机械原理课程设计说明书--平面六杆机构

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1、机械原理课程设计说明书设计题目:平面六杆机构学院：机械工程学院姓名：班级：机英101同组人员指导老师：题目三：平面六杆机构.一.机构简介1.此平面六杆机构主要由一个四杆机构，和一个曲柄滑块机构构成，其中四杆机构是由1杆，2杆，3杆和机架构成的曲柄摇杆机构，1杆为主动件，转速为90rpm，匀速转动。其中滑块机构由3杆，4杆，滑块5和机架构成，以四杆机构的摇杆为主动件2.设计要求：各项原始数据如图所示，要求对机构的指定位置进行运动分析和动态静力分析，计算出从动件的位移，速度（角速度），加速度（角加速度）和主动件的平衡力偶M，进行机构运动分析，建立数学模型。之后进行动态静力

2、分析，建立数学模型，必须注意，工作行程和返回行程阻力的大小，方向，主动件处于何位置时有力突变，需要计算两次。二.机构运动分析：1.首先分析1杆，2杆，3杆和机架组成的四杆机构，可列复数矢量方程（1-1）应用欧拉公式将实部和虚部分离得把以上两式消元整理得其中解之可得（1）速度分析将式（1-1）对时间t求导，可得联解以上两式可求得两个未知角速度，3杆和2杆的角速度和（2）加速度分析将式（1-1）对时间t两次求导。可得联解以上两式可求得两个未知的角加速度，3杆和2杆的角加速度和2.分析由3杆，4杆，滑块5和机架构成的对心曲柄滑块机构可列复数矢量方程，其中为滑块的位移（2-2

3、）将实部和虚部分离得（1）速度分析将式（2-2）对时间t求导，可得滑块的速度V四杆的角速度（2）加速度分析将式（2-2）对时间t两次求导，可得滑块的加速度C四杆的角加速度三．动态静力分析1.首先分析滑块5，其受重力G，支持力，支座反力F45，阻力Pr=2000KN，惯性力由滑块的力平衡方程可得到。2.分析杆4，使用静待换则，C点有支座反力和,惯性力，，E处有支座反力，对E点取矩可列平衡方程力平衡方程由此可得3.分析杆3，C点处有支座反力和，因杆3质量忽略，故无惯性力，对D点取矩可列平衡方程4.分析杆2，C处有支座反力和，惯性力对B点取矩。可列平衡方程5.根据以上所列方

4、程可解得6.继续分析杆2，B处有支座反力，惯性力，可列力的平衡方程7.分析杆1，由于杆1质量忽略，故无惯性力，在B处有支座反力，和加在杆上的力偶矩M，对A点取矩，可列力的平衡方程得四．用matlab进行计算并得出滑块的位移、速度、加速度以及作用在主动件的平衡力偶的图像1.滑块位移图像1.滑块速度图像2.滑块加速度曲线1.平衡力偶图像五．机构运动简图1.起始位置2.任意位置六．设计结果分析与设计心得1.结果分析：经过使用复数矢量法建立数学模型，并通过Matlab的计算与绘图可知，滑块的位移图像为余弦函数，当曲柄的转动角度为（0.377+2K）rad时，有最大值0.663

5、8m，当曲柄的角度为[0.377+（2K+1）]rad时，有最小位移为0.4502m。滑块的速度图像为余弦函数，滑块的最大速度为0.8868m/s，最小速度为0m/s.滑块的加速度图像近似于余弦函数，最大加速度为7.7421m/s*s,最小加速度为-20.2257m/s*s.加在曲柄上的平衡力矩图像也同样为余弦函数，最大力矩为227.6055KN*m.最小力矩为-342.7158.2.设计心得：这次第一次做课程设计，我们小组遇到了挺大的挑战。我们从一开始自学matlab到重新学课本上并没有掌握很好的知识。我们花了很多精力和时间。许多看似简单的问题，但当我们真正下手去解

6、决时发现，我们之前想的太简单了。我们不得不从最基本的重新来做。我们在这次设计中学会了脚踏实地，也学会了互相合作。这些对我们日后的生活，学习，工作都有很多的益处。我们也学会了不轻视任何一个简单的问题。七.matlab设计源程序clc;clearw1=3*pi;a=0.36;b=0.32;l1=0.10;l2=0.43;l3=0.22;l4=0.52;m2=6;m4=25;m5=45;m4c=9.6;m2c=2.8;m2b=2.8;Js2=0.02;Js4=0.28;pr=2100;t=0.3770:2*pi/50:4*pi+0.3770;fori=1:length(t)

7、;x1=t(i);A=-2*l1*l3*sin(x1)+2*l3*a;B=-2*l1*l3*cos(x1)+2*l3*b;C=-l2^2+l1^2+l3^2+a^2+b^2-2*l1*(b*cos(x1)+a*sin(x1));y=(A-sqrt(A^2+B^2-C^2))/(B-C);x3=2*atan(y);x2=asin((l3*sin(x3)-l1*sin(x1)/l2));x4=asin((l3*sin(x3))/l4);w2=(-w1*l1*sin(x1-x3))/(l2*sin(x2-x3));w3=(w1*l1*sin(x1-x2))