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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,機械原理課程設計,機械原理課程設計的任務和要求,1.,獨立完成,2.,保證出勤時間,3.,答辯,.,平面六桿機構的運動分析及動態(tài)靜力分析,三、設計題目,一、目的,1.,鞏固、加深、理解已學的知識；,2.,綜合運用已學知識,結合實際設計,解決實際問題,二、要求,四、題目及數據（方案）分配,指定,五、設計任務及步驟,任務,:,用解析法作機構的運動分析和動態(tài)靜力分析,步驟：,1.,用圖解法作機構的運動分析,用,圖解法,畫出,指定,2,個位置的機構運動簡圖、速度圖、加速度圖和全組同學數據構成的從動件的,S,、,

2、v,、,a,曲線,(,要求,S,、,v,、,a,曲線數據列表,同組同學比例尺一致,),。,-,畫在,2#,上,每人,9,個圖,1,個數據表,將,主動件轉一周分成,5,等分,分別為,0,1,2 4,位置。,6,7,位置為左右極限位置,;,從動件位于,1,=0,時為機構的起始位置,(,即,0,位置,),;,8,位置為受力起始點,-,小組,(4,人,),每人,2,個位置,共分析,8,個位置,2.,用解析法作機構的運動分析,將,主動件轉一周分成,5,等分,分別為,0,1,24,位置。,5,位置為右極限位置,;,從動件位于,1,=0,時為機構的起始位置,(,即,0,位置,),6,7,位置為受力起始點和終

3、止點,;,-,共分析,8,個位置,根據已知尺寸及主動件的,n,1,(or,1,),求其余構件的,i,i,i,(,or,某點的,x,i,y,i,a,xi,a,yi,v,xi,v,yi,),及質心點的,s,xi,s,yi,v,sxi,v,syi,a,sxi,a,syi,。,建立數學模型,程序設計,上機運算,輸出結果。,3.,用解析法作機構的動態(tài)靜力分析,(,不計,f,),根據上述求出的,i,a,sxi,a,syi,求出構件的慣性力,F,ix,F,iy,慣性力偶,M,i,;,畫出各構件的受力圖,列出力的平衡方程式,(,注意,受力起始點、終止點,兩位置,工作阻力,P,r,有突變,.,力分析兩種情況,:

4、,P,r,=0,P,r,0,),受力起始點,:,力突然加上,P,r,=0,P,r,受力終止點,:,力突然去掉,P,r,=,P,r,0,應分別做,2,次,:,P,r,=0,P,r,=,P,r,力分析輸出結果為,10,組,求解上述平衡方程組，得到各運動副的反力,F,Rijx,，,F,Rijy,及主動件上的平衡力矩,(,驅動力矩,),M,1,。,建立數學模型，程序設計，上機運算，輸出結果。,4.,繪制從動件,i,(,x,i,or,y,i,),v(),a(),曲線圖,;,M,1,曲線圖,;,5.,整理說明書,(,統(tǒng)一說明書用紙,),要求,:,步驟清楚,敘述簡明,語句通順,書寫端正,內容全面,.,封面,

5、(,統(tǒng)一購買,),目錄,設計任務書及設計題目,按,L,繪制機構運動簡圖,;(,畫出兩極限位置,),圖解法運動分析計算過程,;,解析法數學模型,(,過程詳細,),程序框圖,重要的變量說明,程序簡要說明等,;,結果分析與評估,設計體會與收獲等,;,參考資料,.,必須用鋼筆或黑色簽字筆書寫,6.,上交的作業(yè),源程序,(,打印,);,解析法完成的運動分析,力分析結果及,、,v,、,a,曲線圖,，,M,1,曲線圖,；,(,打印,),圖解法完成的運動分析,:,（畫在,2#,零件圖上,),說明書。,19,周周四完成圖解法運動分析,19,周周五完成解析法運動分析的推導,19,周周六完成受力分析數學模型的建立,

6、19,周周日編制程序,20,周周一、周二,1-8,節(jié)，上機,-,T507,機房,20,周周三：寫說明書,打印源程序及結果曲線。,20,周周四答辯,圖解法和程序設計在非上機時間完成,運動分析上機,8,學時,；,力分析上機,8,學時,；,整理說明書及打印,4,學時,答辯,4,學時,7.,時間分配,（,2,周,40,學時）,用解析法作機構的運動分析（矢量方程解析法）,1.,矢量分析法的基本原理,(,教材,P,37-42,),i,構件,某構件上一點,P,1),位置分析,2),速度分析,3),加速度分析,機構運動分析,i,X,P,，,Y,P,v,Px,，,v,Py,a,Px,，,a,Py,關鍵,2.,舉

7、例,已知,:,1,逆時針及尺寸,求：,2,，,3,，,2,，,3,，,2,，,3,，,X,P,，,Y,P,，,v,Px,，,v,Py,，,a,Px,，,a,Py,。,B,A,C,D,P,b,a,2,1,3,4,1,2,3,4,O,y,x,B,A,C,D,P,b,a,解,:,建立直角坐標系,并將各構件以矢量形式表示出來,(,坐標系和各構件矢量方向的選取均與解題結果無關,),;,建立機構的矢量關系式,-,位置方程,1,2,3,4,O,y,x,B,A,C,D,P,b,a,根據各構件所構成的矢量封閉形，得：,2,將矢量方程式投影到,X,、,Y,軸上；,1,2,3,4,O,y,x,B,A,C,D,P,b

8、,a,角意義：,x,軸,正向逆時針轉到矢量,l,上所測得的角度。,用,i,表示,i,矢量位置,1,3,4,=0,l,1,cos,1,+l,2,cos,2,l,3,cos,3,l,4,cos,4,=0 l,1,sin,1,+l,2,sin,2,l,3,sin,3,=0,2,1,2,3,4,O,y,x,B,A,C,D,P,b,a,1,3,=1,2,，,3,符號包括在角度里，不用考慮在哪一象限,已知,2,1,3,4,O,y,x,B,A,C,D,P,b,a,1,3,P,點的坐標：,2,X,P,=l,1,cos,1,+acos,2,+bcos(90+,2,),Y,P,=l,1,sin,1,+asin,2

9、,+,bsin,(90+,2,),2,1,3,4,O,y,x,B,A,C,D,P,b,a,1,3,2,位置方程對時間求一次導數,得到速度方程,;,-l,2,sin,2,2,+l,3,sin,3,3,=,1,l,1,sin,1,l,2,cos,2,2,-l,3,cos,3,3,=-,1,l,1,cos,1,2,3,規(guī)定,:,逆時針為正,;(,若已知,1,順時針,則代負值,),2,1,3,4,O,y,x,B,A,C,D,P,b,a,1,3,2,v,Px,v,Py,正負號意義,:,在,x,、,y,軸上的投影,位置方程對時間求二次導,得到加速度方程,-l,2,sin,2,2,+l,3,sin,3,3,

10、=,2,2,l,2,cos,2,3,2,l,3,cos,3,+,1,2,l,1,cos,1,l,2,cos,2,2,-l,3,cos,3,3,=,2,2,l,2,sin,2,3,2,l,3,sin,3,+,1,2,l,1,sin,1,2,3,正負號意義,:“,+,”,加速,轉,與,一致,.,用解析法作機構的動態(tài)靜力分析,(,不計,f,),不計慣性力,-,靜力計算,計慣性力,-,動力計算,動態(tài)靜力分析,方法,:,解析法,P,x,=0,P,y,=0,M,o,=0,規(guī)定,:,逆時針力矩為正,每個受力構件,:,P,iy,P,ix,一、力分析步驟,1),算出慣性力,慣性力矩,O,y,x,S,i,M,Q,

11、S,i,點為構件,MQ,質心,M,i,2),建立數學模型,建立直角坐標系,畫,各,構件受力圖,將各力分解為沿兩坐標軸的兩個分力,再分別對每個構件列出力平衡方程,(,共,3n,個,),然后聯立求解,.,每個構件受力,:,運動副反力,(,兩個投影,),重力,慣性力,慣性力矩,阻力,(,工作件,),驅動力矩,(,原動件,).,Px,=0,Py,=0,M=0,二、注意事項,1),P,ij,表示,i,構件作用于,j,構件上的運動副總反力,F,Rij,P,ij,=-,P,ji,統(tǒng)一,用,P,ij,的,形式表示,;,即,:,用,(-,P,ij,),代表,P,ji,1,2,1,P,21x,P,21y,2,-P

12、,21x,-P,21y,2),平面低副反力未知量的數目,:,力的三要素,-,大小、方向、作用點,低副：,二個,未知量,轉動副,:,大小,方向,(,已知作用線通過鉸鏈中心,),不計,f,分解為沿,x,y,軸兩個方向的分力,力在,x,軸方向上分力的大小力在,y,軸方向上分力的大小,移動副,:,大小,作用點,(,作用線位置,),(,已知方向,導路,),M,12,P,12,S,2,1,3),力在軸上的投影,(,與,一致,),x,y,P,x,=,Pcos,P,y,=,Psin,:,從,x,軸正向到,P,力逆時針方向測量的角度,投影的正負號由,值決定,P,只代入大小,即可,.,K-,取矩,點,x,K,y,

13、K,-,取矩點的坐標,;,B-,力,作用點,x,B,y,B,-,力作用點坐標,;,P,ix,P,iy,-,P,i,力在,x,y,軸上的分力,(,投影,),4),力對點的力矩的表達形式,(,教材,59),統(tǒng)一形式,:,M,K,=(,y,K,-y,B,)P,ix,+(x,B,-x,K,)P,iy,K(x,K,y,K,),B,P,iy,P,ix,P,i,O,y,x,5),力是矢量,未知力,分解,x,軸分力,y,軸分力,未知力,:,符號包含在變量內,(,一律先假設為正向,由算出的結果確定它們是沿,x,y,軸正向或反向,.),P,Ay,P,Ax,P,By,P,Bx,y,x,A,B,Px,=0,Py,=0

14、,P,Bx,+P,Ax,=0,P,By,+P,Ay,=0,已知力,:,G,、,Pr,，,數據輸入時都為,正值,(,標量,),則方程中該力前應為負號,;,慣性力,、,慣性力矩,均畫為正向,.,G,P,Ay,P,Ax,P,By,P,Bx,y,x,A,B,P,By,+P,ay,G,=0,代,正值,注意,:,1),明確已知數據中各個符號的意義,單位,;,2),程序中,長度單位用,m(,與轉動慣量,J,s,一致,);,3),清楚工作行程與空回行程,;(,根據阻力,(,力矩,),方向判斷,),4),清楚哪些構件考慮慣性力,(,有質量,),5),起始位置,:,從工作行程的起點開始找原動件所處的位置,.,輸出

15、格式,:,I=1,1,=,2,=,3,=,4,=,5,=,2,=,3,=,2,=,3,=,P,r,=0 (or P,r,=,N),P,12x,=P,12y,=,參考資料：,1,孫桓 機械原理 高教出版社,2001.5,第六版,2,曲繼方 機械原理課程設計 機械工業(yè)出版社，,1989.7,，第一版,3,周明溥 機械原理課程設計 上?？茖W技術文獻出版社，,1987.8,，第一版,4,羅洪田 機械原理課程設計指導書 高教出版社，,1986.10,，第一版,5,鄒慧君 機械運動方案設計手冊 上海交通大學出版社，,1994.9,，第一版,6,傅則紹 機構設計 石油大學出版社，,1985.5,，第二版,The End,