工程技术人员方便使用的机构运动分析和运动仿真的可视化软件。本人制作的平面四杆机构运动分析软件，形象直观，使用者只需要输入各杆的长度或摆角和行程速比系数，即可计算出平面四杆机构的速度、加速度、位移、最小传动角等一系列运动参数，同时还可实现平面四杆机构的仿真，以及绘制出位移、速度、加速度曲线。软件的设计智能化，对使用者的专业技术要求较低。通过对机构的运动分析可以了解机构的运动特性，便于更合理有效的使用各种机械。在设计机构时，又可以通过机构的运动分析来检验机构的运动特性是否满足要求。把计算机动态仿真技术运用到机构的原理分析中，通过动态仿真显示，可以使我们对机构的原理有比较直观和深入的认识。在机构的运动分析中采用动态仿真技术具有很多的优点1优化性，对于比较复杂的机构，通过计算机动态仿真可以预测机构的性能和参数，并使得所设计的机构性能达到最优。2经济性，对于大型和复杂的机构来说，直接实验的成本会很高，而计算机仿买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985真技术的成本比较低，它和真实的原型试验的不同之处是，它是虚拟现实技术，不会破坏原型，需要的只是软件的开发和应用费用，而且，只要软件投入到使用中，它就能够进行多个方案的计算，并且具有极高的重复使用率，能够及时修改设计中的偏差，总体成本比较低。3安全性，对于某些有潜在性危险的机构，采用计算机动态仿真技术没有任何危险。4可视性，通过先期的模拟、显示、验证，可以使得机构的设计更加直观。第二章平面连杆机构运动分析和设计21平面连杆机构类型211机构概述及类型平面连杆机构是将各构件用移动副或转动副联接而成的平面机构。最简单的平面连杆机构由四个构件组成，简称为平面四杆机构。平面四杆机构的用途十分广泛，并且是组成多杆机构的基础。运动副均为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构，如图21所示，它是平面四杆机构的基本形式，其他四杆机构都可以看成是在它的基础上演化而来的。机构的固定件4称为机架，直接与机架联接的杆1和杆3称为连架杆，不直接与机架连接的杆2称为连杆能够做整周回转运动的构件被称作曲柄，只能在某一角度范围内往复摆动的构件称为摇杆。如果以转动副连接的两个构件可以做整周相对转动，则称之为整转副，反之称之为摆转副。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985图21铰链四杆机构对于铰链四杆机构来说，机架和连杆总是存在的，因此可以按照连架杆是曲柄还是摇杆，将铰链四杆机构分为三种基本形式曲柄摇杆机构，双曲柄机构和双摇杆机构。1曲柄摇杆机构铰链四杆机构的两个连架杆中，若一个为曲柄，另一个为摇杆，则称其为曲柄摇杆机构。如图22所示，在曲柄摇杆机构中，若以曲柄为原动件，可将曲柄的连续运动转变为摇杆的往复运动；若以摇杆为原动件时，可将摇杆的摆动转变为曲柄的整周转动，前者应用甚广。2双曲柄机构在铰链四杆机构中，若两个连架杆均为曲柄，此连杆机构称为双曲柄机构。在此机构中，当主动曲柄作匀速转动时，从动曲柄则作变速运动。在某些冲车机构中，就利用了双曲柄摇杆的这种特性，可使冲头在冲压行程时慢速前进，在空回行程快速返回，以利于冲压工作的进行。在双曲柄机构中，若相对两杆平行且长度相等，则称其为平行四边形机构。它有两个显著特点一是两曲柄以相同速度同向转动；二是连杆作平动。若两相对杆的长度分别相等，但不平行，则称其为反平行四边形机构。当以其长边为机架时，两曲柄沿相反的方向转动；当以其短边为机架时，其性能和一般双曲柄机构相似。平行四边形机构的两个特性在机械工程上的应用很多。例如，机车车轮的联动机构就利用了其第一个特性；可调臂长台灯和播种机料斗机构就利用了其第二个特性；而车门开闭机构和四轮拖车转向机构则利用了反平行四边形机构两曲柄反向转动的特性。3双摇杆机构若铰链四杆机构的两个连架杆都是摇杆，则称其为双摇杆机构。在双摇杆机构中，若两摇杆长度相等并且最短，则构成等腰梯形机构。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985图22曲柄摇杆机构212机构演化在实际机械中，平面连杆机构的形式是多种多样的，但绝大多数都是在铰链四杆机构的基础上发展和演化而成的。机构的演化，不仅是为了满足运动方面的要求，还是为了改善受力状况以及满足结构设计上的需要。各种演化机构的外形虽然各不相同，但它们的性质以及分析和设计方法却常常是类似的甚至是相同的，这就为连杆机构的研究提供了方便。具体有以下几种演化方法改变构件的形状和运动尺寸如图所示的曲柄摇杆机构运动时，铰链C将沿圆弧作往复运动。将摇杆3做成滑块形式，使其沿圆弧导轨作往复运动，显然其运动性质不会发生变化，但此时铰链四杆机构已经演化成为具有曲线导轨的曲柄滑块机构。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985图23曲柄摇杆机构图24曲柄滑块机构又若将图24中摇杆3的长度增至无穷大，则曲线导轨将变成直线导轨，于是机构就演化成为曲柄滑块机构，曲柄滑块机构在冲车、内燃机、空压机等中得到了广泛的应用。2改变运动副的尺寸在曲柄滑块机构中，当曲柄AB的尺寸较小时，由于机构的需要，常将曲柄改为如图25所示的偏心盘，其回转中心至几何中心的偏心距等于曲柄的长度，这种机构称为偏心轮机构，其运动特性与曲柄滑块机构完全相同。偏心轮机构可认为是将曲柄滑块机构中的转动副B的半径扩大，使之超过曲柄长度演化而成。偏心轮机构在锻压设备和柱塞泵等中应用较广。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985图25偏心轮机构3选用不同的构件为机架图26A所示的曲柄滑块机构中，若改选构件AB为机架，如图26B所示，此时构件4绕轴A转动，而构件3则沿构件4相对移动，构件4称为导杆，此机构称为导杆机构。在导杆机构中，如果导杆能够作整周转动，则称为回转导杆机构。如果导杆仅能摆动，则称为摆动导杆机构。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985AB图26曲柄滑块机构的演化A曲柄滑块机构B导杆机构若在上图A中改选构件BC为机架时，则演化成为曲柄滑块机构。其中，构件3仅能绕C点摆动。若在上图A中改选滑块3为机架，则演化成为直动滑杆机构。选运动链中不同构件作为机架以获得不同机构的演化方法称为机构的倒置。铰买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985链四杆机构，双滑块四杆机构同样可以经过机构的倒置获得不同形式的四杆机构。4运动副元素的逆换对于移动副来说，将移动副两元素的包容关系进行逆换，并不影响两构件之间的相对运动，但却能演化成不同的机构。由上述可见，四杆机构的形式虽然多种多样，但根据演化的概念可为归类研究这些四杆机构提供方便；反之，也可根据演化的概念设计出结构形式各异的四杆机构。22平面四杆机构运动分析221转动副与周转副关系连杆机构中某个转动副是否为周转副取决于各构件之间的相对长度关系。考虑到机构中任意两构件之间的相对运动关系与其中哪个构件为机架无关，故可针对连杆运动链分析转动副为周转副的充分必要条件。在铰链四杆运动链中，设各构件长度分别为A、B、C、D，转动副分别为A、B、C、D。各构件之间能相对运动的几何条件为任一构件的长度必须小于其他三个构件长度之和。若最短构件与最长构件长度之和小于或等于其他两构件长度之和，则此长度关系称为杆长之和条件。由此可知，转动副为周转副的条件是最短杆长度最长杆长度其余两杆长度之和。组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆。222铰链四杆机构急回运动和行程速度变化系数如图27所示的曲柄摇杆机构，当曲柄AB为主动件时，在其运动一周中，有两次与连杆共线。这时摇杆CD处于最左和最右的位置C1D和C2D，也就是摇杆的两个极限位置。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985图27曲柄摇杆机构曲柄与连杆两次共线位置之间的夹角称为极位夹角，用字母表示。而摇杆在两个极限位置的夹角称之为摆角，用字母表示。当曲柄由AB1顺时针转动到AB2时，转过的角度是1180；所需时间为T1；此时摇杆由C1D摆动到C2D,摆角为，摇杆的平均速度V1C1C2/T1。当曲柄由AB2顺时针转到AB1时，转过的角度为2180；所需时间为T2；此时摇杆由C2D摆动到C1D,摆角为，摇杆的平均速度V2C1C2/T2。由于12，并且曲柄匀速旋转，所以买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985T1T2式111801211801（21）又因为摇杆的摆角是不会改变的，且T1T2所以V1C1C2/T11，机构就具有急回特性。而且越大，K值越大，机构的急回性质越明显。因此，可以通过分析机构中是否存在及其大小，来判断机构是否具有急回运动，以及急回的程度。223压力角和传动角在图28所示的曲柄摇杆机构中，若不考虑构件的重力、惯性力以及转动副中的摩擦力等其它的影响，则当曲柄1为原动件时，通过连杆2作用于从动件3上的力F将沿BC方向，此力的方向与力作用点C的速度VC方向之间的夹角用表示。将F分解为沿VC方向的切向力FT和垂直于VC的法向力FN，其中FTFCOS为驱使从动件运动并作功的有效分力，而FNFSIN不作功，仅增加转动副D中的径向压力。因此在F大小一定情况下，分力FT愈大也即愈小对机构工作愈有利，故称为压力角，它可反映力的有效利用程度。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985图28曲柄摇杆机构压力角的余角称为传动角，愈大对机构工作愈有利。由于传动角有时可以从平面连杆机构的运动简图上直接观察其大小，故平面连杆机构设计中常采用来衡量机构的传动质量。当机构运转时，其传动角的大小是变化的，为了保证机构传动良好，设计时通常应使MIN40；对于高速和大功率的传动机械，应使MIN50。为此，需确定MIN时的机构位置，并检验MIN的值是否不小于上述许用值。对于曲柄摇杆机构来说，MIN出现在主动曲柄与机架共线的两位置之一处。这时有1B1C1DARCCOS式B2C2DA22BC（23）2B2C2DARCCOS或2180ARCCOSB2C2DA22BC买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985式（24）B2C2DA22BC1和2中的小者即为MIN。由以上各式可知，传动角的大小与机构中各杆的长度有关，故可按照给定的许用传动角来设计四杆机构。在设计受力较大的四杆机构时，应使机构的最小传动角具有最大值，但最小传动角与四杆机构的其它性能参数，如摇杆的摆角和行程速度变化系数等，是彼此制约的。所以在设计时，必须了解该种机构的内在性能关系，统筹兼顾各种性能指标，才能获得良好的设计。224死点从FTFCOS可知，当压力角90时，对从动件的作用力或力矩为零，此时连杆不能驱动从动件工作。机构处在这种位置成为死点，又称止点。如图29所示，在曲柄摇杆机构中，设以摇杆CD为主动件，则当连杆BC与从动曲柄AB共线时，机构的传动角0，这时主动件CD通过连杆作用于从动件AB上的力恰好通过其回转中心，所以出现了不能使构件AB转动的顶死现象，同样，机构的这种位置也称为死点。为了使机构能够顺利的通过死点从而正常运转，就必须得采取一定的措施。比如可以采用两组以上的相同机构组合使用，而使各组机构的死点相互错开排列的方法。也可采用安装飞轮加大惯性的方法，借惯性作用闯过死点等。而在另一方面，工程实践中也常常利用了机构的死点来实现特定的工作要求。比如飞机的起落架机构，在机轮放下时，两杆成一条直线，此时机轮上虽然受到很大的力，但由于机构处于死点位置，从而使起落架不会反转，可使飞机的起落和停放更加安全可靠。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985通过比较可以发现，机构的极位和死点实际上是机构的同一位置，所不同的仅仅是机构的原动件不同。当原动件与连杆共线时为极位。在极位的附近，由于从动件的速度接近于零，因此可以获得很大的增力效果。当从动件与连杆共线时为死点。机构在死点时本来是不能运动的，但如果因冲击振动等原因使机构离开死点而继续运动时，这时从动件的运动方向是不确定的，即可能正转也可能反转，故机构的死点位置也是机构运动的转折点。图29死点现象23平面四杆机构数学模型连杆机构的分析着重在于连杆机构的运动学、结构学、及动力学特性的研究，并揭示连杆机构的结构组成、运动学与动力学规律及其相互关系，用于现有机械系统的性能分析与改进。连杆机构的运动学分析包括三个方面的内容位移分析、速度分析和加速度分析。连杆机构运动学分析的基础是理论力学中的运动学，它的研究历史较早，经过了几代学者们的不断努力，现己形成了较为成熟的连杆机构分析的理论与方法。早期的机构学研究者就己经建立了连杆机构运动学分析的方法，比如实验法、图解法和解析法等。实验法需要专门的实验仪器，并且实验的精度受到很多因素的影响，在机构分析中己经不大常用。图解法又可分为速度瞬心法、速度和加速度多边形法等。图解法直观、简单，但精度却很低。解析法公式非常复杂，如果没有先进的计算工具，则只能用于简单买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985机构的运动分析，但其计算精度却非常高。随着计算机技术的发展，解析法已经成为了机构分析的主要手段。到目前为止，计算辅助机构运动学分析的方法可分为三类复数矢量法，杆组法和约束法。复数矢量法一个平面机构的机构简图总可以划分为若干个三角形，基于这种思想，将平面连杆机构的位置分析问题归纳为求解一系列三角形的问题，并采用复数矢量方法来描述三角形。此法由MACHASE创建，牧野洋对此法做了一些改进，所以此方法又称为擎斯牧野洋法。DWCOOPER等人于1964年基于此理论，开发了第一部平面连杆构运动分析软件KAMKINEMATICANALYSISMETHOD。杆组法将机构中不可再分的，自由度为零的运动链作为机构的基本单元，此单元称为基本杆组或者阿苏ACCYP/ASSUR杆组。阿苏尔提出基本杆组概念后，阿尔托包列夫斯基又提出了机构分类的方法，涉及到了II级杆组五种形式的运动分析。基本杆组法是以机构中的“阿苏尔杆组”为基本单元，按各基本单元编制通用的运动分析子程序。在进行机构运动分析时，先将机构划分成基本杆组，然后对每一个基本杆组进行运动分析，最终完成整个机构的运动分析。根据基本杆组内部封闭的运动副个数的不同，可以分为若干级，而每一级又因为移动副和转动副的不同组合分为若干种。由于基本杆组具有运动的确定性和力的稳定性，可事先对各种基本杆组编制成相应的算法模块。约束法把平面连杆机构看成是由一些相互之间受到一定约束的基点构成的系统，从而建立起这些约束条件的数学模型，并编制相应的分析程序以完成机构的运动分析。这种方法称为约束法。约束法本身也是多种多样的，不同作者的定义也不用。PNSHETHJJUIKERJR等人于20世纪60年代期间在美国UNIVERSITYOFWISCONSIN大学开发的IMP就是基于这种理论。80年代以后，随着计算机图形图像显示技术的实用化，一些欧美国家已经可以将所设计的机构在计算机中以三维实体来描述，从而可以显示出它在整个运动周期循环中的各个侧面，以观察机构的各个构件实际运动中的空间运动情况。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985本文对平面连杆机构的运动分析主要采用的是复数矢量法。图210曲柄摇杆机构运动简图如图210所示，为曲柄摇杆的机构简图。采用复数矢量法，根据其几何关系，可以建立下面的矢量方程式（25）L1L2L3L4将上式分别向坐标轴OX，OY投影，得到下列对应的代数组方程L1COS1L2COS2L4L3COS3L1SIN1L2SIN2L3SIN3式26紧接着，构造两个辅助三角形ABD和BCD，从图中可以看出2TAN,则ARCTANL1SIN1L4L1COS1L1SIN1L4L1COS1COS,则ARCCOS,L22BD2L322L2BDL22BD2L322L2BD其中BDL12L422L1L4COS1买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985综上所述，2ARCCOSARCTANL22BD2L322L2BDL1SIN1L4L1COS1式27设C点坐标为XC,YCXCXBL2COS2L1COS1L2COS2YCYBL2SIN2L1SIN1L2SIN2TAN1803TAN3YCYDXDXCYCXCXDL1SIN1L2SIN2L1COS1L2COS2L43ARCTAN式L1SIN1L2SIN2L1COS1L2COS2L428角速度分析分别对26式时间T求导可得L11SIN1TL22SIN2TL33SIN3TL11COS1TL22COS2TL33COS3T所以L11SIN1L22SIN2L33SIN3L11COS1L22COS2L33COS3所以L11SIN1L22SIN2L33SIN3L11COS1L22COS2L33COS3式29求解可得2式L11SIN13L2SIN32买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709852103式L11SIN12L3SIN32211其中，当其为正数时，表示顺时针转动；当其为负数时，表示逆时针转动。角加速度分析分别对（29）式时间T求导可得L112COS1L2（A2SIN222COS2）L3A3SIN332COS3L112SIN1L2（A2COS222SIN2）L3A3COS332SIN3求解可得A2L112COS13L222COS32L332L2SIN32式212A3L112COS12L222L332COS32L3SIN32式213已知摇杆长度L3，摆角，行程速比系数K,求其余三杆的长度建模如图211所示，以D点为圆心，建立直角坐标系，令X轴与C1C2平行，令Y轴平分C1DC2，PC1C2外接圆的圆心在Y轴上。因为D为圆心，所以根据摆角可分别求出C1，C2的坐标，C1点的坐标C1L3SIN,L3COS22C2点的坐标C2L3SIN,L3COS22所以C1C22L3SIN2设外接圆的半径为R，则RL3SIN/2SIN买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985圆心在PC2与Y轴的交点处，设圆心坐标为（X0，Y0）Y0L3COSSIN90RL3COSCOSR22所以圆心坐标为（0，L3COSCOSR）2令CL3COSCOSR,AL3SIN，BL3COS222所以圆的方程为X2（YC）2R2图211按K设计曲柄摇杆机构固定铰链中心A点可以在圆弧CPE1或在圆弧C2F上任取，但并不是每个选取点都能够满足机构的最小传动角的设计要求，故需要利用最小传动角来进行优化设计。设A点在圆弧CPE1上，在程序设计中第一次取A点Y轴坐标买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985的初值为YB/16，则XR2YC2N1AC1AX2BY2N2AX2BY2当曲柄与连杆共线时的两个位置分别为AC1和AC2所以N1L2L1N2L2L1故连杆机构的四杆长度分别为L1式N2N12（214）L2式N2N12（215）L4式X2Y2（216）最小传动角1B1C1DARCCOS式B2C2DA22BC（217）2B2C2DARCCOS或2180ARCCOSB2C2DA22BC式（218）B2C2DA22BC1和2中的小者即为MIN。行程速比系数买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985K式V2V1C1C2T2C1C2T1T1T2180180（219）COSL2L12L42L322L4（L2L1）COSL2L12L42L322L4（L2L1）K式180180（220）第三章传动元件的选择31按静功率初选电动机起升静功率PQQV/100016KW；KWVQPQJ26085107932。85085，式中，一般起升时的总机械效率式中电动机的额定功率。系数，与电动机型式有关的式中750195026752211DDJJCDKKWP查文献1选择MF10M106N164P85003EIP55电机，功率18/025KW，转速2780/420R/MIN，转矩106N,买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098532起升机构电动机过载能力校验24085160793210121KWVQMHPQMN。载倍数，电动机转矩的允许过；电动机台