飞机飞行高度指示机构设计

机械原理课程虚拟样机仿真 实验报告 题 目 飞机飞行高度指示机构设计 姓 名 荣乔耕耘 学 号 13151173 班 级 131516 2015 年 6 月 4 日 1 飞机飞行高度指示机构设计 13151173 荣乔耕耘 北京航空航天大学 宇航学院 北京 100191 摘摘 要要 本文根据飞机飞行高度指示机构设计要求 首先在图纸上设计滑块摇杆机 构草图 运用解析法分析了其角位移输出和传动角输出 并利用 ADAMS 软件 对机构进行了建模仿真 得到了摇杆角位移和传动角的变化曲线 通过仿真结 果与理论分析的比较 验证了理论分析的正确性 最后本文对滑块摇杆机构的 应用作了简要介绍 并作出总结 关键词 关键词 ADAMS 滑块摇杆机构 运动学分析 滑块摇杆机构 运动学分析 2 目目 录录 1 1 题目要求 题目要求 3 3 2 2 机构位置 传动角的求解 机构位置 传动角的求解 3 3 2 1 求解机构位置 3 2 2 求解传动角 5 3 3 ADAMSADAMS 软件仿真模型的建立及结果分析软件仿真模型的建立及结果分析 5 5 3 1 仿真模型的建立 5 3 2 仿真结果分析 6 4 4 应用场合简介 应用场合简介 7 7 5 5 结束语 结束语 7 7 3 1 题目要求 题目要求 如图 1 所示 因飞行高度的不同 大气压力发生变化 会使飞机上的膜盒 发生变形 从而使 C 点产生位移 现在要求设计一个高度指示机构 将 C 点的 位移转化为仪表指针 DE 的转动 进而指示飞机的飞行高度 设计要求 铰链点 C 的最大位移为 10mm 对应仪表指针的转角位 90 要求机构具有良好的传动特性 机构的许用传动角 40 图图 1 飞机飞行高度指示机构飞机飞行高度指示机构 2 机构位置 传动角的求解 机构位置 传动角的求解 2 1 求解机构位置求解机构位置 建立如图 2 所示的坐标系 滑块 1 即膜盒 12 10C Cmm 1 45ODC 从 C1运动到 C2 摇杆 3 即指针 摆动 90 4 图图 2 机构设计坐标图机构设计坐标图 黄色滑块 1 为主动件 设其匀速直线沿 Y 轴向上运动 速度大小为 1 1 svmm 则滑块位移表达式为 2 155 yttmm 下面求摇杆 3 的角位移 如图 3 所示 滑块 1 沿 y 轴向上运动至点 C3 则 摇杆运动到点 E3 转角为 13 5C Cy 3 DCd 由余弦定理可知 3 222 5 5 2 cos45 2 y 5 5 2 yd 解得 4 2 25dy 又由正弦定理可知 5 5 sinsin45 yd 则可得摇杆 3 角位移表达式 6 2 5 arcsin 250 y y 5 代入 y 5 代入 y 5 符合要求 0 90 图图 3 运动分析图运动分析图 2 2 求解传动角求解传动角 如图 3 所示 传动角图中 在滑块 1 从 C1运动到 C2过程中 传 3 DC O 动角的变化规律是 459045 满足要求 min 45 3 ADAMS软件仿真模型的建立及结果分析软件仿真模型的建立及结果分析 3 1 仿真模型的建立仿真模型的建立 按着下面这组参数建立 ADAMS 模型 12 5OCOCODmm 所建立滑块摇杆机构模型图如下所示 1 svmm 6 图图 4 ADAMS 机构模型图机构模型图 3 2 仿真结果分析仿真结果分析 通过仿真模型得到摇杆 3 角位移随滑块 1 运动时的变化曲线如图 5 所示 其中横坐标为滑块 1 的位移 纵坐标为摇杆 3 转动角度 注 模型中所测角为 的余角 所以曲线呈下降趋势 图图 5 摇杆摇杆 3 随滑块随滑块 1 运动的角位移变化曲线运动的角位移变化曲线 7 传动角 随滑块 1 运动时的变化规律如图 6 所示 由图可知 当图示所测 角大于 90 时 实际传动角大小等于所测角的补角 即 180 测 图图 6 传动角随滑块运动的变化规律传动角随滑块运动的变化规律 4 应用场合简介 应用场合简介 滑块摇杆机构的经典应用是手压抽水机 和本题不同之处在于手压抽水机 的主动件是摇杆 从动件是滑块 所以严格上讲手压抽水机的模型应该为摇杆 滑块机构 且手压抽水机具有急回特性 其空回行程快于工作行程 5 结束语 结束语 通过学习ADAMS虚拟样机仿真分析软件 可以快速方便地建立滑块摇杆 机构的模型 并对其进行运动学仿真 由于虚拟样机有别于物理样机 只要能 够表达机构真实的运动情况即可 并不需要完全再现机构本身的所