机械原理课程设计说明书18158

1、机械原理课程设计说明书题目: 两个导杆机构串联的摆动件双极位直到三阶停歇的面六杆机构院 系： 机电学院 专业班级： 机自07-10 学 号： 指导教师： 学生姓名： 2009年 7月 9日 一：题目两个导杆机构串联的摆动件双极位直到三阶停歇的平面六杆机构二：已知条件d1=0.100m,d2=0.050m,B=2/3,r1=0.050m,r3=0.04301m,B=/3,1=15rad/s。导杆5的质量m5=80kg质心在C5点，b5=O5C5=0.6r1 =30mm,关于C5的转动惯量为J5=0.850kgm2；滑块4的质量m4=30kg，质心在B点，关于B点的转动惯量为J4=0.100 kg

2、m2；导杆3的质量m3=120kg，质心在C3点，关于C3点的转动惯量为J3=1.400 kgm2；其余构件的质量和转动惯量忽略不计。机构的受力状态为：当0时，Mr=501+0.5sin(-s)Nm；当0时，Mr =0。在以下的受力分析中，矢量Fij=-Fji、数值Fij=Fji。 图1-1 机构简图 （比例系数）三：位置分析1.极限位置：时为该机构的极限位置，极位夹角为，从动件的角行程为2.要分析的角度为。机构简图如图1-1。四：图解法计算取速度比例系数=，该图表示主动件分别处于276和336时的位置，据此分析求解该机构中的所有的运动参数和受力情况。一、主动件处于276时1）运动参数求解：先

3、求解导杆5角速度，利用下列矢量关系式，画图求解出 和 的大小，从而得到相应的运动参数。方向 AO3 AO1 / AO3大小 ？ 1r1 ?得出导杆3的角速度方向 /大小 ？ ? 得出导杆5的角速度由图上量得由图上量得由图上量得由图上量得速度多边形如下图所示：图1-2 位置1的速度矢量多边形位置1各速度大小2.6283rad/s0.6952m/s0.1134m/s0.2297rad/s再求解导杆5的角加速度5，利用下列矢量关系式，画图求解出相应得参数。方向:AO3 AO3 A AO3 AO3 大小:AO3 ？ r1 ？ 23据此求出导杆3的角加速度。 方向: BO5 BO5 BO3 BO3 BO

4、5 BO5大小： ？ BO3 BO3 ？ 上述矢量式中aB5n和aB5B4k为零是因为导杆5的角速度5太小，几乎可以忽略不计。 由图上量得加速度多边形如下图所示：图1-3位置1的加速度矢量多边形由图上量得导杆5的角加速度：位置1各加速度大小 （2）机构受力分析第一步，对导杆5的B点取力矩平衡方程，得:解得F65=1172N第二步，由于滑块4对导杆5在方向无作用力，所以取导杆5在-方向上的力平衡方程,得：得机构各部分受力情况如下图所示：图中的比例尺=1。此时导杆3上的未知力有三个F23、F63x、F63y，不能用力多边形求解，这里先求出F23，F230.074m+m3g0.034m-m33b3-

5、J33+F43m0.043m+F43n0.0035m=0，其中m3g0.034m=39.984Nm，m33b3=705.41Nm， J33=274.3Nm，F43m0.043m=2.795Nm, F43n0.0035m=0.28Nm，求出F23=269.32N。然后分别画出各构件的力多边形。图1-5 位置1的力多边形示意图将图1-5中的四个图从左到右依次编号1、2、3、4，1图使用的比例尺u=15N/mm，2图使用的比例尺u=30N/mm，3图使用的比例尺u=10N/mm，4图使用的比例尺u=10N/mm，根据力多边形,量区各条线段的长度，乘以相应比例尺即可获得机构内所有力的大小。位置1各力大

6、小：F61xF61yF2134.57Nm140N480N216.07N401.16NF34nF54F65F65rMr513N112N1172N776.37N0NmF63xF63yF23920N14996N216.07N主动件处于336时1）运动参数求解：先求解导杆5角速度，利用下列矢量关系式，画图求解出 和 的大小，从而得到相应的运动参数。方向 AO3 AO1 / AO3大小 ？ 1r1 ?得出导杆3的角速度方向 /大小 ？ ? 得出导杆5的角速度速度多边形如下图所示：图1-2 位置1的速度矢量多边形由图上量得由图上量得由图上量得由图上量得由图上量得位置1各速度大小8.3710rad/s0.5

7、568m/s0.3956m/s3.4262rad/s再求解导杆5的角加速度5，利用下列矢量关系式，画图求解出相应得参数。方向:AO3 AO3 A AO3 AO3 大小:AO3 ？ r1 ？ 23据此求出导杆3的角加速度。 方向: BO5 BO5 BO3 BO3 BO5 BO5大小： ？ BO3 BO3 ？ 据此求出导杆3的角加速度。由图上量得加速度多边形如下图所示:图1-3位置1的加速度矢量多边形由图上量得由图上量得导杆5的角加速度：位置1各加速度大小 （2）机构受力分析第一步，对导杆5的B点取力矩平衡方程，得:解得=8528N第二步，由于滑块4对导杆5在方向无作用力，所以取导杆5在-方向上的

8、力平衡方程,得：得图中的比例尺=1。此时导杆3上的未知力有三个F23、F63x、F63y，不能用力多边形求解，这里先求出F23，F230.074m+m3g0.034m-m33b3-J33+F43m0.043m+F43n0.0035m=0，其中m3g0.034m=39.984Nm，m33b3=705.41Nm， J33=274.3Nm，F43m0.043m=2.795Nm, F43n0.0035m=0.28Nm，求出F23=269.32N。然后分别画出各构件的力多边形。将图1-5中的四个图从左到右依次编号1、2、3、4，1图使用的比例尺=100N/mm，2图使用的比例尺=100N/mm，3图使用

9、的比例尺=100N/mm，4图使用的比例尺=5N/mm根据力多边形,量区各条线段的长度，乘以相应比例尺即可获得机构内所有力的大小。机构各部分受力情况和力多边形示意图如下图所示：位置一各力大小：F61xF61yF219.4262Nm45N260N269.32N2500NF34nF54F65F65rMr9700N7600N724N8528N0NmF63xF63yF238600N2200N269.32N五：相关数据计算：1）主动件处于276时等效转动惯量的计算：带入数据计算得：平衡力矩的计算：带入数据计算得：等效阻力矩的计算：带入数据计算得：2）主动件处于336时等效转动惯量的计算：带入数据计算得：

10、平衡力矩的计算：带入数据计算得：等效阻力矩的计算：带入数据计算得：六：数据汇总MbMerJe12235.00 22.73-2887.3117.603.3924238.00 4.722-510-85.45800.6952636238.00 0.71-102.86.65700.3948240.00 0.12-15.01112.0100.031360239.00 00112.520072241.00 -2.931-7.382112.762-10.78560.32884240.00 -0.26-19.1396.975-1.042910.195396240.00 -0.667-36.244.966-2.

11、876740.0732108238.00 -1.3312-46.730.96-6.086090.1096120235.00 -2.35-104.16943.37-11.22520.0978132232.50 -5.0676-201.052.1817-24.92452.8304144232.30 -8.836-400.2232.524-44.09930.5176156220.00 -15.27-645.16760.168-76.21071.225168204.00 -25.584-778.5731457.55-125.8343.1396180180.00 -32.3201706.2-154.38

12、494.92192156.00 -23.75772396.107-108.5852.49383204140-15.21622.3225.3-65.60190.975216131.00 -9.1382.6148.59-36.50330.5261228126.00 -4.71119.9776.45-17.33280.24240122.65 -3.012117.64739.486-10.04050.432252121.20 -1.53875.3811.7-4.593970.4457264120.40 -0.66736.2147.77-1.771280.073276120.10 -0.20261.36

13、7 -0.555510.048288120.00 -0.026.03921.4061-0.04190.0181300120.00 00000312120.00 0.28713.53743.69600.0422324120.00 0.71102.810.81600.1835336121.40 4.43539.19.426200.68348121.40 24.883173.996.42304.02360180.00 31.21434.89705.89极限1(60)120.00 002.5900极限2(240)240.00 00000七：相关数据处理根据相应数据描点画出从动件杆5的角度、角速度、角加

14、速度变化曲线，如下图所示：根据相应数据描点画出等效转动惯量的曲线，如下图所示: 平均转动惯量: =1.133 kgm2根据相应数据描点画出等效阻力矩的曲线并根据一个周期内，阻力矩和驱动力矩做功大小相等计算出等效驱动力矩如下图所示：曲线包围的面积为830294.76，换算过后得到得阻力矩做的功为144.91J,故等效驱动力矩为23.06374Nm（将等效驱动力矩看为一条直线），计算得到最大盈亏功为93.8280J,=0.02，所以飞轮的转动惯量为=/()-=20.8507kgm2。八：课程设计小结1）本次课程设计使我加深了对课堂知识的理解，培养了我独立解决问题和锻炼了理论联系实际的能力。使我对运动学和动力学分析与设计有了一个完整的概念，并对用图解法和解析法解决问题有了进一步的认识。2）本次制图使我的计算、制图和使用技术资料的能力进一步提高，增强了我耐心与信心，培养了我的设计制图工作的热情和认真的态度。3本次分组课程设计培养了我的团队合作精神和与他人沟通交流的