哈工大威海机械原理大作业连杆机构原创优秀介绍.doc

机 械 原 理 大 作 业 课程名称： 机械原理 设计题目： 连杆机构 班级：机械四班（1213104） 姓名： 刘胜男 学号： 121310402 哈尔滨工业大学（威海） 大作业1 连杆机构运动分析 1.运动分析题目 2.连杆机构运动分析要求 （1）按比例画出机构运动简图 见图纸。 对机构进行结构分析，找出组成机构的基本杆组 该机构由Ⅰ级杆组RR（原动件1），Ⅱ级杆组RRR(杆2、杆3)，Ⅱ级杆组RRP(杆4、滑块5)组成，所以该机构为Ⅱ级机构。 所拆杆组如下图所示： Ⅰ级杆组RR（原动件1）： Ⅱ级杆组RRR（杆2、杆3）： Ⅱ级杆组RRP(杆4、滑块5)： + + 建立组成机构的各基本杆组的运动分析数学模型 ①Ⅰ级杆组RR（原动件1）运动分析的数学模型 位置分析： ②Ⅱ级杆组RRR(杆2、杆3)运动分析的数学模型 位置分析： 设两构件的长度R1，R2及外运动副N1，N2的位置已知，求两个构件的位置角,及运动副N3的位置。 选定坐标系及相应的标号如下图,构件的位置角约定从响应构件的外运动副引轴的方向线，按逆时针量取。 设外运动副，的位置坐标分别为（,），（,）,则 运动副点坐标为： 构件的位置角： 位置分析过程中应注意两个问题： （1） 因为，的位置及杆长，都是给定的，这就可能出现或的情况。在这两种情况下实际上不可能形成RRR杆组，计算过程中应及时验算上述条件，如满足上述条件应中止运算并给出相应信息。 （2）在给定，，，的条件下，可能有两个位置如上图中的和，相应的和，我们称为杆组的两种工作状态。对于实际构件而言，杆组只可能在一种工作状态下运动，而且在机构运动过程中只要不出现 的情况（这种情况下，机构处于瞬时运动不确定状态，设计时应避免）杆组就不会从一种工作状态变为另一种工作状态，所以运动分析时可预先按机构的实际工作位置，指明杆组是哪一种工作状态。约定状态参数：为逆时针读取时=1，为顺时针时= -1。 速度分析： 设外运动副，点的速度，及，已知，求点的速度， 及构件，的角速度,。 因为 将上式对时间t微分： （1） （2） 注意到： 则式（1）（2）可写为 （3） 令： 则： 将，值代入式（1）（2） 即可求得,。 加速度分析： 设外运动副，点的加速度 已知，求点的加速度及构件的角加速度。 将式(3)对时间t微分得： 式中： 运动副点的加速度可由,的微分式求得。 ③平面运动构件（单杆）的运动分析的数学模型 已知构件上的点的位置,，速度为,，加速度为，及过点的点的线段的位置角，构件的角速度ω，角加速度ε，求构件上点和任意指定点（位置参数＝，＝）的位置、速度、加速度。 ，点的位置为： ，点的速度，加速度为： ④Ⅱ级杆组RRP(杆4、滑块5)运动分析的数学模型 位置分析： 设已知内运动副点及移动副导路上任意一选定参考点的位置，构件的长度及导路的位置角，求构件的位置角及内运动副点的位置（如右图）。角从水平线到度量。 由向导路作垂线，垂足为，令=,=,= 则 点相对于导路上参考点的滑移距离： 显然，当时无解。 当时有两个解，对应于杆组的不同位置状态。若∠ ,则，约定状态参数=1；若∠ ,则，则约定状态参数=-1。