四连杆课程设计(共17页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上机械原理课程设计 2014年 6月 25 日 任 务 书题目：雷达天线俯仰机构 同组成员：指导教师:1、 设计题目 雷达天线用于接收无线电信号，通过俯仰机构可以控制雷达天线的摆动角度，便于接收大范围无线电信号。2、 设计数据 1.雷达天线接收器的摆动角度为80°，行程速比系数为1； 2.雷达天线接收器的角速度为0.3rad/s；重量为100N 参数编号摆角行程比系数角速度重量18010.310018010.310018010.310018010.31003、 设计任务1.设计传动系统中个机构的运动尺寸，绘制雷达天线俯仰机构的运动简图；2.计算主动件的运动速度

2、及驱动力；3.编写课程设计说明书成绩评定表姓名学号23专业、班级机械二班设计题目：雷达天线俯仰机构评定成绩：指导教师： 年 月 目  录 1.1机构简介 11.2无急回特性曲柄摇杆机构存在条件的推导 11.3设计方程的推导 21.4杆长计算 51.5角度计算 5第2章 2.1绘制运动简图7第3章3.1机构运动分析8 第4章4.1机构受力分析9 第5章5.1心得体会10第6章6.1参考文献12第1章1.1机构简介 曲柄摇杆机构是平面四杆机构的基本形式之一，因其结构简单、制造容易、工作可靠等优点，其在工程中有广泛的应用。在曲柄摇杆机构中，当极位夹角=0

3、76;时，曲柄摇杆机构无急回特性，无急回特性曲柄摇杆机构可根据行程速比系数，摆动角度，进行尺寸设计。 首先推导出无急回特性曲柄摇杆机构存在的条件，并依据所推导出的无急回特性曲柄摇杆机构存在的杆长条件，结合曲柄摇杆机构处于极限位置的杆长三角函数关系，推导出无急回特性曲柄摇杆机构的设计方程，由设计方程求解出杆长的设计公式，然后可根据结构要求预先选定曲柄的杆长，并借助杆长的设计公式可直接计算出其余各杆的长度。1.2 无急回特性曲柄摇杆机构存在条件的推导 当极位夹角=0°，即行程速度比系数K=1时，曲柄摇杆机构无急性回特性。 如图1所示，曲柄摇杆机构ABCD，曲杆AB为主动件，C1和C2点为

4、摇杆CD所处的2个极限位置点，令 AB=a,BC=b,CD=c,AD=d。由三角形AC1D和AC2D得 c²=（a+b）²+d²-2（a+b）dcos2 （1） c²=（b-a）²+d²-2（b-a）dcos1 （2）如图1，若极位夹角=0°，则必有1=2=，即A、B1、，C1、B2、C2各点共线，那么将（1）式减（2）式可得 cos=b/d (3)将(3)式代入(1)式或(2)式可得 a²+d²=c²+b² (4) 因曲柄摇杆机构曲柄必为最短杆,所以要使(4)式成立，则必有d>

5、c，d>b，d>a，即d为最长杆.由图1所示假设AB是曲柄，AD是机架。可知曲柄摇杆机构无急回特性的条件是 杆长条件：最短杆与最长杆的平方和等于其余2杆平方和. 机架条件：机架为最长杆.1.3设计方程的推导 已知:极位夹角=0°，即行程速比系数K=1，摆角，机构许用传动角。如图2所示。 图 2 无急回特性曲柄摇杆机构运动简图AB杆为曲柄，AD为机架,CD为摇杆，C1和C2点为曲柄摇杆机构处于极限位置时C _ _ _ _点所处的点。为机构的最小传动角，令 AB=a，BC=b，CD=c，AD=d。 由三角形AC1C2得： _ C1CI²=（a+b）²+（b

6、-a）²-2（a+b）（a-b）cos (5) 由三角形DC1C2得: _ C1C2²=2c²（1-cos） _ C1C2²=4c²sin²（/2） _ C1C2 = 2csin/2 （6）当=0°时，由（5）和（6）联立得 c=b/sin（/2） (7) 由三角形B0C0D0得 （d-a）²=b²+c²-2bccosmin (8)由上述无急回特性曲柄摇杆机构存在的杆长条件得 a²+d²=c²+b² (9) 将（9）代入a²+d²=c&

7、#178;+b²（8）式得 d=（bccosmin）/a （10）将（7）式 c=b/sin（/2）代入(10)得： d=（b²cosmin）/asin(/2) (11)将(7)式和(11)代入(9)式整理后得: （12）令（12）中的min=，把看着参变量，同时令 则关于杆长b的设计方程为 A0b4 - B0b2 + C0 = 0 (13)解方程则(13)式的b的一个实根为: (14)综上推导b，c，d杆的设计公式为： c=b/sin(/2) d=（bccosmin）/a 在设计中，根据所设计的无急回特性摇杆机构的一些结构条件，首先确定曲柄a的杆长。当曲柄a的杆长确定后，

8、再由已知条件便可求出A0、B0和C0的大小。当A0、B0和C0的大小确定后，即可由b，c，d杆的设计公式求出b，c和d的杆长。1.4 杆长计算：设c = 100，d = 200。a = 100 * sin（40）；d*d=b*b+c*c- a*a； a=64；b=184；1.5角速度计算：2 ×3. ÷ (80 ÷ 180 ×3. × 2 ÷ 0.3) = 0.675rad/s 第2章2.1绘制运动简图图3 曲柄摇杆机构运动简图 第3章3.1运动分析瞬心法 速度瞬心：互作平面相对运动的两构件上绝对速度相等的重合点，即为两构件的瞬时等速

9、重合点。 相对瞬心：重合点绝对速度不为零。 绝对瞬心：重合点绝对速度为零。 若机构中有N个构件（包括机架），其构件瞬心总数为：K=N(N-1)/2 瞬心的作法： 以转动副相联的两构件的瞬心-转动副的中心。 以移动副相联的两构件的瞬心-移动副导路的垂直方向上的无穷远处。 当两平面高副元素作纯滚动时-瞬心在接触点上。 当两平面高副元素之间既有相对滚动，又有相对滑动时-瞬心在过接触点公法线n-n上。如图，d杆固定不动，b杆连接a杆和c杆。a杆为主动件，a杆绕A点做圆周运动，c杆转动角度为80。每当a杆转动一周时，c杆转动了往复一次。 特性：a杆和b杆位于同一条直线；a杆和b杆重合，这两个时刻a杆恰好

10、位于同一条直线，且构成运动直径。此时延长a杆，恰与c，c“相交。 第4章4.1受力分析图4曲柄连杆机构受力图Mb=-L1(FR12xsin1+FR12ycos1)FR12x=FR23xFR12y=FR23yFR23x=FR34x-0FR23y=FR34y-FFR23x=Fsin3/(sin3 - sin2cos3/cos2)²FR23y=Fsin3/(cos2sin3/sin2 - cos3)²Mb=-L1Fsin3sin1/(sin3-sin2cos3/cos2)²+Fsin3cos1/(cos2sin3/sin2+cos3)²1=11 2=903=1

11、01 L=64，F=100将机构数据代入上式进行求解得 Mb=-6080N*M，F=-6080*64N.第5章5.1心得体会  一周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程.”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义.我今天认真的进行

12、课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础.通过这次雷达天线俯仰机构的设计，本人在多方面都有所提高。通过这次设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次彻底的贯通吧。在设计刚开始阶段，我们确实遇到了许多问题，在一筹莫展的情况之下，大家开始讨论，查资料等，终于在最后得出了最初的结论。这让我感觉到自己是否学到了知识以及在学到知识后如何去灵活的应用。在设计结构图时，让我懂得了怎样分析机构的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了机构的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。在这次设计过程中，体现出自己单独设计机构的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。在此感谢我们的各位辅导老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样;老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪;这次模具设计的每个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。而您开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。