機械原理課程設(shè)計基于矢量圖解法的平面六桿機構(gòu)運動分析

1、設(shè)計題目：基于矢量圖解法的平面六桿機構(gòu)運動分析姓 名：專業(yè)班級：學(xué) 號：指導(dǎo)老師：目 錄目錄1一、設(shè)計說明2二、設(shè)計內(nèi)容及數(shù)據(jù)21.構(gòu)件位置的確定及相應(yīng)尺寸32.速度分析33.加速度分析5三、數(shù)據(jù)匯總9四、參考文獻10一、 設(shè)計說明機構(gòu)的運動分析，是指原動件的運動規(guī)律已知時，求解其余構(gòu)件的運動規(guī)律，確定指定構(gòu)件上點的位移、軌跡、速度與加速度。對機構(gòu)作運動分析的方法很多，本課程設(shè)計采用矢量方程圖解法。對機構(gòu)作運動分析的目的是確定機構(gòu)的運動空間、檢驗相關(guān)構(gòu)件的運動規(guī)律是否符合設(shè)計要求以及為構(gòu)件的強度設(shè)計、運動副的尺寸設(shè)計提供計算慣性力與慣性力矩的參數(shù)。矢量方程圖解法，也稱相對運動圖解法，其依據(jù)的原

2、理是將動點的運動劃分為伴隨參考構(gòu)件的運動以及相對于參考構(gòu)件的運動。二、 設(shè)計內(nèi)容及數(shù)據(jù)圖（a）為一平面六桿機構(gòu)，主動件1的桿長r1=AB=,=40°，角速度L=10rad/s，機架6上的h1=AC=，h2=，比例尺l=實際尺寸/圖上尺寸=2。試用相對運動圖解法求移動從動件5的速度V5與加速度a5。圖（a）AUTOCAD繪制圖由圖（a）得導(dǎo)桿3上B、C兩點之間的實際長度 =mm，C、D兩點之間的實際長度 =mm; B、C兩點之間的圖上長度BC=1mm , C、D兩點之間的圖上長度CD=mm 。列出方程，進行分析，對兩個位置點的分析。（1）根據(jù)兩構(gòu)件上重合點之間的速度合成原理，得導(dǎo)桿3上

3、的B3點與滑塊2上的B2點之間的速度方程為： = + （1）式（2）根據(jù)兩構(gòu)件上重合點之間的速度合成原理及已知條件，速度分析應(yīng)由B點開始，滑塊2上的B2點的速度為：=100.122=1.22 m/s其方向垂直于AB，指向與的轉(zhuǎn)向一致。（3）取速度比例尺，=實際速度（m/s）/圖上尺寸（m）=10。取任意一點作為作圖的起點，作，由=（2）式可得：=/=10m=122mm，作BC，作/CD，得交點，如圖（b）所示。圖（b）AUTOCAD繪制圖 從圖（b）中量取=mm，= mm。由= （3）式可得：=/=107.5710rad/s,方向為順時針；再由:= （4）式可得:相對速度=mm10 =m/s。

4、由構(gòu)件2、3之間無相對轉(zhuǎn)動，所以，=。導(dǎo)桿3上點的速度：= =m/s（4）對D5點進行速度分析：從動件5上的點與導(dǎo)桿3的點之間的速度方程為 ： = + （5）式從動件5上的點與導(dǎo)桿3的點之間的速度方程為 = + 。 （6）式由：= （7）式可得：=/=/10mm=mm，點的速度矢量為，過點作/CD，過點平行于從動件5的運動方向，得交點。于是，得從動件5的速度=10 =480mm/s= 10=99mm/s。根據(jù)兩構(gòu)件重合點之間的加速度合成原理，得重合點、之間的加速度方程為： = + = + + + （8）式根據(jù)兩構(gòu)件重合點之間的加速度合成原理，得重合點、之間的加速度，方程為 = + = + +

5、+ 。其中、與分別為:=/=2× m/=3000mm/=2=2××m/=3249mm/方向為沿轉(zhuǎn)90°。取加速度比例尺=實際加速度（m/）/圖上尺寸（m）=100,取任意一點作為作圖的起點，如圖（c）所示。圖（C）AUTOCAD繪制圖 作，=/= 12200/100 =122mm；作，=/= 3249/100 =32.49mm；過作；過點作，=/=30mm；過作，與的交點為。連，表示。為此，相對加速度= ×100mm/=7758mm/；導(dǎo)桿3上點的切向加速度:= ×100mm/=2505mm/；導(dǎo)桿3上點的加速度= ×100

6、mm/=3908mm/；導(dǎo)桿3上點的加速度= ×100mm/=1715mm/。 圖（d）AUTOCAD繪制圖 點的加速度分析重合點、 之間的加速度方程為： = + + + (9)式注：先求，再求重合點、 之間的加速度方程為 = + 。其中與分別為：=2=2××99mm/=mm/，方向為沿轉(zhuǎn)90°，如圖（d）所示。由/=/=/得=3908×)mm/=mm/，為此，點的加速度= mm；過點作表示，= /100mm=mm ；過點作，過作，得交點。于是，得相對加速度= ×100mm/=1203mm/ ；從動件5的加速度=×100mm/=551mm/。從動件5的在一個周期內(nèi)的位移、速度與加速度如圖（e）所示。三、數(shù)據(jù)匯總表1 平面六桿機構(gòu)的傳動參數(shù)表序號曲柄角度/(°)位移/S5(mm)速度/V5(mm/s)加速度/a5(mm/s2)1105008022049317533048635044048055155048182466013677704222116880