六桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力分析課程設(shè)計(jì)說明書

1、目錄第一部分：六桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力分析一機(jī)構(gòu)分析分析類題目 31分析題目 32.分析內(nèi)容 3二分析過程 41機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 42.平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)態(tài)靜力分析 53機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 84機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析 18三參考文獻(xiàn) 21第二部分：齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目 22全部原始數(shù)據(jù) 22設(shè)計(jì)方法及原理 221傳動(dòng)的類型及選擇 222變位因數(shù)的選擇 22設(shè)計(jì)及計(jì)算過程 24選取兩輪齒數(shù) 242傳動(dòng)比要求 243變位因數(shù)選擇 244.計(jì)算幾何尺寸 25五齒輪參數(shù)列表 26六計(jì)算結(jié)果分析說明 28七參考文獻(xiàn) 28第三部分：體會(huì)心得 29一.機(jī)構(gòu)分析類題目3（方案三）對(duì)如圖1所示六桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力分析。

2、各構(gòu)件長度、構(gòu)件3、4繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量如表1所示，構(gòu)件1的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量忽略不計(jì)。構(gòu)件1、3、4、5的質(zhì)量G1、G3、G4、G5，作用在構(gòu)件5上的阻力P工作、P空程，不均勻系數(shù)的已知數(shù)值如表2所示。構(gòu)件3、4的質(zhì)心位置在桿長中點(diǎn)處。（1）對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析；（2）繪制滑塊F的運(yùn)動(dòng)線圖（即位移、速度和加速度線圖）；（3）繪制構(gòu)件3角速度和角加速度線圖（即角位移、角速度和角加速度線圖）；（4）各運(yùn)動(dòng)副中的反力；（5）加在原動(dòng)件1上的平衡力矩；（6）確定安裝在軸A上的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 圖1 六桿機(jī)構(gòu) 表1 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（一）方案號(hào)LDF(mm)LCE(mm)LCD(mm)LAB(mm)LAC(mm)n1r/mi

3、nJS32JS42351057517014037580表2 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（二）方案號(hào)G1(kg)G3(kg)G4(kg)G5(kg)P工作(N)P空程(N)31475558014001401/40二.分析過程：通過CAD制圖軟件制作的六桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖： 圖2 六桿機(jī)構(gòu)CAD所做的圖是嚴(yán)格按照題所給數(shù)據(jù)進(jìn)行繪制的。并機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖中活動(dòng)構(gòu)件的序號(hào)從1開始標(biāo)注，機(jī)架的構(gòu)件序號(hào)為0。每個(gè)運(yùn)動(dòng)副處標(biāo)注一個(gè)字母，該字母既表示運(yùn)動(dòng)副，也表示運(yùn)動(dòng)副所在位置的點(diǎn)，在同一點(diǎn)處有多個(gè)運(yùn)動(dòng)副，如復(fù)合鉸鏈處或某點(diǎn)處既有轉(zhuǎn)動(dòng)副又有移動(dòng)副時(shí)，仍只用一個(gè)字母標(biāo)注。見附圖2所示。 如附圖1所示，建立直角坐標(biāo)系。機(jī)構(gòu)中活動(dòng)構(gòu)件為1、

4、2、3、4、5，即活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n=5。A、B、C、D、F處運(yùn)動(dòng)副為低副（5個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，2個(gè)移動(dòng)副），共7個(gè)，即Pl=7。則機(jī)構(gòu)的自由度為：F=3n-2Pl=35-27=1。拆基本桿組：（1）標(biāo)出原動(dòng)件1，其轉(zhuǎn)角為1,，轉(zhuǎn)速為n1，如附圖3-a所示；（2）試拆出級(jí)桿組23，為RPR桿組，如附圖3-b所示；（3）拆出級(jí)桿組45，為RRP桿組，如附圖3-c所示。由此可知，該機(jī)構(gòu)是由機(jī)架0、原動(dòng)件1和2個(gè)級(jí)桿組組成，故該機(jī)構(gòu)是級(jí)機(jī)構(gòu)。 圖3-a 圖3-b 圖3-c2.平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)態(tài)靜力分析： JYCAE軟件介紹應(yīng)用基本桿組法開發(fā)的計(jì)算機(jī)輔助平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)態(tài)靜力分析軟件JYCAEYL，

5、適用于平面II級(jí)機(jī)構(gòu)的分析。JYCAEYL采用界面化輸入，只要按照界面要求正確輸入機(jī)構(gòu)各己知參數(shù)和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖中表示運(yùn)動(dòng)副、點(diǎn)和構(gòu)件序號(hào)的字母和數(shù)字，軟件就可給出計(jì)算結(jié)果和各種根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪出的曲線圖形。在使用JYCAEYL對(duì)某一機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí)，首先要畫出該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖。選擇合適的平面坐標(biāo)系，將機(jī)構(gòu)置于選定的平面坐標(biāo)系中。由于計(jì)算分析是使用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行的，因此畫機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖時(shí)對(duì)尺寸比例的要求并不嚴(yán)格。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖中活動(dòng)構(gòu)件的序號(hào)應(yīng)從1開始標(biāo)注，序號(hào)應(yīng)連續(xù)，不得有重號(hào)。機(jī)架的構(gòu)件序號(hào)為0。每個(gè)運(yùn)動(dòng)副處標(biāo)注一個(gè)字母，該字母既表示運(yùn)動(dòng)副，也表示運(yùn)動(dòng)副所在位置的點(diǎn)（鉸鏈中心點(diǎn)或移動(dòng)副導(dǎo)路中心線上的點(diǎn)

6、）。若在同一點(diǎn)處有多個(gè)運(yùn)動(dòng)副，如復(fù)合鉸鏈處或某點(diǎn)處既有轉(zhuǎn)動(dòng)副又有移動(dòng)副時(shí)，仍然只用一個(gè)字母標(biāo)注。在JYCAEYL界面中輸入時(shí)，要將運(yùn)動(dòng)副處標(biāo)注的字母和每個(gè)運(yùn)動(dòng)副所聯(lián)接的兩個(gè)構(gòu)件的序號(hào)按界面要求分別輸入，這樣JYCAE會(huì)自動(dòng)將各個(gè)運(yùn)動(dòng)副區(qū)分開來。構(gòu)件上的點(diǎn)（如質(zhì)心點(diǎn)、力作用點(diǎn)以及其他被關(guān)注的點(diǎn)）用字母或字母后加數(shù)字來表示，如S3表示構(gòu)件3的質(zhì)心。JYCAE軟件原始數(shù)據(jù)的輸入運(yùn)行JYCAE軟件，輸入原始數(shù)據(jù)。在打開的JYCAE界面中用鼠標(biāo)左鍵單擊“運(yùn)行”按鈕，即會(huì)出現(xiàn)如附圖4所示的“原始數(shù)據(jù)”輸入頁面。在該頁面左半邊的各輸入空格內(nèi)可分別輸入機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件數(shù)、轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)、移動(dòng)副數(shù)、己知長度值總數(shù)和機(jī)構(gòu)

7、的自由度。除了活動(dòng)構(gòu)件數(shù)外，其余四個(gè)輸入空格旁都各有一個(gè)“確定”按鈕，點(diǎn)擊每一個(gè)“確定”按鈕，頁面右半邊就會(huì)顯示出對(duì)應(yīng)的輸入框。輸入了轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)目后，點(diǎn)擊“確定”按鈕，右半邊頁面顯示出轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)據(jù)輸入框（見附圖4）。在該輸入框的“活動(dòng)鉸鏈數(shù)”輸入空格中輸入活動(dòng)鉸鏈數(shù)后，點(diǎn)擊“確定”按鈕，“活動(dòng)鉸鏈數(shù)”輸入欄下相應(yīng)數(shù)目的空格就會(huì)變?yōu)榭捎茫ㄝ斎肟崭癯拾椎咨珵榭捎?，灰底色為不可用），供輸入表示鉸鏈的字母（鉸鏈名）和鉸鏈所聯(lián)接的兩個(gè)活動(dòng)構(gòu)件的序號(hào)。同時(shí)，“固定鉸鏈數(shù)”輸入空格中自動(dòng)顯示出數(shù)值，此數(shù)值等于轉(zhuǎn)動(dòng)副總數(shù)減去活動(dòng)鉸鏈數(shù)圖4 “原始數(shù)據(jù)”輸入界面移動(dòng)副輸入框（見附圖5-a）與轉(zhuǎn)動(dòng)副輸入框類似，只是當(dāng)

8、移動(dòng)副所聯(lián)接的構(gòu)件之一為機(jī)架時(shí)，應(yīng)在固定導(dǎo)路中心線上確定一給定點(diǎn)（此點(diǎn)為機(jī)架上的點(diǎn)），在輸入框中輸入其坐標(biāo)值。此例中選C點(diǎn)為移動(dòng)副F在固定導(dǎo)路上的給定點(diǎn)，坐標(biāo)為（0，0）。長度值輸入框（見附圖5-b）用來輸入機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件上的不可變長度值，即構(gòu)件上一點(diǎn)到另一點(diǎn)的距離，如構(gòu)件上各鉸鏈點(diǎn)間的距離，鉸鏈中心到質(zhì)心點(diǎn)或力作用點(diǎn)間的距離等。機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)時(shí)，這些距離（長度）是不會(huì)改變的。 原動(dòng)件參數(shù)輸入框（見附圖5-c）提供三種類型原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)輸入，分別為：（1）繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的原動(dòng)件（如附圖1所示機(jī)構(gòu)中若以構(gòu)件1作為原動(dòng)件）；（2）沿固定導(dǎo)路移動(dòng)的原動(dòng)件（如附圖1所示機(jī)構(gòu)中若以滑塊5作為原動(dòng)件）；（3）沿運(yùn)

9、動(dòng)導(dǎo)桿移動(dòng)的原動(dòng)件。原動(dòng)件繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其轉(zhuǎn)角為原動(dòng)件上某一指定線與x軸正方向的夾角。以x軸正方向?yàn)槭歼呄蛑付ň€度量，逆時(shí)針方向?yàn)檎担槙r(shí)針方向?yàn)樨?fù)值。角速度和角加速度也以逆時(shí)針方向?yàn)檎?；反之為?fù)。原動(dòng)件初始角為起始位置原動(dòng)件上指定線與x軸正方向間的夾角，其值可正可負(fù)。原動(dòng)件總轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)角增量和角速度這三者的正、負(fù)號(hào)應(yīng)相同。圖5-a 移動(dòng)副輸入框圖5-b 已知長度輸入值圖5-c 原動(dòng)件參數(shù)輸入框點(diǎn)擊“原始數(shù)據(jù)”輸入頁面中的“存入數(shù)據(jù)”按鈕，可將當(dāng)前輸入的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存起來。點(diǎn)擊“取出數(shù)據(jù)”按鈕，就可將存入的數(shù)據(jù)取出并重新顯示在原來的輸入空格中?！霸紨?shù)據(jù)”輸入頁面中的所有數(shù)據(jù)輸入完畢后，點(diǎn)擊該頁面的

10、“運(yùn)動(dòng)分析”按鈕，就會(huì)出現(xiàn)如附圖7-a所示的“選取基本單元”頁面。用JYCAE軟件對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，需要將機(jī)構(gòu)在基本桿組的基礎(chǔ)上劃分成由構(gòu)件或構(gòu)件組組成的若干個(gè)基本單元，如附圖6所示。附圖6（a）所示為角運(yùn)動(dòng)已知的構(gòu)件，可以分析繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件上點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，也可計(jì)算任何做平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件上點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)；附圖6（b）所示為可變長二桿組（RRR桿組），用于分析鉸鏈二桿組或剛體上不共線的三點(diǎn)間的運(yùn)動(dòng)問題，也可用于分析擺動(dòng)油缸機(jī)構(gòu)或其他具有變桿長的運(yùn)動(dòng)問題；附圖6（c）所示為兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)已知的構(gòu)件，用于單個(gè)構(gòu)件上已知兩點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，求任一其他點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)問題；附圖6（d）所示為三點(diǎn)共線的構(gòu)件（導(dǎo)桿），用于當(dāng)導(dǎo)桿及滑塊上

11、各有一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)已知時(shí)，求導(dǎo)桿上另一個(gè)位于上述兩點(diǎn)連線上的點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，也可用于剛體上有三點(diǎn)共線時(shí)，由已知兩點(diǎn)求第三點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)問題；附圖6（e）所示為輸入導(dǎo)桿，用于導(dǎo)桿的角運(yùn)動(dòng)已知時(shí)，求滑塊的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)和對(duì)導(dǎo)桿的相對(duì)運(yùn)動(dòng)問題；附圖6（f）所示為擺動(dòng)導(dǎo)桿，用于計(jì)算構(gòu)件的角運(yùn)動(dòng)參數(shù)，也適用于分析角運(yùn)動(dòng)為輸出時(shí)的無偏置導(dǎo)桿組（圖中，K點(diǎn)可為滑塊上的點(diǎn)，也可固結(jié)在JK桿上）；附圖6（g）所示為偏置導(dǎo)桿，用于分析帶有偏置量的導(dǎo)桿、滑塊的運(yùn)動(dòng)。附圖6中各單元G點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)（所謂點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，是指點(diǎn)的x、y方向的坐標(biāo)分量、速度分量和加速度分量）未知，稱G點(diǎn)為待求點(diǎn)。J、K兩點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)已知，稱為參考基點(diǎn)。 圖6平面級(jí)

12、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析基本單元對(duì)于每個(gè)基本單元，都可根據(jù)其中的已知運(yùn)動(dòng)參數(shù)求出其未知的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。每個(gè)基本單元中求解出的未知運(yùn)動(dòng)參數(shù)又可成為另一個(gè)基本單元中的已知運(yùn)動(dòng)參數(shù)。程序依次對(duì)機(jī)構(gòu)中每個(gè)基本單元進(jìn)行求解，就可計(jì)算出機(jī)構(gòu)中所有需要求解的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。點(diǎn)擊“選取基本單元”界面中與機(jī)構(gòu)中某個(gè)基本單元相對(duì)應(yīng)的基本單元類型圖標(biāo)按鈕，在隨后打開的該類型基本單元輸入框的輸入空格中輸入相應(yīng)的字母和數(shù)值，然后點(diǎn)擊“確定”按鈕，就完成了對(duì)機(jī)構(gòu)中該基本單元信息的輸入。程序在運(yùn)行時(shí)，對(duì)機(jī)構(gòu)中各基本單元的求解順序按照各類型基本單元輸入框中“調(diào)用順序”空格里所填的數(shù)字序號(hào)從1開始依次進(jìn)行，求解順序與對(duì)各類型基本單元輸入框進(jìn)行輸入的

13、先后次序無關(guān)。對(duì)機(jī)構(gòu)中各單元的求解順序會(huì)顯示在“選取基本單元”界面的“求解順序”欄中。具體輸入如下：“原始數(shù)據(jù)”輸入頁面中的所有數(shù)據(jù)輸入完畢后，點(diǎn)擊該頁面的“運(yùn)動(dòng)分析”按鈕，就會(huì)出現(xiàn)見附圖7-a所示的“選取基本單元”頁面。按照題所求對(duì)基本單元進(jìn)行調(diào)用，調(diào)用那個(gè)基本單元就點(diǎn)擊該基本單元，對(duì)新出來的框圖進(jìn)行填寫，此題目先后分別調(diào)用基本單元1見見見下圖7-d.基本單元5見下圖7-e，而且調(diào)用順序會(huì)顯示在“選取基本單元”界面的“求解順序”欄中，見附圖7-f。有些類型的基本單元會(huì)被調(diào)用多次，因此對(duì)其輸入框要進(jìn)行多次輸入，每次輸入時(shí)只需重新改填各輸入空格中的字母或數(shù)字，然后點(diǎn)擊“確定”按鈕關(guān)閉輸入框即可。

14、 圖7-a 基本單元選取框 圖7-b 基本單元1參數(shù)輸入框 圖7-c 基本單元4參數(shù)輸入框 圖7-d 基本單元5參數(shù)輸入框 圖7-e 基本單元6參數(shù)輸入框 圖7-f “選取基本單元”界面“基本單元”選取與信息輸入完成后，本題選取了7個(gè)“基本單元”，結(jié)果如附圖7-f所示。點(diǎn)擊“運(yùn)算”按鈕，JYCAEYL就會(huì)按指定的調(diào)用順序依次對(duì)機(jī)構(gòu)中各單元進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析計(jì)算并給出計(jì)算結(jié)果，如附圖8所示。圖8 “ 運(yùn)動(dòng)分析結(jié)果”界面分別點(diǎn)擊“運(yùn)動(dòng)分析結(jié)果”界面下方“構(gòu)件角運(yùn)動(dòng)參數(shù)”和“長度變化參數(shù)”按鈕，界面中的表格就分別給出各構(gòu)件角運(yùn)動(dòng)參數(shù)值或長度變化參數(shù)值。表格中構(gòu)件轉(zhuǎn)角的單位為“度”，角速度和角加速度的單位分

15、別為rad/s和rad/s2，長度單位為m，長度變化速度和長度變化加速度的單位分別為m/s和m/s2。各數(shù)值正、負(fù)號(hào)的意義同前所述。整理界面表格中的數(shù)值如表3-1，表3-2所示： 表3-1 點(diǎn)F的x、y方向的運(yùn)動(dòng)參數(shù)位置123456789101112位移xy速度xy加速度xy表3-2 構(gòu)件3的運(yùn)動(dòng)參數(shù)位置123456789101112角位移9090角速度角加速度00點(diǎn)擊“運(yùn)動(dòng)分析結(jié)果”界面下方的“軌跡及運(yùn)動(dòng)線圖”按鈕，界面的右上方將出現(xiàn)圖形輸出區(qū),見圖9. 分別在界面左邊的輸入空格中輸入點(diǎn)名、構(gòu)件序號(hào)或長度名并點(diǎn)擊各自的“確定”按鈕，就可分別顯示出點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡曲線、點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)線圖、構(gòu)件的角運(yùn)動(dòng)線

16、圖和長度變化規(guī)律線圖。輸入的點(diǎn)名和長度名應(yīng)與“各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)”和“長度變化參數(shù)”計(jì)算結(jié)果表格中表示點(diǎn)和長度名的字符相同，字符順序也不能改變，如A到F的距離AF不能輸成FA。如附圖9所示為滑塊5上F點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)線圖（整理后見附圖10）。如附圖11所示為構(gòu)件3的運(yùn)動(dòng)線圖。圖9 F點(diǎn)運(yùn)動(dòng)線圖 圖10-a F點(diǎn)的位移曲線圖 圖10-b 點(diǎn)F的速度曲線圖 圖10-c 點(diǎn)F的加速度曲線圖圖11 構(gòu)件3的運(yùn)動(dòng)線圖 圖11-a 構(gòu)件3的轉(zhuǎn)角曲線圖 圖11-b 構(gòu)件3的角速度曲線圖 圖11-c 構(gòu)件3的角加速度曲線圖機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析必須在運(yùn)動(dòng)分析完成后才能進(jìn)行。應(yīng)保證運(yùn)動(dòng)分析中對(duì)機(jī)構(gòu)中每個(gè)運(yùn)動(dòng)副所在點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，各

17、構(gòu)件質(zhì)心點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，每一個(gè)活動(dòng)構(gòu)件的角運(yùn)動(dòng)參數(shù)，平衡力作用點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)都計(jì)算無誤后才能進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析。用JYCAEYL進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析時(shí)，不考慮摩擦力的影響。點(diǎn)擊入附圖8所示界面底部的“動(dòng)態(tài)靜力分析”按鈕，屏幕上就會(huì)出現(xiàn)“動(dòng)態(tài)靜力分析參數(shù)輸入”2），下方的表格輸入作用在各構(gòu)件上的已知力（N）和己知力矩（N.m）。“輸入已知力”表格上方有兩個(gè)單選按鈕：“己知力為常量”和“己知力為變量”，本題選擇已知力為常量，需要對(duì)機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過程中的每一個(gè)計(jì)算位置進(jìn)行輸入。表格中輸入的各構(gòu)件上的力和力矩是構(gòu)件上所有己知力和力矩向其質(zhì)心簡化后得到的力和力矩。各構(gòu)件上的重力和慣性力（矩）由JYCAE根據(jù)所輸入的構(gòu)

18、件質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以及運(yùn)動(dòng)分析得出的各加速度參數(shù)自動(dòng)進(jìn)行計(jì)算，在此表格中輸入己知力和力矩值時(shí)不應(yīng)再考慮。簡化后得到的力向兩個(gè)坐標(biāo)軸方向分解，分力與坐標(biāo)軸方向一致時(shí)取正值，反之取負(fù)值。力矩逆時(shí)針方向取正值，順時(shí)針方向取負(fù)值。附圖12給出了附圖1所示機(jī)構(gòu)輸入的數(shù)據(jù)，這里機(jī)構(gòu)中只有滑塊5上作用了一個(gè)與x軸方向相反的常力（=1400N）。點(diǎn)擊“動(dòng)態(tài)靜力分析參數(shù)輸入”界面的右上方“原動(dòng)件受力狀況”顯示欄的“輸入”按鈕，會(huì)打開“平衡力模式選擇”選擇框，該框中有三個(gè)按鈕。本題選擇“平衡力矩”按鈕。輸入完參數(shù)之后如附圖12所示。 圖12 “動(dòng)態(tài)靜力分析參數(shù)輸入”界面按“存入”按鈕存儲(chǔ)本頁面當(dāng)前輸入的所有內(nèi)容。本

19、界面輸入完畢后，點(diǎn)擊“運(yùn)算”按鈕，JYCAEYL進(jìn)行計(jì)算并給出動(dòng)態(tài)靜力分析的結(jié)果。如附圖13所示為本題力分析計(jì)算結(jié)果，此表格中未知力名的表示方法如下：轉(zhuǎn)動(dòng)副中反力的第一個(gè)字母為“R”，第二個(gè)字母為轉(zhuǎn)動(dòng)副名標(biāo)記字母；后面的兩個(gè)數(shù)字用“”分開，分別表示該轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接的兩個(gè)構(gòu)件的序號(hào)，前面的數(shù)字為“出力構(gòu)件”的序號(hào)，后面的數(shù)字為“受力構(gòu)件”的序號(hào)；最右邊的“X”或“Y”表示未知力分力的坐標(biāo)軸方向。轉(zhuǎn)動(dòng)副中的反力作用線通過轉(zhuǎn)動(dòng)副中心。移動(dòng)副中的反力和反力矩的第一個(gè)字母用“S”表示，第二個(gè)字母為移動(dòng)副名標(biāo)記字母，兩個(gè)數(shù)字及“”的意義同轉(zhuǎn)動(dòng)副；最右邊的字母為“R”或“T”，“R”表示反力，“T”表示反力矩。

20、反力以沿導(dǎo)路方向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90（即與x軸成+90方向）為正方向，力作用點(diǎn)為導(dǎo)路中心線上移動(dòng)副字母所標(biāo)注的點(diǎn)。移動(dòng)副中的反力矩以逆時(shí)針方向?yàn)檎Ｆ胶饬γ推胶饬孛宰帜浮癇L”開頭，第三個(gè)字母用“P”表示平衡力，用“T”表示平衡力矩；最右邊的數(shù)字表示原動(dòng)件的構(gòu)件序號(hào)。圖13 力分析計(jì)算結(jié)果點(diǎn)擊“動(dòng)態(tài)靜力分析結(jié)果”界面下方的“線圖及矢量端圖”按鈕，界面右方出現(xiàn)圖形顯示區(qū)域，左方出現(xiàn)四種曲線圖形顯示的選擇輸入欄（見附圖14）。分別在各輸入空格中輸入力或力矩的名稱，然后點(diǎn)擊其“確定”按鈕，就可顯示出相應(yīng)的曲線圖形。輸入的反力和反力矩名稱應(yīng)與“動(dòng)態(tài)靜力分析計(jì)算結(jié)果”表格中各反力和反力矩的名稱一致，只

21、是轉(zhuǎn)動(dòng)副中反力的名稱最右邊的字母“X”和“Y”在輸入時(shí)應(yīng)取掉，因?yàn)椤般q鏈?zhǔn)芰κ噶慷藞D”顯示的是轉(zhuǎn)動(dòng)副中反力的合矢量端點(diǎn)連成的曲線圖形。附圖14中的曲線顯示了為使原動(dòng)件1保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)加在該構(gòu)件上的平衡力矩的變化情況，圖中曲線上的圓圈與各計(jì)算等分點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，最大圓圈與初始位置對(duì)應(yīng)。 圖14 作用在構(gòu)件1上的平衡力矩變化線圖三、參考文獻(xiàn)：1.張偉社主編機(jī)械原理教程，陜西：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2001。2.孫恒,陳作模,葛文杰主編機(jī)械原理, 北京:高等教育出版社，2006。一、設(shè)計(jì)題目：齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)條件和要求：設(shè)計(jì)一對(duì)外嚙合圓柱齒輪機(jī)構(gòu)，用于傳遞中心距為138mm的平行軸之間的運(yùn)動(dòng)。要求其傳動(dòng)比i

22、12=5/3，傳動(dòng)比誤差不超過1%。已知：m=4mm，=20，ha*=1，c*=0.25，兩輪材質(zhì)相同，若要求兩輪的齒根磨損情況大致相同，重合度a1.3，頂圓齒厚0.4m。試設(shè)計(jì)這對(duì)齒輪傳動(dòng)。二、全部原始數(shù)據(jù)：a=138mm，m=4mm，i12=5/3，=20，ha*=1，c*=0.25。三、設(shè)計(jì)方法及原理： （一）傳動(dòng)的類型及選擇：按照一對(duì)齒輪的變位因數(shù)之和（1+2）的不同，齒輪傳動(dòng)可分為三種類型。1零傳動(dòng)（X1+2=0）a.標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)：X1=2=0傳動(dòng)特點(diǎn)：設(shè)計(jì)簡單，便于互換。b.高度變?yōu)辇X輪傳動(dòng)：1=-20，1+2=0。一般小齒輪采用正變位，大齒輪采用負(fù)變位。傳動(dòng)特點(diǎn)：互換性差，需成對(duì)

23、設(shè)計(jì)和使用，重合度略有降低。2.正傳動(dòng)(1+20)傳動(dòng)特點(diǎn)：可以減小齒輪機(jī)構(gòu)的尺寸?？梢詼p輕齒輪的磨損程度?？梢耘錅愔行木??？梢蕴岣邇奢喌某休d能力，由于兩輪都可以采用正變位，可以增加兩齒輪的齒根厚度，從而提高兩齒輪的抗彎能力.互換性差，需成對(duì)設(shè)計(jì)，制造和使用。重合度略有降低。3.負(fù)傳動(dòng)(1+2a= mz1(1+ i12)/2由此可得z12a/m(1+ i12)=2按上式選z1時(shí)，根據(jù)不乏生根切的最小變位因數(shù)xmin=(17-z)/z得出齒數(shù)zmin17，又考慮到小齒輪齒頂不變尖等原因，z1值不宜取得太小，所以取z1=25。因而z2= i12z1=(5/3)2542。2. 傳動(dòng)比要求：i12=z

24、2/z1=42/25=1.68，傳動(dòng)比誤差為：(i12- i12)/i12=(1.68-5/3) 0.008=0.8%0可知，該傳動(dòng)為正傳動(dòng)。其幾何尺寸計(jì)算如下：（1）中心距變動(dòng)系數(shù)：y=(a-a)/m=(138-134)/4=1（2）齒頂高變動(dòng)系數(shù)：=x1+x2（3）齒頂高： ha1=(ha*+x1-)m=(1+0.5740-0.1044) ha2=(ha*+x2-)m=(1+0.5304-0.1044) （4）齒根高： hf1=(ha*+c*-x1)m=(1+0.25-0.5740) hf2=(ha*+c*-x2)m=(1+0.25-0.5304) （5）齒全高： h1=ha1+hf1 h

25、2=ha2+hf2（6）分度圓直徑： d1=mz1=425=100mm d2=mz2=442=168mm（7）齒頂圓直徑： da1=d1+2ha1=100+25.8784=111.7568 mm da2=d2+2ha2=168+2（8）齒根圓直徑： df1=d1-2hf1=100-2 df2=d2-2hf2=168-2（9）基圓直徑： db1=d1cos=100 db2=d2cos=168（10節(jié)圓直徑： d1= d1cos/cos=100cos20 d2= d2cos/cos=168cos20（11）頂圓壓力角： a1=arccos(db1/da1)=arccos a2=arccos(db2

26、/da2)=arccos（12）重合度： a =z1(tana1-tan)+z2(tana2-tan)/(2) =25(0.6437-0.4484)+42(0.5399-0.4484)/(2)=1.38871.3，滿足重合度要求。（13）分度圓齒厚s1=m/2+2x1mtan= 4/2+24 s2=m/2+2x2mtan= 4/2+24（14）齒頂厚：sa1=s1ra1/r1-2ra1(inva1-inv)=s1ra1/r1-2ra1(tana1-a1)-(tan-)(111.7448/2)/(100/2)-111.7448(0.64352-0.57180)-(0.36397-0.34907)

27、 =2.5396mm0.4m=1.6mm，滿足頂圓齒厚要求。sa2=s2ra2/r2-2ra2(inva2-inv)=s2ra2/r2-2ra2(tana2-a2)-(tan-)(179.4080/2)/(168/2)-179.4080(0.53991-0.49506)-(0.36397-0.34907)=2.9860mm0.4m=1.6mm，滿足頂圓齒厚要求。5.不干涉條件校驗(yàn)：齒輪1：tan-(z2/z1)(tana2-tan) tan-4(ha*-x1)/(z1sin2)tan-(z2/z1)(tana2-tantan-4(ha*-x1)/(z1sin2)=0.36397-4(1-0.5

28、740)/(250.29470.2580，齒輪1滿足不干涉條件。齒輪2：tan-(z1/z2)(tana1-tan) tan-4(ha*-x2)/(z2sin2)tan-(z1/z2)(tana1-tantan-4(ha*-x2)/(z2sin2)=0.36397-4(1-0.5304)/(25 0.33230.2944，齒輪2滿足不干涉條件。所以該組齒輪滿足不干涉條件。五.齒輪參數(shù)列表： （注：所需單位mm）名稱符號(hào)公式結(jié)果齒輪1齒輪2中心距變動(dòng)系數(shù)yy=(a-a)/m1齒頂高變動(dòng)系數(shù)=x1+x2-y齒頂高h(yuǎn)aha1=(ha*+x1-)m ha2=(ha*+x2-)m齒根高h(yuǎn)fhf1=(ha

29、*+c*-x1)m hf2=(ha*+c*-x2)m齒全高h(yuǎn)h1=ha1+hf1 h2=ha2+hf2分度圓直徑dd1=mz1 d2=mz2100168齒頂圓直徑dada1=d1+2ha1 da2=d2+2ha2齒根圓直徑dfdf1=d1-2hf1 df2=d2-2hf2基圓直徑dbdb1=d1cos db2=d2cos節(jié)圓直徑dd1=d1cos/cos d2= d2cos/cos頂圓壓力角aa1=arcos(db1/da1) a2=arcos(db2/da2)重合度a aa=z1(tana1-tan)+z2(tana2-tan)/2分度圓齒厚ss1=m/2+2x1mtan s2= m/2+2x2mtan齒頂厚sasa1=s1ra1/r1-2ra1(inva1-inv)sa2=s2ra2/r2-2ra2(inva2-inv)不干涉條件-tan-(z2/z1)(tana2-tan) tan-4(ha*-x1)/(z1sin2)tan-(z1/z2)(tana1-tan) tan-4(ha*-x2)/(z2sin2)0.29470.3323 圖2齒輪圖六、計(jì)算結(jié)果分析說明：所設(shè)計(jì)的這對(duì)外嚙合齒輪的傳動(dòng)比誤差在題目