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连杆机构运动分析实验-机械工程学院-盐城工学院

《机械原理》课程

盐城工学院机械工程学院

机械基础课程组

目录

实验一连杆机构运动分析„„„„„„„„„„„„„2

实验二凸轮轮廓设计„„„„„„„„„„„„„„„7

实验三齿轮机构设计„„„„„„„„„„„„„„10

实验四齿轮范成原理计算机模拟„„„„„„„„„13

附:上机操作及程序编写指导„„„„„„„„„„„15

1

实验一连杆机构运动分析一、实验目的

1、掌握用解析法对连杆机构进行运动分析的原理和方法;

2、培养分析问题、解决问题的能力;

3、培养计算机应用能力。

二、实验原理

用解析法对平面连杆机构进行运动分析，采用矢量方程法进行分析。

1、铰链四杆机构

C

y2

,2B

3

,1

1,3,D1

A4x

如图1所示的四杆机构，取坐标系原点与曲柄回转中心重合。经过位移分析得

图1平面铰链四杆机构运动分析

222，，,AABC,,2()arctg3BC,

lsin,,lsin,3311,arcsin,2l2

其中:A,2llsin,131

2

,B,2llcos,l，，3114

2222C,l,l,L,L，2llcos,2134141

经过速度分析得

lsin(),,,112,,,31lsin(),,,332

lsin(),,,113,,,,21lsin(),,,223

经过加速度分析得

222lll,,,,,,,，,,,cos()cos()2211123332,,3lsin(),,,332

222lll,,,,,,,,,,,cos()cos()3311132223,,2lsin(),,,223

2、曲柄滑块机构

如图2所示的滑块机构，取坐标系原点与曲柄回转中心重合。经过位移

分析得

,2

B

21

C,13,14A

xCs

图2曲柄滑块机构运动分析

x,lcos,，lcos,C1122

3

,lsin,11,arcsin,2l2

经速度分析展开后得

l,cos,111,,,2

lcos,22

,,sin()l,112,,,Ccos,2

经加速度分析得

22,,,,lsin，lsin111222,,2lcos,22

22,,,,cos()l,，l111222a,,Ccos,2

3、导杆机构

如图3所示的导杆机构，取坐标系原点与曲柄回转中心重合。经过位移

分析得

,lsin，l114,tan,3lcos,11

,cos1S,l1cos,3

经速度分析得

v,,l,sin(,,,)B2B31113

lcos(),,,,1113,,3S

4

,21By

1

A,1

3

S

l4

,3C

x

4

图3导杆机构运动分析

经加速度分析得

22a,S,,l,cos(,,,)B2B331113

2vl2,，,sin(,,,)B2B331113,,,3S

三、实验方法和步骤

1、实验准备

取几何尺寸为下面三组数据中任一组数据，实验前编写好计算机机构运动分析

程序(利用VB、VC或MATLAB语言编程)。

l,0.35l,0.2l,0.4l,0.5(1)铰链四杆机构:m,m，m,m,3124,,10rad/s;1

l,0.2l,0.4,,10(2)曲柄滑块机构:m,m，rad/s;121

5

(3)导杆机构:m,m,rad/s;l,0.2l,0.5,,10141

2、上机实验

(1)打开计算机，输入编写好的程序;

(2)调试程序，输入已知数据;

(3)按曲柄转角从0?到360?之间每间隔30?输出一组分析数据。四、填写实验

报告

五、思考题

1(在曲柄滑块机构中，位移、速度、加速度的变化分别对哪个几何参数最敏感,

2(在导杆机构中，位移、速度、加速度的变化分别对哪个几何参数最敏感,

3(机构几何参数的变化过程中，位移、速度、加速度曲线的基本形状有无发生

根本性的改变,为什么,

6

实验二凸轮轮廓设计

一、实验目的

1、掌握用解析法设计凸轮机构的原理和方法;2、培养分析问题、解决问题的

能力;

3、培养计算机应用能力。

二、实验原理

1、从动件推程运动规律方程

(1)等速运动规律

推程运动方程:回程运动方程:

h,S,h