机械原理课程设计

机械原理课程设计机械原理课程设计平面六杆机构运动分析及动态静力分析一基本知识机构运动分析的目的和方法根据原动件的已知运动规律,确定该机构其它构件上某些点的位移、速度和加速度,以及这些构件的角位移、角速度和角加速度.AShaper牛头刨床1.为什么进行机构的运动分析？①通过对位移和轨迹分析，判断构件上某一点能否实现预定的位置和轨迹(path)，各构件之间是否相互干涉(interfere),

确定输出件的行程

(stroke).AShaper牛头刨床②

了解从动件的速度变化规律能否满足工作要求。③确定构件上各点的加速度，了解机构加速度变化规律。这是计算构件惯性力和研究机械动力性能的必要前提。（Fi=-ma）AShaper牛头刨床二

运动分析的两种方法①

图解法（GraphicalMethod）A.瞬心法（InstantCenters）B.矢量方程图解法

(VectorEquationGraphics)②解析法（AnalyticalMethod）A.瞬心法InstantCenters速度瞬心P12①图解法（GraphicalMethod）B.矢量方程图解法

BACabpB.矢量方程图解法

BAC已知:

ω2;确定:

VD,AD运动分析：矢量方程图解法运动分析：矢量方程图解法速度影像加速度影像运动分析：矢量方程图解法三

解析法运动分析步骤①建立机构的位置矢量方程

将机构中构件用矢量表示；作出机构的封闭矢量多边形；建立机构的位置矢量方程。①

建立机构的位置矢量方程杆矢量方位角②

投影位置矢量方程到X/Y轴上，得到机构的位移方程。

化简位移方程：

两边平方后相加得

③

对机构的位移方程取相对于时间的导数，得到角速度方程。

将坐标轴绕A点转θ2角度：将坐标轴绕A点转θ3角度：④将速度第一式对时间求导数得到角加速度方程：将坐标轴绕A点转θ2和θ3角度：解析法运动分析杆矢量方位角四平面机构动态静力分析方法步骤:①

建立直角坐标系;②

将各力分解为沿两坐标轴的两个分力,再分别对每个构件列出力平衡方程(共3n个);③联立求解力平衡方程(共3n个)建立数学模型画各构件受力图,进行力投影,列平衡方程(3n个)每个构件受力:运动副反力(两个投影),重力,惯性力,惯性力矩,阻力(工作件),驱动力矩(原动件).∑Px=0∑Py=0∑M=0注意事项1)Pij表示i构件作用于j构件上的运动副总反力Pij=-Pji

统一用Pij的形式表示;即:用(-Pij)代表Pji121P21xP21y2-P21x-P21yPiyPix2)算出惯性力,惯性力矩OyxSiMQSi点为构件MQ质心Mi五题目（教师指定）1图解法运动分析完成机构两个位置的运动分析：①两个位置机构运动简图②两个位置速度多边形③两个位置加速度多边形图解法运动分析将主动件转一周分成12等分,分别为0,1,2¨¨11共位置。将主动件转一周分成12等分,分别为0,1,2¨¨11共位置。左极限位置；右极限位置受力起始点位置和终止点位置。④

汇集全组同学的运动分析结果，将其绘制成一个周期的完整运动曲线。⑤在2号图纸上按比例尺作图。长度比例尺速度比例尺加速度比例尺2解析法运动分析①将主动件一周分成360等分

(0°-359°)。左极限位置；右极限位置。受力起始点位置和终止点位置。②

根据已知尺寸及主动件的1，ω1

，求其余构件的i,ωi,εi(某点的xi

,yi

,axi

,ayi

,vxi

,vyi)；

质心点的sxi

,syi

,vsxi

,vsyi,asxi

,asyi

。③建立数学模型,程序设计,上机运算,输出结果。3.

解析法动态静力分析①

根据上述求出的εi,asxi

,asyi,求构件惯性力Fix,Fiy,惯性力偶Mi.。②

画出各构件的受力图,列出力的平衡方程式。注意受力起始点、终止点两位置,工作阻力Pr有突变，力分析两种情况：受力起始点:力突然加上,Pr=0→Pr受力终止点:力突然去掉,Pr=Pr→0应分别做2次:Pr=0；Pr=Pr③

求解上述力平衡方程组，得到各运动副的反力FRijx，Frijy

及主动件上的平衡力矩M1。④建立数学模型，程序设计，上机运算，输出结果。4绘制输出件：

位移i(xi/

yi

)

,

速度

v(ω),

加速度

a(ε)曲线图;

绘制原动件

平衡力矩

M1曲线图。5整理说明书(说明书用纸)①封面②目录标题-----页次最后项是无序号的“参考文献”③设计题目④设计任务书(已知条件,设计内容,设计要求等);⑤按μL绘制机构运动简图（任意位置+左、右极限位置）;⑥数学模型(过程详细),程序框图,重要的变量说明,程序简要说明等。⑦各个构件的受力分析图，力的平衡方程式，力的矩阵形式；⑧结果分析与评估,设计体会与收获等;⑨参考资料.手写（黑色或蓝黑色钢笔）、打印5号字，B5纸，上下左右均20mm。5.上交的作业①图解法运动分析2号图纸一张②打印源程序一份，计算结果;③

设计分析说明书一份（运动分析,力分析结果及、v、a曲线图，M1曲线图；）6.课程设计时间安排（2周）①图解法运动分析（12月23-24日）②解析法运动分析（12月25-29日）③解析法力分析（12月30-31日）④整理说明书1天（1月1日）⑤打印程序清单，输出结果⑥答辩2天（1月2-3日）构件3位移DisplacementofLink3VelocityofLink3构件3速度AccelerationofLink3构件3加速度构件5位移DisplacementofLink5VelocityofLink5构件5速度AccelerationofLink5构件5加速度构件5位移DisplacementofLink5VelocityofLink5构件5速度AccelerationofLink5构件5加速度构件5位移DisplacementofLink5VelocityofLink5构件5速度AccelerationofLink5构件5加速度构件5位移