机械原理课程设计--基于矢量图解法的平面六杆机构运动分析

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1、 0 机机 械械 原原 理理 课课 程程 设设 计计 设计题目：设计题目：基于矢量图解法的平面六杆机构运动分析基于矢量图解法的平面六杆机构运动分析 姓姓 名：名： 专专业班级：业班级： 学学 号：号： 指导老师：指导老师： 1 目目 录录 目目 录录 1 一、一、 设计说明设计说明 . 2 二、二、 设计内容及数据设计内容及数据. 2 1.构件位置的确定及相应尺寸构件位置的确定及相应尺寸 . 3 2.2.速度分析速度分析 . 3 3.3.加速度分析加速度分析 . 5 三、数据汇总三、数据汇总 . 9 四、参考文献四、参考文献 10 2 一、一、 设计说明设计说明 机构的运动分析，是指原动件的运

2、动规律已知时，求解其余构 件的运动规律，确定指定构件上点的位移、轨迹、速度与加速度。 对机构作运动分析的方法很多，本课程设计采用矢量方程图解 法。 对机构作运动分析的目的是确定机构的运动空间、检验相关构 件的运动规律是否符合设计要求以及为构件的强度设计、运动副 的尺寸设计提供计算惯性力与惯性力矩的参数。 矢量方程图解法，也称相对运动图解法，其依据的原理是将动 点的 运 动划 分 为伴 随 参考 构 件的 运 动以 及 相对 于 参考 构 件的 运 动。 二、二、 设计内容设计内容及数据及数据 图（a）为一平面六杆机构，主动件 1 的杆长 r1=AB=0.122m, =40， 角 速 度 L=1

3、0rad/s ， 机 架6上 的h1=AC=0.280m ， h2=0.164m，比例尺l=实际尺寸/图上尺寸=2。试用相对运动图解 法求移动从动件 5 的速度V5与加速度a5。 图（a）AUTOCAD 绘制图 2 L 3 1.构件位置的确定及相应尺寸构件位置的确定及相应尺寸 由图（a）得导杆3上B、C两点之间的实际长度 BC L = 381.6mm，C、D两点之 间的实际长度 C D L =167.45mm; B、C两点之间的图上长度BC=190.8mm , C、D两 点之间的图上长度CD=83.7mm 。 2.2.速度分析速度分析 列出方程，进行分析，对两个位置点的分析。 （1）根据两构件

4、上重合点之间的速度合成原理，得导杆3上的B3点与滑块2上 的B2点之间的速度方程为： B3 V = B2 V + B3B2 V 1 BA : / : ? ? BC BA C B l 方 向 大 小 （1）式 （2）根据两构件上重合点之间的速度合成原理及已知条件，速度分析应由B 点开始，滑块2上的B2点的速度为： 2B V= 1B V= 1 1 r=100.122=1.22 m/s 其方向垂直于AB，指向与 1 的转向一致。 （3）取速度比例尺， v =实际速度（m/s）/图上尺寸（m）=10。取任意一 点p作为作图的起点，作 2 pbAB，由 2v pb= 1 1 r （2）式 可得： 2 p

5、b= 1 1 r/ v =100.122/10=0.122m=122mm， 作 3 pb BC，作 23 b b/CD，得交点 3 b ，如图（b）所示。 4 图（b）AUTOCAD绘制图 从图（b）中量取 3 pb =107.57mm， 23 b b = 57.54mm。由 3 pb v = 3 BC L （3）式 可得： 3 = 3 pb v / BC L=107.5710 / 381.6=2.82rad/s,方向为顺时针； 再由: 23 b b v = B3B2 V （4）式 可得:相对速度 B3B2 V = 23 b b v =57.54mm 10 =575.4mm/s。 由构件2、3之间无相对转动，所以， 2 = 3 。导杆3上 3 D点的速度： 3D V = 3 C D L= 2.82 167.45mm=472.2mm/s （4）对D5点进行速度分析： 从动件 5 上的 5 D点与导杆 3 的 3 D点之间的速度方程为 ： 5 D5 V = D3 V + D5D3 V 3 C D : /5/ : ? ? C D C D l 方 向构 件 大 小 （5）式 从动件 5 上的 5 D点与导杆 3 的 3 D点之间的速度方程为 D5 V = D3 V + D5D3 V。 （6）式 由： 3D V = 3v pd