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平面六杆机构的运动分析【1张图/18300字】【优秀机械毕业设计论文】

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平面六杆机构的运动分析【】【优秀机械毕业设计论文】.rar

VB仿真

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工程1.vbp

工程1.vbw

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外文翻译

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A3-平面六杆机构简图.DWG

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关键词：: 平面机构运动分析优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份,63页,18300字左右.
开题报告一份.
任务书一份.

图纸:A3-平面六杆机构简图.dwg

目录
第一章前言......................................................................................1
1.1 平面连杆机构概述.............................................................................1
1.2 平面连杆机构分析.............................................................................2
1.3 平面连杆机构的研究概况及发展趋势....................................................3
1.4本文的研究内容及设计方案..................................................................4
第二章平面四杆机构的运动分析.........................................................5
2.1 平面四杆机构位移分析.......................................................................5
2.2 平面四杆机构速度分析.......................................................................8
2.3 平面四杆机构加速度分析....................................................................9
第三章平面六杆机构运动分析...........................................................11
3.1 平面六杆机构位移分析.....................................................................11
3.2 平面六杆机构速度分析.....................................................................14
3.3 平面六杆机构加速度分析..................................................................15
第四章平面六杆机构动力性能分析...................................................18
第五章平面连杆机构Visual Basic运动仿真...................................21
5.1 运动初始界面Form1.........................................................................21
5.2 平面四杆机构运动仿真界面Form2......................................................23
5.3 平面六杆机构运动仿真界面Form3......................................................25
5.4 平面六杆机构运动分析及曲线图Form4...............................................27
5.5 Visual Basic源程序.......................................................................29
5.5.1 Form1源程序................................................................................29
5.5.2 Form2源程序................................................................................29
5.5.3 Form3源程序................................................................................37
5.5.4 Form4源程序................................................................................49
结论..........................................................................................61
参考文献......................................................................................62
致谢..........................................................................................63

平面六杆机构的运动分析

摘要：本论文首先对平面四杆机构进行运动分析，再对平面六杆机构进行运动分析，进而分析了平面六杆机构的动力性能，最后运用运动仿真软件Visual Basic6.0对平面四杆机构和平面六杆机构进行运动模拟仿真。
我们通过对平面四杆机构和平面六杆机构连杆的运动进行系统地深入分析，从而获得平面连杆机构运动性能，进而达到对平面连杆机构的动力性能分析的目的。为了使研究结果更加形象生动，我们运用Visual Basic6.0来模拟平面四杆机构和平面六杆机构的运动的过程，并且得出连杆的运动曲线图及其它相关结果。本文的主要特色是在各个设计进度中将会大量应用计算机高级语言Visual Basic编程来模拟平面四杆机构和六杆机构平面连杆机构的运动学分析的过程，包括建立运动约束方程和解方程两部分。模拟的原理是借助于连杆机构设计的解析法，利用时钟控件来循环改变直线或圆的坐标，实现动画仿真功能，同时我们可以进一步分析和检查平面连杆机构的位移、速度和加速度等运动特性的正确性。通过这些我们便可以得到平面连杆机构的力学性能，从而达到本文的目的。
关键词：连杆机构运动分析动力性能 Visual Basic仿真

指导老师签名：

The Dynamic Behavior Analysis of Planar Linkage

Name: Ji Zhuangzhuang Class: 0781051
Supervisor: Xu Ying

Abstract: This paper analyzes the motion of planar four-bar linkage at first, then it analyzes the motion of planar six-bar linkage. After that ,it does analysis of the dynamic performance of plane six-bar linkage. Finally, it simulates the campaign of planar four-bar linkage and plane six-bar agencies, using a simulation software -- visual basic 6.0.
After systematically and analyzed plane four-bar and plane six-bar linkage in depth, we obtained the campaign performance of planar linkage mechanism. By this we achieved the purpose of analyzing the dynamic behavior of planar linkage mechanism. In order to make the study results more vivid and to obtain the linkage’s campaign curves and other related results ,we use visual basic 6.0 to simulate the campaign process of plane four-bar and plane six-bar linkage mechanism. The main special features in each design progress lieutenant general and will apply deluxe language Microsoft Visual Basic of calculator in great quantities, to imitate planar four-bar linkage mechanism and planar six-bar linkage mechanism to get analytical process of the kinetics of the linkage mechanism, include the establishment move control formula and reach agreement formula two parts. Principle of imitate is ask for help from linkage mechanism design of resolution method, make use of clock to control a piece to come to circulating change straight line or sit a mark roundly, carry out an animation to imitate true function。 Meanwhile, we can further analyze and examine the correctness of planar linkage’s displacement, velocity and acceleration and other characteristics. Through these above we can get the mechanical properties of planar linkage, and so as to achieve the purpose of this paper.
Keywords: linkage motion analysis dynamic performance visual basic simulation

Signature of Supervisor：

毕业设计（论文）任务书

I、毕业设计(论文)题目：

平面六杆机构的运动分析

II、毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：

用解析法进行平面四杆及六杆机构的运动和动力性能分析，分析平面六杆机构的

受力并用软件编程实现平面六杆机构的运动和动力仿真。
具体内容如下：
1：平面连杆机构连杆点的轨迹坐标
2：六杆机构的动力性能分析

3：运动学仿真软件编制

III、毕业设计(论文)工作内容及完成时间：
1、拟写开题报告、外文翻译 2周 3月1 日- 3月11日
2、平面连杆机构连杆点的轨迹坐标 3周 3月14 日- 4月2 日
3、四杆机构的运动分析 3周 4月6 日- 4月26日
4、六杆机构的动力性能分析 3周 4月27日- 5月10日
5、运动学仿真软件编制 2周 5月11日- 5月25 日
6、毕业论文整理及答辩准备 2周 5月26日- 6月3 日

Ⅳ 、主要参考资料：
1、师忠荣等主编，机械原理课程设计，机械工业出版社， 2003年

2、杨兰生等主编，机械原理电算程序设计，中国展望出版社，1986年

3、陆凤仪等主编，机械原理课程设计，机械工业出版社，1993年

4、王保民等主编，机械原理课程设计手册，重庆大学出版社，1998年

5、濮良贵等主编，机械设计，高等教育出版社，2001
6、孙恒等主编，机械原理，高等教育出版社，2001年

7、Shigley J E,Uicher J J.Theory of machines and mechanisms. New York，1980

平面六杆机构的运动分析

内容简介：: 南昌航空大学科技学院毕业设计外文翻译 1 机械手的机械和控制系统 1. 引言 2001 年 6 月在德国卡尔斯鲁厄开展的“人形机器人”特别研究，是为了开发在正常环境（如厨房或客厅）下能够和人类合作和互动的机器人系统。设计这些机器人系统是为了能够在非专业、非工业的条件下（如身处多物之中），帮我们抓取不同尺寸、形状和重量的物体。同时，它们必须能够很好的操纵被抓物体。这种极强的灵活性只能通过一个适应性极强的机械人手抓系统来获得，即所谓的多指机械手或机器人手。上文提到的研究项目，就是要制造一个人形机器人，此机器人将装备这种机器人手系统。这个新手将由两个机构合作制造，它们是卡尔斯鲁厄大学的程控制和机器人技术研究院）和 c（计算机应用科学研究院）。这两个组织都有制造此种系统的相关经验，但是稍有不同的观点。造的卡尔斯鲁厄灵巧手（如图 1 所示），是一个四指相互独立的手爪，我们将在此文中详细介绍。造的手（如图 17 所示）是作为残疾人的假肢。图卡尔斯鲁厄灵巧手图 2. 发的流体手 2. 机器人手的一般结构一个机器人手可以分成两大主要子系统：机械系统和控制系统。机械系统又可分为结构设计、驱动系统和传感系统，我们将在第三部分作进一步介绍。在第四部分介绍的控制系统至少由控制硬件和控制软件组成。我们将对这两大子系统的问题作一番基本介绍，然后用卡尔斯鲁厄灵巧手演示一下。南昌航空大学科技学院毕业设计外文翻译 2 3. 机械系统机械系统将描述这个手看起来如何以及由什么元件组成。它决定结构设计、手指的数量及使用的材料。此外，还确定驱动器（如电动机）、传感器（如位置编码器）的位置。构设计结构设计将对机械手的灵活度起很大的作用，即它能抓取何种类型的物体以及能对被抓物体进行何种操作。设计一个机器人手的时候，必须确定三个基本要素：手指的数量、手指的关节数量以及手指的尺寸和安置位置。为了能够在机械手的工作范围内安全的抓取和操作物件，至少需要三根手指。为了能够对被抓物体的操作获得 6 个自由度（ 3 个平移和 3 个旋转自由度），每个手指必须具备 3 个独立的关节。这种方法在第一代卡尔斯鲁厄灵巧手上被采用过。但是，为了能够重抓一个物件而无需将它先释放再拾取的话，至少需要 4 根手指。要确定手指的尺寸和安置位置，可以采用两种方法：拟人化和非拟人化。然后将取决与被操作的物体以及选择何种期望的操作类型。拟人化的安置方式很容易从人手到机器人手转移抓取意图。但是每个手指不同的尺寸和不对称的安置位置将增加加工费用，并且是其控制系统变得更加复杂，因为每个手指都必须分别加以控制。对于相同手指的对称布置，常采用非拟人化方法。因为只需加工和构建单一的“手指模块”，因此可减少加工费用，同时也可是控制系统简化。动系统指关节的驱动器对手的灵活度也有很大的影响，因为它决定潜在的力量、精度及关节运动的速度。机械运动的两个方面需加以考虑：运动来源和运动方向。在这方面，文献里描述了有几种不同的方法，如文献 3中说可由液压缸或气压缸产生运动，或者，正如大部分情况一样使用电动机。在多数情况下，运动驱动器（如电机）太大而不能直接与相应的指关节结合在一起，因此，这个运动必须由驱动器（一般位于机器臂最后的连接点处）转移过来。有几种不同的方法可实现这种运动方式，如使用键、传动带以及活动轴。使用这种间接驱动指关节的方法，或多或少地降低了整个系统的强度和精度，同时也使控制系统复杂化，因为每根手指的不同关节常常是机械地连在一起，但是在控制系统的软件里却南昌航空大学科技学院毕业设计外文翻译 3 要将它们分别独立控制。由于具有这些缺点，因此小型化的运动驱动器与指关节的直接融合就显得相当必要。感系统机器手的传感系统可将反馈信息从硬件传给控制软件。对手指或被抓物体建立一个闭环控制是很必要的。在机器手中使用了 3 种类型的传感器： 1. 手爪状态传感器确定指关节和指尖的位置以及手指上的作用力情况。知道了指尖的精确位置将使精确控制变得可能。另外，知道手指作用在被抓物体上的力，就可以抓取易碎物件而不会打破它。 2. 抓取状态传感器提供手指与被抓物体之间的接触状态信息。这种触觉信息可在抓取过程中及时确定与物体第一次接触的位置点，同时也可避免不正确的抓取，如抓到物体的边缘和尖端。另外还能察觉到已抓物体是否滑落，从而避免物体因跌落而损坏。 3. 物体状态或姿态传感器用于确定手指内物体的形状、位置和方向。如果在抓取物体之前并不清楚这些信息的情况下，这种传感器是非常必要的。如果此传感器还能作用于已抓物体上的话，它也能控制物体的姿态（位置和方向），从而监测是否滑落。根据不同的驱动系统，有关指关节位置的几何信息可以在运动驱动器或直接在关节处出测量。例如，如在电动机和指关节之间有一刚性联轴器，那么就可以用电机轴上的一个角度编码器（在齿轮前或齿轮后）来测量关节的位置。但是如果此联轴器刚度不够或着要获得很高的精度的话，就不能用这种方法。尔斯鲁厄灵巧手的机械系统为了能够获得如重抓等更加复杂的操作，卡尔斯鲁厄灵巧手（由 4 根手指组成，且每根手指由 3 个相互独立的关节组成。设计该手是为了能够在工业环境中应用（图3 所示）和操纵箱、缸及螺钉螺帽等物体。因此，我们选用四个相同手指，将它们作对称、非拟人化配置，且每个手指都能旋转 90（图 4 所示）。鉴于从第一代卡尔斯鲁厄灵巧手设计中得到的经验，比如因传动带而导致的机械问题以及较大摩擦因数导致的控制问题，卡尔斯鲁厄灵巧手采用了一些不同的设计决策。每根手指的关节 2 和关节 3 之间的直流电机被整合到手指前部肢体中（图 5 所示）。这种布置可使用很硬的球轴齿轮将运动传递到手指的关节处。处在电机轴上的角度编码器（在齿轮前）此时可作为一个精度很高的位置状态传感器。南昌航空大学科技学院毕业设计外文翻译 4 图为了感知作用在物体上的手指力量，我们发明了一个六维力扭矩传感器（图 6 所示）。这个传感器可当作手指末端肢体使用，且配有一个球形指尖。它可以抓取较轻的物体，同时也能抓取 3近的较重物体。此传感器能测量 X、 Y 和 Z 方向的力及绕相关轴的力矩。另外， 3 个共线的激光三角测量传感器被安置在手掌上（图 5 所示）。因为有 3 个这样的传感器，因此不仅可以测量 3 单点之间的距离，如果知道物体的形状，还能测出被抓物体表面之间的距离和方向。物体状态传感器的工作频率为 1能检测和避免物体的滑落。图 5. 侧视图图 6. 带应变计量传感器的六自由度扭转传感器 4. 控制系统机器人手的控制系统决定哪些潜在的灵巧技能能够被实际利用，这些技能都是由机械系统所提供的。如前所述，控制系统可分为控制计算机即硬件和控制算法即软件。南昌航空大学科技学院毕业设计外文翻译 5 控制系统必须满足以下几个的条件： 1. 必须要有足够的输入输出端口。例如，一具有 9 个自由度的低级手，其驱动器至少需要 9 路模拟输出端口，且要有 9 路从角度编码器的输入端口。如再加上每个手指上的力传感器、触觉传感器及物体状态传感器的话，则端口数量将增加号几倍。 2. 需具备对外部事件快速实时反应的能力。例如，当检测到物体滑落时，能立即采取相应的措施。 3. 需具备较高的计算能力以应对一些不同的任务。如可以对多指及物体并行执行路径规划、坐标转换及闭环控制等任务。 4. 控制系统的体积要小，以便能够将其直接集成到操作系统当中。 5. 在控制系统与驱动器及传感器之间必须要电气短接。特别是对传感器来说，若没有的话，很多的干扰信号将会干扰传感器信号。制硬件为了应对系统的要求，控制硬件一般分布在几个专门的处理器中。如可通过一个简单的微控制器处理很低端的输入输出接口（马达和传感器），因此控制器尺寸很小，能轻易地集成到操纵系统中。但是较高水平的控制端口则需要较高的计算能力，且需要一个灵活实时操作系统的支持。这可以通过轻易地解决。因此，控制硬件常由一个非均匀的分布式计算机系统组成，它的一端是微控制器，而另一端则是一个功能强大的处理器。不同的计算单元则通过一个通信系统连接起来，比如总线系统。制软件机器人手的控制软件是相当复杂的。必须对要对手指进行实时及平行控制，同时还要计划手指和物体的新的轨迹。因此，为了减少问题的复杂性，就有必要将此问题分成几个子问题来处理。另一方面涉及软件的开发。机器人手其实是一个研究项目，它的编程环境如用户界面，编程工具和调试设施都必须十分强大和灵活。这些只能使用一个标准的操作系统才能得到满足。在机械人中普遍使用的分层控制系统方法都经过了修剪，以满足机械手的特殊控制要求。南昌航空大学科技学院毕业设计外文翻译 6 尔斯鲁厄灵巧手的控制系统如在中所说，对于卡尔斯鲁厄灵巧手的控制硬件，采用了一种分布式方法（图7 所示）。一个微控制器分别控制一个手指的驱动器和传感器，另外一个微控制器用于控制物体状态传感器（激光三角传感器）。这些微控制器（图 7 左侧和右侧的外箱）直接安装在手上，所以可以保证和驱动器及传感器之间较短的电气连接。这些微控制器都是使用串行总线系统和主控计算机连在一起的。这个主控计算机（图 7、图 8 中的灰色方块）是由六台工业计算机组成的一个并行计算机。这些电脑都被排列在一个二维平面。相邻电脑模块（一台电脑最多有 8 个相邻模块）使用双端口行快速通信（图 7 中暗灰色方块所示）。一台电脑用于控制一个手指。另一台用于控制物体状态传感器及计算物体之间的位置。其余的电脑被安在前面提到的电脑的周围。这些电脑用于协调整个控制系统。控制软件的结构反映了控制硬件的架构。如图 9 所示。图 7. I 的控制硬件构架图 I 的平行主计算机一个关于此手控制系统的三个最高层次的网上计划正在规划。理想的物体位移命令可由优越的机器人控制系统得到，并可用作物体路径的精确规划。根据已产生的目标路径就可规划可行的抓取行为（手指作用在物体上的可行抓取位置点）。现在知道了物体的运动计划，就可以由手指路径规划得出每个手指的运动轨迹，并传递给系统的实时能力部分。如果一个物体被抓取了，那么其手指的运动路径就传递给了物体的状态控制器。这个控制器控制物体的姿态，它由手指和物体状态传感器所决定，用以获得所需的物体姿态。如果一个手指没有跟物体接触，那么它的移动路径将会直接传递给手控制器。这个手控制器将相关的预期手指位置传递给所有的手指控制器，以协调所有手指的运动。这些在手指传感器的帮助下又反过来驱动手指驱动器。南昌航空大学科技学院毕业设计外文翻译 7 图 9. 手部控制系统 5. 实验结果为了验证卡尔斯鲁厄灵巧手的能力，我们选择了两个要求操作问题。一个问题是在网上对处于外部影响下的被抓物体姿态（位置和方向）的控制。另一个问题是被抓物体必须能够绕任意角度旋转，这只能通过重抓才能实现。这可以反映卡尔斯鲁厄灵巧手对复杂任务的操作能力。体姿态控制这个物体姿态控制器的目的是为了确定好被抓物体的位置和方向以适合给定的轨迹。此任务必须在实时条件通过在线获得，尽管有内部变化及外部干扰的存在。内部变化比如在物体移动过程中，球形指尖在被抓物体上的滚动。这种状况如图 10、图 11 所示。这将导致物体的不必要的额外移动和倾斜。这些错误的物体姿势很难预先估计。因此，物体状态传感器的输入必须要修改这些错误。对于卡尔斯鲁厄灵巧手来说，其上的三个激光三角传感器就是用来纠正此种错误的。图 12 定量地说明了图 9 中物体在没有姿态控制情况下的倾斜情况。下图显示了在 X 方向上随时间推移的预期轨迹，而上图显示了物体实际的旋转（倾斜）结果情况。因为启用了物体状态控制，图 13 中的物体倾斜得到了很大的减少。上图物体的旋转保持基本恒定，这和期望的一样。图图南昌航空大学科技学院毕业设计外文翻译 8 图图额外的不期望倾斜情况倾斜情况物体状态控制器对补偿外界干扰也是十分必要的。比如，机器人（手臂、手或手指）或被抓物体与外界的碰撞可能导致物体的滑落。这更有可能导致被抓物体的损耗，这是不能出现的情况。为了能够避免物体在这种情况下的损失，就必须检测出物体的滑落并迅速采取行动以稳定物体的状态。为了验证卡尔斯鲁厄灵巧手控制系统对这种干扰情况的处理能力，我们做了以下的实验：物件被抓后，将手指的接触力恒定减少直至物体开始滑落。在激光三角传感器检测滑落后，物体状态控制器采取措施将物体重新调控到所期望的位置。图 14 和图 15 展示了此种实验的一个例子。尤其是图 14，它显示出物体滑落启动的相当突然且相当快。但是物体状态控制器也能够足够快地检测和补偿滑落，这样物体的位置（这里：特别是 X 方向，就是滑落的方向）和物体的方向能够与最开始的期望值很快地相符。图 X 方向的实际物体图于 Z 轴的实际位置物体方向南昌航空大学科技学院毕业设计外文翻译 9 抓虽然卡尔斯鲁厄灵巧手非常的灵活，但是它不能在第一次操作中就能得到每一个理想的对象操纵。这源于这样一个事实：手指相对于正常的工业机器人来说是十分小的，因此所具备的工作范围也是很有限的。如果物体被手指抓住，那么它第一次只能在所有手指的剩余空间内被操纵。可行操作的条件是所有的接触点必须长期地处在相联手指的工作范围内。这很大地限制了操作的可行性。为了能够克服此种限制，一个叫做重抓的操作就必须执行。即当一个接触点到达了相联手指的限制区域时，这个手指就必须从物体上脱离，并移到一个新的接触位置。这必须是多于 3 个手指的手才能使操作可靠。周期性的移动这些手指，就能使任意的操作变得可行。关于此种操作有一个例子，就是在大角度旋转被抓物体时，此时重抓动作很有必要。图 16 显示了卡尔斯鲁厄灵巧手在旋转一个螺帽状物体时的一系列图片。这个物体是绕它的垂直轴旋转的。在 a 到 c 图中所有的手指都跟物体接触，并且四个手指相互协调运动才使物体旋转。图 d 到图 f 显示了一个手指的的重抓动作。在 d 图中这个手指已经运动到其工作范围的极限位置，这时所有手指的协调运动也被终止。左前方的手指脱离物体并单独移动到另一个接触点。在图 f 中这个手指重新跟物体接触，另一个手指此时可以重新定位（没有显示）。所有的手指重新定位之后，协调旋转运动继续进行。视具体情况而定，卡尔斯鲁厄灵巧手也可以同时进行几个手指的重抓动作。这可以加速重抓过程，但是只能是被抓物体与外界接触的条件下才有可能。比如说螺丝钉上的螺帽或孔里的一挂钩。图 17 显示了卡尔斯鲁厄灵巧手将一个木柱从一个平方的基座孔内拉出来的一系列图片。图 a 到图 b 显示木柱被拉出一半，然后左手指和右手指在同一时刻脱离物体并重新定位（图 c 到图 e）。那之后，前面与后面的手指也重新定位（图 f）。那之后，整个木柱被拉出，从而可进行进一步的操作（没有显示）。南昌航空大学科技学院毕业设计外文翻译 10 图图为了使机械手能够完成灵活精确的操作，一合适的机械系统和控制系统是必需的。这些介绍的标准是必需加以考虑的，正如文中所说。卡尔斯鲁厄灵巧手表现的非常成功。这种机械手能够抓取很大范围的不同形状、尺寸和重量的物体。被抓物体的姿态也能可靠地加以控制，即使在外部干扰的情况下。此外，由于此系统，复杂的精细操作（如重抓）也能实现。在人行机器人的特殊研究领域，基于一个不同的概念叫做流体化（图2 所示）的基础上，小型机械手也具有拟人化和机械化。这概念是由卡尔斯鲁厄研究中心的提出的。但是，这个控制软件的主要结构可经过相应修改而为此种小型机械手所用。 1 . n 001 a is to in a as or of of is to be in as us to of At be to be a to or is to a be a be c ( to of (), is an we in in 7) is a . of be be we be in In at by We 2 3. It to of of In as as of be of it be to a we of of To be to in of at To be to on of of in to a it up at To of be on to be of of To a is to to a of a be a a it of of to be of In 3, or be in as in In as at of to as of of or of to of in to to of a s on or a is in of 1. to of on of In in 2. an be in in a of of to as In to in to of 3. or to of If is is If on it s in to on of a or in if is a a in or to if is or to be In to as ( ) by of to be to in ) we be 0 (). In of as by a by a of C is in of ). be be to of At in at as a of 4 on 3. to be by As be is 1. a of at of of In to of on of of 2. to to 3. to a to to a of If be in 4. is in so be 5. In be to In if a of In to in as a so is be of a be C of a is is a by a as is be to in of in to of it is to to On is a as to be a 5 be in to As in , a ). A to a a is to on so it a a is , in is of to a in a to a up to a AM , A to a of to in of to in of to . . I . I on of of be as to be a on of of of to of If an is of on to of of by to If a is in its be is to to to of in of . 5. To we is on in of is to be be to be on of of is to be in to to a be in of to as on in 0, as 1. to is to in of , is to 2 in of in in of is 3 in on to 0. By 2. is no 1. of 3 to Do of is or or to of is to in to be In to an in we to In to of we to In to to to 4 5 an of In 4, it an to be so of in X is of of to 5.2 is it be be an to is so of If is it be in be to of of In to an a on to is a to be to a be of to of so An of on in is 6 in a of is In a to c of to in to d f a In d of to of of is of to of In f be at to As a up of be in is or in a 7 to a of a of a of a b to be at c to e). in of f). 6. of 7. of in 6. In to a is of is to be as a of of be in of In a as be s of in of on a co 毕业设计（论文）外文翻译题目平面连杆机构的运动仿真专业名称机械设计制造及其自动化班级学号 078105107 学生姓名季壮壮指导教师许瑛填表日期 2011 年 3 月 1 日毕业设计（论文）任务书 I、毕业设计 (论文 )题目：平面六杆机构的运动分析业设计 (论文 )使用的原始资料 (数据 )及设计技术要求：用解析法进行平面四杆及六杆机构的运动和动力性能分析，分析平面六杆机构的受力并用软件编程实现平面六杆机构的运动和动力仿真。具体内容如下： 1：平面连杆机构连杆点的轨迹坐标 2：六杆机构的动力性能分析 3：运动学仿真软件编制业设计 (论文 )工作内容及完成时间： 1、拟写开题报告、外文翻译 2 周 3 月 1 日 - 3 月 11 日 2、平面连杆机构连杆点的轨迹坐标 3 周 3 月 14 日 - 4 月 2 日 3、四杆机构的运动分析 3 周 4 月 6 日 - 4 月 26 日 4、六杆机构的动力性能分析 3 周 4 月 27 日 - 5 月 10 日 5、运动学仿真软件编制 2 周 5 月 11 日 - 5 月 25 日 6、毕业论文整理及答辩准备 2 周 5 月 26 日 - 6 月 3 日、主要参考资料： 1、师忠荣等主编，机械原理课程设计，机械工业出版社， 2003 年 2、杨兰生等主编，机械原理电算程序设计，中国展望出版社， 1986 年 3、陆凤仪等主编，机械原理课程设计，机械工业出版社， 1993 年 4、王保民等主编，机械原理课程设计手册，重庆大学出版社， 1998 年 5、濮良贵等主编，机械设计，高等教育出版社， 2001 6、孙恒等主编，机械原理，高等教育出版社， 2001 年 7、 E, of 1980 航空工程系机械设计制造及其自动化专业类 0781051 班学生（签名）：填写日期：自 2011 年 3 月 1 日至 2011 年 6 月 2 日指导教师（签名）：助理指导教师 (并指出所负责的部分 )：航空工程系（室）主任（签名）：毕业设计（论文）开题报告题目平面六杆机构的运动分析专业名称机械设计制造及其自动化班级学号 078105107 学生姓名季壮壮指导教师许瑛填表日期 2011 年 3 月 10 日一、选题的依据及意义：平面连杆机构是许多构建用低副（转动副和移动副）连接组成的平面机构。低副是面接触，耐磨损；加上转动副和移动副的接触表面是圆柱面和平面，制造简便，易于获得较高的制造精度。因此，平面连杆机构在各种机械和仪器中获得广泛应用。连杆机构的缺点是：低副中存在间隙，数目较多的低副会引起运动累积误差；而且它的设计比较复杂，不易精确地实现复杂地运动规律。机构的从动系统一般还可以进一步分解成若干个不可再分的自由度为零的构件组合，这种组合称为基本杆组，简称为杆组。平面连杆机构分析包连杆的运动分析和动力性能分析。平面连杆机构运动分析是不考虑引起机构运动的外力的影响，而仅从几何角度出发，根据已知的原动件的运动规律（通常假设为作匀速运动），确定机构其它构件上各点的位移（轨迹）、速度和加速度，或构件的角位移，角速度和角加速度等运动参数。许多机械的运动学特性和运动参数直接关系到机械工艺动作的质量，运动参数又是机械动力学分析的依据，所以机构的运动分析是机械设计过程中必不可少的重要环节。而平面连杆机构动力性能分析的目的是：第一，确定机构运动副中的约束反力。因为这些力的大小和性质决定各零件的强度以及机构运动副的摩擦磨损和机械效率。第二，确定机械上应加的平衡力，以保证原动件按给定运动规律运动。这对确定机器工作时所需要的最驱动功率或所能承受的最大生产载荷都是必不可少的。而且无论是分析研究现有机械的工作性能，还是优化综合新机械，平面连杆机构动力性能分析都是十分重要的。二、国内外研究概况及发展趋势：在各种机构型式中，连杆机构的特点表现为具有多种多样的结构和多种多样的特性。仅就平面连杆机构而言，即使其连杆件数被限制在很少的情况下，大量的各种可能的结构型式在今天仍难以估计。它们的特性在每一方面是多种多样的，以致只能将其视为最一般形式的机械系统。在古代和中世纪许多实际应用方面的发明中就有连杆机构，例如我国东汉时期张衡发明的地震仪、列奥纳多达芬奇所描述的椭圆车削装置等，在这些发明中，都巧妙地应用了平面连杆机构。在近代，随着工业越来越高度自动化，在大量的自动化生产线上，许许多多的连杆机构得到了应用。特别是机器人学成为目前一个前沿学科，连杆机构又有了新的应用，例如日本等国家开发的类人型机器人等。在仿生学上，连杆机构巧妙地实现了人类关节的功能，例如国外研制的六杆假肢膝关节机构。当今，工业生产自动化程度越来越高，连杆机构以及它与其它类型的机构组成的组合机构将得到更加广泛的应用，特别是形状丰富多样的连杆曲线将应用在更多的场合。连杆机构分析包括结构分析和运动分析两部分。前者研究机构的组成并判定其运动可能性和确定性；后者考察机构在运动中位移、速度和加速度的变化规律，从而确定其运动特性。掌握机构分析的方法对于如何合理使用机器、验证机械设计是否完善等是必不可少的，所以机构分析也是机构综合的基础。但是综合有时不存在唯一解，因而机构分析和综合往往是不可逆的。平面连杆机构运动分析的方法有图解法和解析法。图解法概念清晰、形象直观，但作图烦琐、精度较低。解析法的特点是直接用机构已知参数和应求的未知量建立的数学模型进行求解，从而获得精确的计算结果。随着计算机的发展，解析法的应用更加广泛。按照解析法所用的数学工具的不同分为：一，复数矢量法 :针对不同机构建立适合该种机构的具体数模。此种方法编程简单，但通用性差。二，矩阵法 :把机构视为一个质点系，对各运动副以杆长为约束建立非线性方程组，进行位置求解，而后再求解速度和加速度。该法通用性强，但程序大。三，矢量方程法 :根据机构组成原理，机构由 I 级机构与基本杆组组成，当给定 I 级机构运动规律后，机构中各基本组的运动是确定的、可解的。因此机构的运动分析可以从 I 级机构开始，通过逐次求解各基本杆组来完成。这样把 I 级机构和各杆组看成各自独立的单元、分别建立运动分析的数模，然后再编成通用子程序。对其各运动参数进行求解。当对具体机构进行运动分析时，可以通过调用原动件和机构中所需的基本杆组的通用子程序来解决。这样，可快速求解出各杆件及其各点的运动参数，这种方法称杆组法。解析法将机构问题抽象为数学问题，将机构运动参数和结构参数之间的关系用数学解析式来描述，便于推理和对机构在整个运动循环过程中任意位置的运动和动力性能进行深入分析，分析精度也较高。随着计算机技术和数值方法的发展，不仅解析法运算冗繁的困难得以解决，而且采用电算解析法体现出运算速度快，计算精度高的显著优势，因此解析法目前正在得以广泛运用。三、研究内容及实验方案：用解析法进行平面四杆及六杆机构的运动和动力性能分析，分析平面六杆机构的受力并用软件编程实现平面六杆机构的运动和动力仿真。 1具体内容如下： 1：平面连杆机构连杆点的轨迹坐标 2：六杆机构的运动分析 3：六杆机构的动力性能分析 4：运动学仿真软件编制 2实验方案：平面连杆机构运动分析的方法主要有图解法和解析法。这里采用解析法进行分析。四、目标、主要特色及工作进度平面连杆机构运动分析是从几何角度出发，根据已知的原动件的运动规律确定机构其它构件上各点的位移（轨迹）、速度和加速度，或构件的角位移，角速度和角加速度等运动参数，以及确定各构件相连接的运动副产生的构件之间相互作用的约束反力。工作进度如下： 1、拟写开题报告、外文翻译、平面连杆机构连杆点的轨迹坐标、四杆机构的动力性能分析、六杆机构的动力性能分析、运动学仿真软件编制、毕业论文整理及答辩准备、参考文献 1、孙桓，陈作模主编第七版等教育出版社， 2、杨兰生等主编，机械原理电算程序设计，中国展望出版社， 1986 年 3、陆凤仪等主编，机械原理课程设计，机械工业出版社， 1993 年 4、王保民等主编，机械原理课程设计手册，重庆大学出版社， 1998 年 5、濮良贵等主编，机械设计，高等教育出版社， 2001 年 6、孙恒等主编，机械原理，高等教育出版社， 2001 年 7、哈尔滨工业大学理论力学教研室主编北京：高等教育出版社，2002； 8、 E, of 980 平面六杆机构的运动分析学生姓名：季壮壮班级： 0781051 指导老师：许瑛摘要：本论文首先对平面四杆机构进行运动分析，再对平面六杆机构进行运动分析，进而分析了平面六杆机构的动力性能，最后运用运动仿真软件平面四杆机构和平面六杆机构进行运动模拟仿真。我们通过对平面四杆机构和平面六杆机构连杆的运动进行系统地深入分析，从而获得平面连杆机构运动性能，进而达到对平面连杆机构的动力性能分析的目的。为了使研究结果更加形象生动，我们运用模拟平面四杆机构和平面六杆机构的运动的过程，并且得出连杆的运动曲线图及其它相关结果。本文的主要特色是在各个设计进度中将会大量应用计算机高级语言程来模拟平面四杆机构和六杆机构平面连杆机构的运动学分析的过程，包括建立运动约束方程和解方程两部分。模拟的原理是借助于连杆机构设计的解析法，利用时钟控件来循环改变直线或圆的坐标，实现动画仿真功能，同时我们可以进一步分析和检查平面连杆机构的位移、速度和加速度等运动特性的正确性。通过这些我们便可以得到平面连杆机构的力学性能，从而达到本文的目的。关键词：连杆机构运动分析动力性能真指导老师签名： 0781051 of at it of it of of it of a - in we of By we of of In to to s we .0 to of in of in to to of of of is of of to a to to or a an to we of s we of so as to of 南昌航空大学科技学院学士学位论文 1 第一章前言面连杆机构概述连杆机构根据其构件之间的相对运动为平面运动或空间运动，可分为平面连杆机构和空间连杆机构。平面连杆机构又可根据机构中构件数目的多少分为四杆机构、五杆机构、六杆机构等 ;一般将五个或五个以上的构件组成的连杆机构称为多杆机构。单闭环的平面连杆机构的构件数至少为四，如图 A 平面四杆机构平面四杆机构是由若干刚性构件用低副联接而成的平面机构，故又称平面低副机构。平面六杆机构，可分解为平面四杆机构和一个级杆组，如图 6a 5a 6)(a 7 a 8 ) 1a 1a 2a 3a 0a 4 3 2图平面六杆机构技学院学士学位论文 2 平面连杆机构运动形式多样，如可实现转动、摆动、移动和平面复杂运动，从而可用于实现己知运动规律和己知轨迹。此外，低副面接触的结构使平面连杆机构具有以下一些特点 :运动副单位面积所受压力较小，且面接触便于润滑，故磨损较小 ;制造，易获得较高的精度。因此平面连杆机构在机械制造的许多部门和仪器制造中得到广泛应用。然而，平面连杆机构也有其不足之处：平面连杆机构的运动综合较为繁难，一般情况下只能近似地实现给定的运动规律与运动轨迹的要求；由于连杆机构通常具有较长的运动链，加上运动副元素表面的磨损，因而将产生较大的运动累积误差；由于连杆机构的惯性力不能得到完全平衡，因而不宜用于高速传动中。面连杆机构分析平面连杆机构分析分为两部分：平面连杆机构运动分析和平面连杆机构动力性能分析。 1 平面连杆机构运动分析平面连杆机构运动分析是不考虑引起机构运动的外力的影响，而仅从几何角度出发，根据已知的原动件运动规律（通常假设为作匀速运动），确定其它构件上的各点的位移（轨迹）、速度和加速度，或构件的角位移，角速度和角加速度等运动参数 1。平面连杆机构运动分析的方法有图解法和解析法。图解法概念清晰、形象直观，但作图烦琐、精度较低。解析法将机构问题抽象为数学问题，将机构运动参数和结构参数之间的关系用数学解析式来描述，便于推理和对机构在整个运动循环过程中任意位置的运动和动力性能进行深入分析，分析精度也较高。随着计算机技术和数值方法的发展，不仅解析法运算冗繁的困难得以解决，而且采用电算解析法体现出运算速度快，计算精度高的显著优势，因此解析法目前正在得以广泛运用 2。 2 平面连杆机构动力性能分析平面连杆机构动力性能分析有两个目的：第一，确定机构运动副中的约束反力。因为这些力的大小和性质决定各零件的强度以及机构运动副的摩擦磨损和机械效率。第二，确定机械上应加的平衡力，即为保证原动件按给定运动规律运动。这对确定机器工作时所需要的最驱动功率或所能承受的最大生产载荷都是必不可少的。技学院学士学位论文 3 平面连杆机构动力性能分析包括三个方面，即静力分析、动态静力分析和动力学响应分析。静力分析和动态静力分析都是根据平面连杆机构的已知运动状态确定作用在机构上的主动力和运动副约束反力。动力学响应分析则是根据作用在机构上的主动力以及机构的初始运动状态来确定机构随时间变化的规律。在设计机器时，通常要计算机器中各零件的强度，并计算机械的效率等，这些都要知道机械中各构件所受力的大小及性质。作用在机器上的力通常有动力、工作阻力、重力、惯性力等，由于这些力的作用，在运动副元素的接触处产生约束反力，对于一部机器来说，各运动副中的约束反力为内力，但对于一个构件来说，这些约束反力就是外力了。因此，机构受力分析的主要任务是：求出机构各运动副中的约束反力及原动件所受的平衡力或平衡力矩。对于低速轻型的机械，由于各机构的运动速度、加速度都不大，而且构件的质量也较轻，可以不考虑惯性力的影响，应用静力学的方法进行受力分析。但是，对于高速或重型机械，不仅因其速度、加速度较大，而且各构件的质量也较大，此时就必须考虑其运动学和动力学的特点，把各构件在运动过程中所产生的惯性力或力矩，看成外力或力矩，并与其他外力一起看成静力平衡状态，采用静力学方法进行力分析，这中方法称为动态静力分析。总之，无论是分析研究现有机械的工作性能，还是优化综合新机械，平面连杆机构动力性能分析都是十分重要的。究概况及发展趋势：平面连杆机构运动分析的方法有图解法和解析法。图解法概念清晰、形象直观，但作图烦琐、精度较低。解析法的特点是直接用机构已知参数和应求的未知量建立的数学模型进行求解，从而获得精确的计算结果。随着计算机的发展，解析法的应用更加广泛 9。按照解析法所用的数学工具的不同分为：一，复数矢量法 :针对不同机构建立适合该种机构的具体数模。此种方法编程简单，但通用性差。二，矩阵法 :把机构视为一个质点系，对各运动副以杆长为约束建立非线性方程组，进行位置求解，而后再求解速度和加速度。该法通用性强，但程序大。三，矢量方程法 :根据机构组成原理，机构由 I 级机构与基本杆组组成，当给定 I 级机构运动规律后，机构中各基本组的运动是确定的、可解的。因此机构的运动分析可以从 I 级机构开始，通过逐次求解各基本杆组来完成。这样把 I 级机构和各杆组看成各自独立的单元、分别建立运动分析的数模，然后再编成通用子程序。对其各运动参数进行求解。当对具体机构进行运动分析时，可以通过调用原动件和机构中所需的基本杆组的通用子程序来解决。这样，技学院学士学位论文 4 参数，这种方法称杆组法 12。解析法将机构问题抽象为数学问题，将机构运动参数和结构参数之间的关系用数学解析式来描述，便于推理和对机构在整个运动循环过程中任意位置的运动和动力性能进行深入分析，分析精度也较高。随着计算机技术和数值方法的发展，不仅解析法运算冗繁的困难得以解决，而且采用电算解析法体现出运算速度快，计算精度高的显著优势，因此解析法目前正在得以广泛运用。究内容及设计方案：本文采用解析法进行平面四杆及六杆机构的运动和动力性能分析，分析平面六杆机构的受力并用软件编程实现平面六杆机构的运动仿真。 1主要内容如下： 1：平面连杆机构连杆点的轨迹坐标 2：六杆机构的动力性能分析 3：运动学仿真软件编制 2设计方案：平面连杆机构运动分析的方法主要有图解法和解析法。这里采用解析法进行分析。技学院学士学位论文 5 第二章平面四杆机构的运动分析平面四杆机构可分为以下三种类型：链四杆机构的两连架杆中一个能作整周转动，另一个只能作往复摆动的机构。其作用是将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。如雷达天线。链四杆机构的两连架杆均能作整周转动的机构。其作用是将等速回转转变为等速或变速回转。应用实例：如叶片泵、惯性筛等。其特例是平行四边形机构。它的特征为两连架杆等长且平行，连杆作平动。链四杆机构中的两连架杆均不能作整周转动的机构。其特征是它有两个摇杆。应用举例：铸造翻箱机构、风扇摇头机构。平面四杆机构运动分析的主要任务是在已知机构的结构和几何尺寸的条件下，建立其各运动参数之间的关系式，在起始构件（原动件）的运动规律给定时，确定从动部分任一运动变量的变化规律。机构运动分析主要工作有建立运动（位移、速度、加速度）方程式和解方程两部分。由于机构是一个有固定件的闭式运动链，因而建立方程的依据是其封闭条件，即由机构的环方程导出需要的运动方程式或利用封闭条件的其他表现形式（如杆长不变等）来推导。运动分析包括位移、速度、加速度分析，其中以位移分析最为关键，涉及非线性方程的求解，一般比较困难速度分析和加速度分析只是利用位移分析得到的位移方程式对时间求导，只需解线性方程，相对而言比较简单。面四杆机构位移分析在如图示直角坐标系，平面四杆机构机架动件 O ( D ) x , y ) 3 203图平面四杆机构运动分析技学院学士学位论文 6 杆从动件长度分别为 0a 、 1a 、 2a 和 3a ，原动件、连杆及从动件的角位移分别为 1 、 2 和 3 。此平面四杆机构的环方程为：改写为两坐标轴的投影方程式为： 2233110 co s （ 223311 s （由以上两式，利用 1co 222 消去 2 ，得到3与输入变量 1 之间的关系式： 11 c o ss ( 式中： 3 3103120212223 c o 为了用代数方法解式（设 )3x，按照三角学公式可以写出： 23 12 223 11 代入式（可化成如下的二次代数方程式： 0)(2)( 2 （因而由上式 x 的两个解可以得出： )(t a a qx （式中：技学院学士学位论文 7 110 co s 11 32223221 2 B 21222 B 由式（以看出，给出起始构件转角 1 的一个值，可以解出3的两个值 ,这应根据机构的初始安装情况和运动的连续性来选择一个作为解答。当机构的初始位置为，式（应该取“ +”号；当机构的初始位置为时，式（应该取“ -”号。因此，可以表示为： 33 （ 33 （所以， 2 就可以表示为： )(2 B （因此， )(43 23 ii （所以连杆上任一点的坐标就可以表示为： 42c o s ( )x a （ 42s i n ( )y a （技学院学士学位论文 8 面四杆机构速度分析（ 2改写为： 3120 1 3 2a e a e a e ，对时间取导数可得： 3123121 3 2i e a i e a i ed t d t d t令11 dw ，22 dw ， 33 dw 则有： 3121 1 2 2 3 3i e w a i e w a i e w 为了消去 2w ，将（每项各乘 2 得到： 1 2 3 21 1 3 3 2 2i e w a i e w a i w 取（实部得： 3 3 2131 1 2s i ns i 同理，为了消去 1w ，将（每项各乘 1 得到： 3 1 2 11 1 3 3 2 2i w a i e w a i e w 取（实部得： 3 3 1232 2 1s i ns i 技学院学士学位论文 9 杆 4a 上通过将式（时间取导数求得： 233 3 4 2 a w i e a w i e 分别取式（实部和虚部可得： 3 3 3 4 2 2s i n s i a w a w 3 3 3 4 2 2c o s c o a w a w 所以杆 4a 上 22k k x k yw w w 面四杆机构加速度分析将式（时间取导数得： 33 2 2 1 12 2 23 213 3 3 2 2 2 1 1 1ii i i i d w d wa i e a e w a i e a e w a i e a e wd t d t d t 令： 11 ， 22 ，33 可得到： 33 2 2 1 12 2 23 3 3 3 2 2 2 2 1 1 1 1ii i i i ia i e a e w a i e a e w a i e a e w 了消去 2 ，将（各项乘以 2 得： 3 2 3 2 1 2 1 22 2 23 3 3 3 2 2 2 2 1 1 1 1i i i ia i e a w e a i a w a i e a w e 技学院学士学位论文 10 取其实部得： 21 2 2 3 3 3 2223 3 3 2 1 1 1 2 1 1 2s i nc o s c o s s i na w aa w a w a 同理，为了消去 1 ，将（各项乘以 1 得： 3 1 3 1 2 1 2 12 2 23 3 3 3 2 2 2 2 1 1 1 1i i i ia i e a w e a i e a w e a i a w 取其实部得： 22 1 1 3 3 3 1223 3 3 1 2 2 2 1 2 2 1s i nc o s c o s s i na w aa w a w a 将式（时间取导数可以确定； 23223 3 3 4 2 2 a i w e a i w e 分别取式（实部和虚部可得： 223 3 3 3 3 4 2 2 2 2s i n c o s s i n c o a w a w 223 3 3 3 3 4 2 2 2 2c o s s i n c o s s i a w a w 所以杆 4a 上 22k k x k y 技学院学士学位论文 11 第三章平面六杆机构的运动分析在平面四杆机构的基础上，用增加连杆数量和运动副数的办法，可以把它扩充为多连杆机构。平面六连杆机构就是在平面四杆机构的基础上增加两根连杆而得到的，由于平面六连杆机构有很多类型，本文以图 14。图面六杆机构位移分析图四边形平面四连杆机构，而形为四连杆曲柄摇杆机构，根据前面平面四连杆机构的运动分析的计算可得到以下关于平面六连杆机构的运动分析的计算过程：在上图中，以 O 为原点，实轴，将其逆时针方向转动 900 得虚轴。按图中所示四边形矢量的方向得： O A A B O C C B u u u uv u u uv u 0 1 3 2a a a a uv 以 3120 1 3 2a e a e a e 3 分别取式（ 3实部和虚部可得：技学院学士学位论文 12 0 1 1 3 3 2 2c o s c o s c o sa a a a 3 1 1 3 3 2 2s i n s i n s i na a a 3 （ 3 3联立消去 2 ，再将31)x ， 3 22s ， 23 21c o 代入，解方程可得： 211312 t a n 2 t a n ( ) 式中， 0 1 1c o a a ， 1 s 2 2 2 232132y a ， 2 2 221x y q 所以， 33c o ， 33s 所以， 12 t a n ( ) 所以， K 点的矢径为： 2334 a e a e 3 如果以 D 点（即 O 点）为坐标原点来建立坐标轴可得 K 点的坐标：则连杆上任一点（ K 点）的坐标就可以表示为 4 2 3 3 4 2c o s c o s c o x a a a 4 2 3 3 4 2s i n s i n s i y a a a 技学院学士学位论文 13 而如果以 A 点为坐标原点来建立坐标轴可得 K 点的坐标： 0 4 20 3 3 4 2423 3 4 2c o s ( )c o s c o s ( )s i n ( )s i n s i n ( )a x aa a ay y 令 16 ： 3932 8 9 8s i n ( ) c o x y L 227 8 7578c o i na a sa r c t 由此可得到以 A 点为坐标原点的坐标轴的 F 点的坐标： 0 7 575( c o s )s i a x ay y a F 点的位移为： 2209a x y L 注：位置方程对时间的一阶导数便为该点的速度方程，对时间的二阶导数便为该点的加速度方程。因此可得到杆 4 和杆 5 的夹角：令 16： 2 2 25 4 2452a a 得： 261 ma r c 则杆 2 和杆 4 的夹角为：令 16： 2 2 22 4 5242a a 技学院学士学位论文 14 得： 21 ia r c 面六杆机构速度分析将（ 3时间取导数可得： 3123121 3 2i e a i e a i ed t d t d t 令 11 ， 22 ， 33 则有： 3121 1 2 2 3 3i e w a i e w a i e w 3 为了消去 2w ，将（ 3每项各乘 2 得到： 1 2 3 21 1 3 3 2 2i e w a i e w a i w 3 取（ 3实部得： 3 3 213 1 1 2s i ns i 同理，为了消去 1w ，将（ 3每项各乘 1 得到： 3 1 2 11 1 3 3 2 2i w a i e w a i e w 3 取（ 3实部得： 3 3 123 2 2 1s i ns i 同理，杆 4 的角速度为：技学院学士学位论文 15 4 1 1 8 10 2 8 2 7 5 8c o sc o s 2 c o sw a wa w a 杆 4a 上通过将式（ 3时间取导数求得： 233 3 4 2 a w i e a w i e 3 分别取式（ 3实部和虚部可得： 3 3 3 4 2 2s i n s i a w a w 3 3 3 4 2 2c o s c o a w a w 所以杆 4a 上 22k k x k yw w w平面六杆机构加速度分析将式（ 3时间取导数得： 33 223 23 3 3 2ii i e a e w a i ed t d t 2 1 12212 2 1 1 1i i e w a i e a e 令 4： 11， 22， 33可得到： 33 223 3 3 3 2 2ii ia i e a e w a i e 2 1 1222 2 1 1 1 1i i ia e w a i e a e w 3 （ 3了消去 2 ，将（ 3各项乘以 2 得： 3 2 3 223 3 3 3 2 2i e a w e a i 技学院学士学位论文 16 1 2 1 2222 2 1 1 1 1w a i e a w e 取其实部得： 21 2 2 3 3 3 2s i na w a 223 3 3 2 1 1 1 2 1 1 2c o s c o s / s i na w a w a 同理，为了消去 1 ，将（ 3各项乘以 1 得： 3 1 3 1 2 123 3 3 3 2 2i i ia i e a w e a i e 21222 2 1 1 1 1ia w e a i a w 取其实部得： 22 1 1 3 3 3 1s i na w a 223 3 3 1 2 2 2 1 2 2 1c o s c o s / s i na w a w a 将式（ 3时间取导数可以确定 k 得； 323 3 3 ik a i w e 224 2 2 ia i w e 3 分别取式（ 3实部和虚部可得： 23 3 3 3 3s i n c o 24 2 2 2 2s i n c o 23 3 3 3 3c o s s i 24 2 2 2 2c o s s i 技学院学士学位论文 17 所以杆 4a 上 22k k x k y F 点的角加速度 14： 21 1 8 1 1 1 5s i n c o sF 24 2 8 2 2 2 5s i n 2 c o s 2 27 4 5 8 7 5 8s i n / c o sa w a 技学院学士学位论文 18 第四章平面六杆机构的动力性能分析平面连杆机构力学性能分析的主要任务是求出机构各运动副中的约束反力及原动件所受的平衡力或平衡力矩。在图示的平面六连杆机构中，图杆图杆 14 假设杆3其以匀角加速度3转动。此时杆在质心处存在着惯性力 2F （ 2F 与 X 方向的夹角为）和惯性力偶矩JM，技学院学士学位论文 19 即 72 4 74 式中7 为连杆在质心与连杆的夹角为，心轴的转动惯量。以上二式中的负号表示和7的方向相反。且杆。滑块在沿杆 8 滑动时，受到的摩擦力 i 4 以及滑块受到的惯性力1 。设滑块的质量为 m 。1 4 7 8s i a 4 杆 7的中点 224 其中

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