第五章DMU 机构运动分析
1 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
目录
1产品介绍 (4)
2图标功能介绍(基本概念、基本界面介绍) (4)
2.1DMU运动仿真（DMU Simulation）工具条 (4)
2.2DMU运动副创建工具条（Kinematics Joints） (4)
2.3DMU Generic Animation (5)
2.4机构刷新（DMU Kinematics Update） (6)
2.5干涉检查模式工具条（Clash Mode） (6)
2.6DMU 空间分析（DMU Space Analysis） (6)
3功能详细介绍 (7)
3.1DMU运动仿真（DMU Simulation）工具条 (7)
3.1.1用命令驱动仿真（Simulating with Commands） (7)
3.1.2用规则驱动仿真（Simulating With Laws） (9)
3.1.3仿真感应器（Sensors） (10)
3.1.4机构修饰（Mechanism Dressup） (12)
3.1.5创建固定副（Fixed Part） (12)
3.1.6装配约束转换（Assembly Constraints Conver） (13)
3.1.7测量速度和加速度（Speeds and Accelerations） (15)
3.1.8机构分析（Mechanism Analysis） (17)
3.2DMU运动副创建工具条（Kinematics Joints） (19)
3.2.1创建转动副（Creating Revolute Joints)点击 (19)
3.2.2创建滑动副（Creating Prismatic Joints） (20)
3.2.3同轴副（Creating Cylindrical Joints） (21)
3.2.4创建球铰连接（Creating Spherical Joints） (22)
3.2.5创建平动副（Creating Planar Joints） (23)
3.2.6创建刚性副（Rigid Joints） (24)
3.2.7点-线副（Point Curve Joints） (24)
3.2.8曲线滑动副（Slide Curve Joints） (25)
3.2.9点-面副（Point Surface Joints） (26)
3.2.10万向节（Universal Joints） (26)
3.2.11C V连接（CV Joints） (27)
3.2.12创建齿轮副（Gear Joints） (28)
2 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
3.2.13滑动-转动复合运动副（Rack Joints） (30)
3.2.14滑动-滑动复合运动副（Cable Joints） (32)
3.2.15用坐标系法建立运动副（Creating Joints Using Axis Systems） (32)
3.3DMU Generic Animation工具条 (34)
3.3.1创建运动仿真记录（Simulation） (34)
3.3.2生成重放文件（Generate Replay） (36)
3.3.3重放（Replay） (37)
3.3.4仿真播放器（Simulation Player） (37)
3.3.5编辑序列（Edit Sequence） (37)
3.3.6包络体（Swept Volume） (37)
3.3.7生成轨迹线（Trace） (37)
3.4机构刷新（DMU Kinematics Update） (38)
3.4.1机构位置刷新（Update） (38)
3.4.2输入子机构（Import Sub-Mechanisms） (38)
3.4.3重设位置（Reset Positions ） (39)
3.5干涉检查模式工具条（Clash Mode） (40)
3.5.1关闭干涉检查（Clash Detection（Off） (40)
3.5.2打开干涉检查（Clash Detection（On） (40)
3.5.3遇到干涉停止（Clash Detection（Stop） (40)
3.6DMU 空间分析（DMU Space Analysis） (40)
3.6.1干涉检查（Clash） (40)
3.6.2距离和距离带分析（Distance and band analysis） (40)
3.7示例 (41)
3 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
1 产品介绍
DMU机构运动分析（Kin ）是专门做DMU装配运动仿真的模块。针对大型产品如整车、飞机、轮船等的机构运动状态进行评价。
2 图标功能介绍(基本概念、基本界面介绍)
2.1DMU运动仿真（DMU Simulation）工具条
命令驱动仿真（Simulating with Commands）
规则驱动仿真（Simulating With Laws）
机构修饰（Mechanism Dressup）
创建固定副（Fixed Part）
装配约束转换（Assembly Constraints Conver）
测量速度和加速度（Speeds and Accelerations）
机构分析（Mechanism Analysis）
2.2DMU运动副创建工具条（Kinematics Joints）
创建转动副（
Creating Revolute Joints)
创建滑动副（Creating Prismatic Joints）
创建同轴副（Creating Cylindrical Joints）
4 第五章CATIA V
5 DMU 机构运动分析
5 第五章 CATIA V5 DMU 机构运动分析
创建球铰连接（Creating Spherical Joints ）
创建平动副（Creating Planar Joints ）
创建刚性副（Rigid Joints ）
点-线副（Point Curve Joints ）
曲线滑动副（Slide Curve Joints ）
点-面副（Point Surface Joints ）
万向节（Universal Joints ）
CV 连接（CV Joints ）
创建齿轮副（Gear Joints ）
滑动-转动复合运动副（Rack Joints ）
滑动-滑动复合运动副（Cable Joints ）
用坐标系法建立运动副（Creating Joints Using Axis Systems ）
2.3
DMU Generic Animation
创建运动仿真记录（Simulation ）
生成重放文件（Generate Replay ）
重放（Replay ）
仿真播放器（Simulation Player ）
编辑序列（Edit Sequence）
包络体（Swept Volume）
生成轨迹线（Trace）
2.4机构刷新（DMU Kinematics Update）
机构位置刷新（Update）
输入子机构（Import Sub-Mechanisms）
重设位置（Reset Positions）
2.5干涉检查模式工具条（Clash Mode）
关闭干涉检查（C lash Detection（Off））
打开干涉检查（C lash Detection（On））
遇到干涉停止（C lash Detection（Stop））
2.6DMU 空间分析（DMU Space Analysis）
干涉检查（Clash）
距离和距离带分析（Distance and band analysis）
6 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
3 功能详细介绍
3.1DMU运动仿真（DMU Simulation）工具条
3.1.1用命令驱动仿真（Simulating with Commands）
是用命令驱动的方式对已创建的机构进行运动仿真，这种方法比较直接、简便，但不能记录下来。
1).点击图标,出现定义对话框；
2).在Mechanism选项的下拉菜单里选择相应的机构；
3).在Command.1选项里是第一个驱动命令数值的界限，和在创建驱动副时设置的界限同步；
4).激活仿真感应器（Activate Sensors）选项，详见其有关运动仿真的后处理对话框；
5).当离开仿真对话框后，系统默认保留当前位置。点击Reset按钮返回到初始位置；
6).点击Analysis...按钮可以添加运动分析项目，比如距离、干涉检查等；
7 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
7.点击More按钮，展开对话框；
有两种仿真方式：a).Immediate直接模拟，用鼠标直接拖着驱动副上的绿色箭头线移动；
b).选择On request选项，下面的播放器按钮就会变亮，可以设置固定步幅数（Number Of Steps）来进行仿真运动。
8 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
3.1.2用规则驱动仿真（Simulating With Laws）
对建立了规则关系的机构进行仿真，这种规则可以是驱动参数和运动时间的关系，在特征树上记录如下图：
1).点击图标，出现定义对话框；
9 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
2).在Mechanism选项的下拉菜单里选择相应的机构；
3).点击下图按钮位置上，可以修改运动时间；
4).中间是VCR按钮，下面的步长、Analysis按钮、Activate sensors 选项等和命令驱动仿真方式
用法相同。
3.1.3仿真感应器（Sensors）
在几种运动仿真命令里，都有激活感应器（Activate sensors）选项。主要作用是通过在仿真过程中观察运动副的数值、测量尺寸和运动副界限（已定义）等数据，提供非常有用的信息帮助检查机构设计。已创建的距离测量、干涉检查、速度或加速度等特征也会出现在感应器列表里。
1）.选择需要观测的参数，在Sensor标签拦里Observed列出现Yes标志。也同步显示在instantaneous Values标签的列表里。
2）.通过VCR按钮执行仿真运动，可以观测参数的变化；
3）.还可设置仿真运动的干涉检查模式和界限模式；
10 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
4）.观测的结果通过Graphics...按钮输出到图表中；
5).点击File…按钮把结果输出保存到外部文本中。
11 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
3.1.4机构修饰（Mechanism Dressup）
为了和ENOVIA VPM中机构运动分析集成（基于骨架的方式），我们建立在特征树上直接访问的Dress up，可以对它进行仿真，并保存在ENOVIA VPM中。
1).点击图标，出现对话框，然后点击新建按钮，选择已创建的机构；
2).在link栏里，选择需要修饰的零件。Graphic selection选项表示不能在特征树或图形区域上选择零件。
3).缺省Available products选项，表示在下面左边列表框里显示可能被绑定的零件。All products表示显示出所有零件。可以点击左边区域的零件到右边区域，和当前link的零件绑定在一起。
3.1.5创建固定副（Fixed Part）
命令给机构增加一个固定副。
1) 点击图标，在对话框下拉菜单里选择或新建机构；
12 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
2)选择固定的零件；
3)零件被自动定义成固定副了,在树上显示如下图。
3.1.6装配约束转换（Assembly Constraints Conver）
把在做装配模块里（Assmebly Design）创建的装配约束通过此命令转换成DMU中的运动副关系。模型如下图里的装配体及其特征树形式。
图a 装配产品图图b 装配产品特征树
13 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
注:此转换须在设计模式(Design Mode)下完成。
1).点击图标,出现对话框，选择或新建机构；
2).点击Auto Create自动在选择选择的机构对象里转换生成运动副；
3).打开More>>按钮，可根据需要自定义转换运动副，具体解释见下图说明；
4).转换完后的特征树如下图。
14 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
3.1.7测量速度和加速度（Speeds and Accelerations）
为了优化我们所做的机构设计,常需要考虑测量相关元素的加速度和速度。
1）.选择机构；
2）.点击,出现定义对话框；
15 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
3）.命名该定义的名称；
4）.选择参考的产品零件，选择做分析的参考点；
5）.选择Main axis表示以当前装配的坐标系作为参考坐标系，或选择其他自定义的坐标系（Other axis）。
6）.点击OK按钮，建立的速度和加速度关系图标就显示在特征树上。
7）.可以通过用规则驱动仿真打开仿真感应器（Sensor）按钮，在定义对话框里选择观测的速度或加速度参数，如下图；
16 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
8）.开始做机构运动，可以看到相应参数的变化，然后点击按钮Graphics...通过图表可以更形象地观察相关参数的变化规律。
3.1.8机构分析（Mechanism Analysis）
机构分析命令就是对所创建的机构进行可行性分析，包括运动副关系和零件自由度。基本定义对话框如下：
17 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
1).基本栏图解下图；
2）.中间有两个选项，表示是否在图形中显示出运动副标志；
3）.一个列表框显示所有运动副的定义关系（名称、命令副、类型、零件关系、备注信息），在Mechansim dressup information栏里显示机构修饰的信息；
4）.以通过点击保存按钮将这个列表分析的信息保存成文本或表格格式的文件，如下图。
18 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
3.2DMU运动副创建工具条（Kinematics Joints）
3.2.1创建转动副（Creating Revolute Joints)点击
1）.点击图标，出现定义对话框；
2）.分别选择两零件的对应几何元素（直线和平面），设置约束；
19 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
3）.点OK完成设置后，特征树如下图。
3.2.2创建滑动副（Creating Prismatic Joints）
1）.点击图标，出现滑动副定义对话框；
2）.选择两零件的对应几何元素（直线和平面）；
20 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
机构仿真是PROE的功能模块之一。PROE能做的仿真内容还算比较好，不过用好的兄弟不多。当然真正专做仿真分析的兄弟，估计都用Ansys去了。但是，Ansys研究起来可比PROE麻烦多了。所以，学会PROE的仿真，在很多时候还是有用的。我再发一份学习笔记，并整理一下，当个基础教程吧。希望能对学习 仿真的兄弟有所帮助。 术语 创建机构前，应熟悉下列术语在PROE中的定义：主体(Body) - 一个元件或彼此无相对运动的一组元件，主体内DOF=0。 连接(Connections) - 定义并约束相对运动的主体之间的关系。 自由度(Degrees of Freedom) - 允许的机械系统运动。连接的作用是约束主体之间的相对运动，减少系统可能的总自由度。 拖动(Dragging) - 在屏幕上用鼠标拾取并移动机构。 动态(Dynamics) - 研究机构在受力后的运动。 执行电动机(Force Motor) - 作用于旋转轴或平移轴上(引起运动)的力。 齿轮副连接(Gear Pair Connection) - 应用到两连接轴的速度约束。 基础(Ground) - 不移动的主体。其它主体相对于基础运动。 机构(Joints) - 特定的连接类型（例如销钉机构、滑块机构和球机构）。 运动(Kinematics) - 研究机构的运动，而不考虑移动机构所需的力。 环连接(Loop Connection) - 添加到运动环中的最后一个连接。 运动(Motion) - 主体受电动机或负荷作用时的移动方式。 放置约束(Placement Constraint) - 组件中放置元件并限制该元件在组件中运动 的图元。 回放(Playback) - 记录并重放分析运行的结果。 伺服电动机(Servo Motor) - 定义一个主体相对于另一个主体运动的方式。可在机构或几何图元上放置电动机，并可指定主体间的位置、速度或加速度运动。LCS - 与主体相关的局部坐标系。LCS 是与主体中定义的第一个零件相关的缺 省坐标系。 UCS - 用户坐标系。 WCS - 全局坐标系。组件的全局坐标系，它包括用于组件及该组件内所有主体 的全局坐标系。 运动分析的定义 在满足伺服电动机轮廓和机构连接、凸轮从动机构、槽从动机构或齿轮副连接的要求的情况下，模拟机构的运动。运动分析不考虑受力，它模拟除质量和力之外的运动的所有方面。因此，运动分析不能使用执行电动机，也不必为机构指定质量属性。运动分析忽略模型中的所有动态图元，如弹簧、阻尼器、重力、力/力矩以及执行电动机等，所有动态图元都不影响运动分析结果。
平面四杆机构的运动仿真模型分析 1前言 平面四杆机构是是平面连杆机构的基础，它虽然结构简单，但其承载能力大，而且同样能够实现多种运动轨迹曲线和运动规律，因而在工程实践中得到广泛应用。 平面四杆机构的运动分析, 就是对机构上某点的位移、轨迹、速度、加速度进行分析, 根据原动件的运动规律, 求解出从动件的运动规律。平面四杆机构的运动设计方法有很多，传统的有图解法、解析法和实验法。随着计算机技术的飞速发展，机构设计及运动分析已逐渐脱离传统方法，取而代之的是计算机仿真技术。本文在UG NX5环境下对平面四杆机构进行草图建模，通过草图中的尺寸约束、几何约束及动画尺寸等功能确定各连杆的尺寸，之后建立相应的连杆、运动副及运动驱动，对建立的运动模型进行运动学分析，给出构件上某点的运动轨迹及其速度和加速度变化规律曲线，文章最后简要分析几个应用于工程的平面四杆机构实例。 2平面四杆机构的建模 2.1问题的提出 平面四杆机构因其承载能力大，可以满足或近似满足很多的运动规律，所以其应用非常广泛，本文以基于曲柄摇杆机构的物料传送机构为例，讨论其建模及运动分析。 如图1所示，ABCD为曲柄摇杆机构，曲柄AB为主动件，机构在运动中要求连杆BC的延伸线上E点保持近似直线运动，其中直线轨迹为工作行程，圆弧轨迹为回程或空程，从而实现物料传送的功能。
2.2平面四杆机构的建模 由于物料传送机构为曲柄摇杆机构，所以它符合曲柄存在条件。根据机械原理课程中的应用实例[1]，选取AB=100，BC=CD=CE=250，AD=200，单位均为毫米。 在UG NX5的Sketch环境里，创建如图2所示的草图，并作相应的尺寸约束和几何约束，其中EE＇为通过E点的水平轨迹参考线，用以检验E点的工作行程运动轨迹。现通过草图里的尺寸动画功能，令AB与AD的夹角从0°到360°变化，可看到E点的变化轨迹为直线和圆弧，如图3所示为尺寸动画的四个截图，其中图3（a）中的E点为水平轨迹的起点，图3（b）中的E点为水平轨迹的中点，图3（c）中的E点为水平轨迹的终点，而图3（d）中的E点为圆弧轨迹（图中未画出）即回程的中点。 如E点轨迹不符合设计要求，则可适当调整各杆件的尺寸，再通过尺寸动画功能检验。
天津汽车 摘要 通过ＡＤＡＭＳ建模对某轿车后背门开启机构做 运动分析，来解决后背门初开启阶段的干涉问题和完全开启时的漏雨问题。通过ＡＤＡＭＳ的优化分析和运动分析，给出了解决问题的建议：调整相关点位置可以改善后背门与侧围的干涉现象，而且最佳的办法是将铰链机构整体前移；调整相关点位置或修改限位块尺寸可以改善后备门开启角度过大及行李箱漏雨的问题。 ＣＡＥ在汽车工程中的效率和价值都得到了具体体现。 关键词 后背门铰链结构 运动分析 ＤＯＥ ＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＤｅｓｉｇｎｏｆＰａｓｓｅｎｇｅｒＣａｒＢａｃｋＤｏｏｒＨｉｎｇｅ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｍｏｖｅｍｅｎｔｏｆｏｐｅｎｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｃａｒｂａｃｋｄｏｏｒｉｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙｂｕｉｌｄｉｎｇａｍｏｄｅｌｗｉｔｈ ＡＤＡＭＳ，ｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｂａｃｋｄｏｏｒａｎｄｓｉｄｅｐａｎｅｌｗｈｅｎｂａｃｋｄｏｏｒｉｓｏｐｅｎｉｎｇａｔｔｈｅｂｅｇｉｎｎｉｎｇａｎｄｒｅｓｏｌｖｉｎｇｌｅａｋｒａｉｎｐｒｏｂｌｅｍｗｈｅｎｂａｃｋｄｏｏｒｉｓｉｎｆｕｌｌ－ｓｉｚｅｏｐｅｎｉｎｇ．ＳｏｍｅｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓａｒｅｏｆｆｅｒｅｄａｆｔｅｒｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｍｏｖｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓａｒｅｂｏｔｈｆｉｎｉｓｈｅｄｗｉｔｈＡＤＡＭＳ．Ａｄｊｕｓｔｉｎｇｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｒｅｌａｔｉｖｅｐｏｉｎｔｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｂａｃｋｄｏｏｒａｎｄｓｉｄｅｐａｎｅｌ，ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅｔｈｅｂｅｓｔｗａｙｏｆａｄｊｕｓｔｉｎｇｉｓｔｏｍｏｖｅｔｈｅｗｈｏｌｅｈｉｎｇｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｆｏｒｗａｒｄC ａｄｊｕｓｔｉｎｇｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｒｅｌａｔｉｖｅｐｏｉｎｔａｎｄｒｅｄｅｓｉｇｎｉｎｇｌｉｍｉｔｉｎｇｂｌｏｃｋｃａｎａｌｓｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｏｐｅｎｉｎｇａｎｇｌｅｏｆｂａｃｋｄｏｏｒａｎｄｒｅｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｌｅａｋｒａｉｎ．ＴｈｅｖａｌｕｅａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆＣＡＥｉｎａｕｔｏｍｏｔｉｖｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｓｃｌｅａｒｌｙｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｈｉｎｇｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｂａｃｋｄｏｏｒ ＯｐｅｒａｔｉｏｎｍｏｖｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓＤＯＥ 张德超 杨亚娟 刘红领 陈伟 柳杨 （奇瑞汽车有限公司乘用车工程研究院ＣＡＥ部） 车门是车身上重要部件之一，按其开启方式分 为顺开式、逆开式、水平移动式、上掀式和折叠式等几种。 轿车后背门主要有２种设计方案：第１种方案是典型两厢车的后备门，将后窗玻璃与后背门做成一个整体，也称掀背门，这种设计方案在三厢车及轻型货车等车型中也有广泛应用；另一种方案是将后窗玻璃与后背门做成分离的，其中后窗玻璃与车身是一个整体，２种方案的选择主要根据车身造型及布置来决定。 某轿车的后背门总成如图１所示。开启机构是由１个四连杆和１个气弹簧构成，如图２，左右两侧对称布置。在试制车间装车时，发现有２个问题，第 １个问题是后背门在初始开启阶段会与侧围发生干 涉，会损坏车身油漆；第２个问题是后背门完全打 开的时候，会有雨水漏入行李厢。 解决这２个问题最直接的办法是修改侧围的模具，但是修改量很大，成本很高，下面通过平面四连杆机构的运动分析，来解决这２个问题。 图１ 后背门总成 图２ 后背门开启机构轿车后背门铰链机构的运动分析及修改设计 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" !!" !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" !!" 汽车技术
四连杆机构运动学分析 使用ADAMS 建立如图1所示的四连杆机构，二杆长150mm ，三杆长500mm ，四杆长450mm ，二杆的转动速度为πrad/s ，二杆初始角度为90度。用Matlab 建立该系统的运动约束方程，计算结果，并与ADAMS 仿真结果进行对比。 图1 四杆机构 一、位置分析 1、由地面约束得到： {R x 1=0 R y 1=0θ1=0 2、由O 点约束得： { R x 2?l 22cos θ2=0R y 2?l 22 sin θ2=0 二杆 三杆 四杆 O 点 A 点 B 点 C 点
3、由A 点约束得： { R x 2+l 22cos θ2?R x 3+l 32cos θ3=0R y 2+l 22sin θ2?R y 3+l 32 sin θ3=0 4、由B 点约束得： { R x 3+l 32cos θ3?R x 4+l 42cos θ4=0R y 3+l 32sin θ3?R y 4+l 42 sin θ4=0 5、由C 点约束得： { R x 4+l 4cos θ4?l 5cos θ1=0R y 4+l 42 sin θ4?l 5sin θ1=0 6、由二杆驱动约束得： θ2?ω2=0 积分得： θ2?θ02?ω2t =0 由上面九个方程组成此机构的运动约束方程，用Matlab 表示为： fx=@(x)([x(1); x(2); x(3); x(4)-l2/2*cos(x(6)); x(5)-l2/2*sin(x(6)); x(4)+l2/2*cos(x(6))-x(7)+l3/2*cos(x(9)); x(5)+l2/2*sin(x(6))-x(8)+l3/2*sin(x(9)); x(7)+l3/2*cos(x(9))-x(10)+l4/2*cos(x(12)); x(8)+l3/2*sin(x(9))-x(11)+l4/2*sin(x(12)); x(10)+l4/2*cos(x(12))-x(1)-l5; x(11)+l4/2*sin(x(12))-x(2); x(6)-w*i-zhj0;]); x(1) x(2) x(3) x(4) x(5) x(6) x(7) x(8) x(9) x(10) x(11) x(12) 分别表示R x 1、R y 1、θ1、R x 2、R y 2、θ2、R x 3、R y 3、θ3、R x 4、R y 4、θ4。
1．速度瞬心是两刚体上瞬时速度相等的重合点。 2．若瞬心的绝对速度为零，则该瞬心称为绝对瞬心； 若瞬心的绝对速度不为零，则该瞬心称为相对瞬心。 3．当两个构件组成移动副时，其瞬心位于垂直于导路方向的无穷远处。当两构件组成高副时，两个高副元素作纯滚动，则其瞬心就在接触点处；若两个高副元素间有相对滑动时，则其瞬心在过接触点两高副元素的公法线上。 4．当求机构的不互相直接联接各构件间的瞬心时，可应用三心定理来求。 5．3个彼此作平面平行运动的构件间共有 3 个速度瞬心，这几个瞬心必定位于一条直线上。 6．机构瞬心的数目K与机构的构件数N的关系是K＝N(N－1)/2 。 7．铰链四杆机构共有 6 个速度瞬心，其中 3 个是绝对瞬心。 8．速度比例尺μ ν 表示图上每单位长度所代表的速度大小，单位为： (m/s)/mm 。 加速度比例尺μa表示图上每单位长度所代表的加速度大小，单位为 (m/s2)/mm。 9．速度影像的相似原理只能应用于构件，而不能应用于整个机构。 10．在摆动导杆机构中，当导杆和滑块的相对运动为平动，牵连运动为转动时（以上两空格填转动或平动），两构件的重合点之间将有哥氏加速度。哥氏加速度的大小为2×相对速度×牵连角速度；方向为相对速度沿牵连角速度的方向转过90°之后的方向。 二、试求出图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号 ij P直接标注在图上)。 P 24）
12 三、 在图a 所示的四杆机构中， l AB =60mm,l CD =90mm ，l AD =l BC =120mm ，ω2=10rad/s ，试用瞬心法求： 1）当φ＝165°时，点C 的速度v C ； 2）当φ＝165°时，构件3的BC 线上速度最小的一点E 的位置及速度的大小； 3）当v C ＝0时，φ角之值（有两个解）； 解：1）以选定的比例尺μl 作机构运动简图（图b ）。 2）求v C ，定出瞬心P 13的位置（图b ） a ) （P 13） P P 23→∞
栏杆机四杆机构运动学分析 1 四杆机构运动学分析 1.1 机构运动分析的任务、目的和方法 曲柄摇杆机构是平面连杆机构中最基本的由转动副组成的四杆机构，它可以用来实现转动和摆动之间运动形式的转换或传递动力。 对四杆机构进行运动分析的意义是：在机构尺寸参数已知的情况下，假定主动件（曲柄）做匀速转动，撇开力的作用，仅从运动几何关系上分析从动件（连杆、摇杆）的角位移、角速度、角加速度等运动参数的变化情况。还可以根据机构闭环矢量方程计算从动件的位移偏差。上述这些内容，无论是设计新的机械，还是为了了解现有机械的运动性能，都是十分必要的，而且它还是研究机械运动性能和动力性能提供必要的依据。 机构运动分析的方法很多，主要有图解法和解析法。当需要简捷直观地了解机构的某个或某几个位置的运动特性时，采用图解法比较方便，而且精度也能满足实际问题的要求。而当需要精确地知道或要了解机构在整个运动循环过程中的运动特性时，采用解析法并借助计算机，不仅可获得很高的计算精度及一系列位置的分析结果，并能绘制机构相应的运动线图，同时还可以把机构分析和机构综合问题联系起来，以便于机构的优化设计。 1.2 机构的工作原理 在平面四杆机构中，其具有曲柄的条件为： a.各杆的长度应满足杆长条件，即： 最短杆长度+最长杆长度≤其余两杆长度之和。 b.组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆，且其最短杆为连架杆或机架（当最短杆为连架杆时，四杆机构为曲柄摇杆机构；当最短杆为机架时，则为双曲柄机构）。 三台设备测绘数据分别如下： 第一组(2代一套)四杆机构L1=125.36mm，L2=73.4mm，L3=103.4mm，L4=103.52mm 最短杆长度+最长杆长度(125.36+73.4) <其余两杆长度之和(103.4+103.52) 最短杆为连架杆，四杆机构为曲柄摇杆机构 图1-1 II-1型栏杆机机构测绘及其运动位置图
实验一机构运动简图测绘与分析实验 一、实验目的 1．根据机构模型，掌握正确绘制平面机构运动简图的方法和技能。 2．验证和巩固机构自由度的计算，进一步理解机构自由度的概念。 3．应用机构自由度的计算方法，分析平面机构运动的确定性。 4．掌握平面机构的组成原理，能够对平面机构进行结构分析。 二、实验设备 1、机构模型（铆钉机构B1、简易冲床B 2、装订机机构B 3、鄂式破碎机B 4、步进输送机B 5、假肢膝关节机构B 6、机械手腕部机构B 7、抛光机B 8、牛头刨床B 9、制动机构B10等）； 2．所用工具：钢板尺、游标卡尺、三角板、铅笔、圆规、橡皮、纸（除钢板尺和游标卡尺外，其余学生自备）。 三、实验内容 1. 选择5种机构模型进行测量，绘制机构运动简图； 2. 计算机构自由度，并注明其活动构件数、低副数、高副数，然后代入公式进行计算。 3．对所选择的机构进行结构分析，确定机构的级别。 四、实验原理、方法和手段 在对现有机械设备进行分析或设计新的机械设备时，都需要运用其机构运动简图。而机构各部分的运动是由其原动件的运动规律、该机构中各运动副的数目、类型，运动副相对位置和构件的数目来确定的，而与构件的外形、断面尺寸、组成构件的零件数目及运动副的具体构造等无关。所以，只要根据机构的运动尺寸，按一定的比例尺定出各运动副的位置，就可以用运动副的代表符号和简单的线条把机构的运动简图画出来。
常用符号见下表： 1、机构运动简图的概念 抛开构件的复杂外形和运动副的具体结构，利用简单的线条和规定的符号来代表每一个构件和运动副，并按一定的比例将机构的运动特征表达出来的简单图形称为机构运动简图。机构运动简图与原机构具有完全相同的运动特性，因而可以根据该图对机构进行运动分析和动力分析。 2、测绘方法 （1）分析运动情况。绘制机构运动简图时，首先要把该机器或模型的实际构造和运动情况搞清楚。为此，先应确定出原动件和从动件，再使被测机器或模型缓慢运动，然后按照运动的传递路线，把原动件和从动件之间的各构件的运动情况观察清楚，尤其应注意有微小
平面连杆机构的运动分析和动力分析1.1 机构运动分析的任务、目的和方法 曲柄摇杆机构是平面连杆机构中最基本的由转动副组成的四杆机构，它可以用来实现转动和摆动之间运动形式的转换或传递动力。 对四杆机构进行运动分析的意义是：在机构尺寸参数已知的情况下，假定主动件（曲柄）做匀速转动，撇开力的作用，仅从运动几何关系上分析从动件（连杆、摇杆）的角位移、角速度、角加速度等运动参数的变化情况。还可以根据机构闭环矢量方程计算从动件的位移偏差。上述这些内容，无论是设计新的机械，还是为了了解现有机械的运动性能，都是十分必要的，而且它还是研究机械运动性能和动力性能提供必要的依据。 机构运动分析的方法很多，主要有图解法和解析法。当需要简捷直观地了解机构的某个或某几个位置的运动特性时，采用图解法比较方便，而且精度也能满足实际问题的要求。而当需要精确地知道或要了解机构在整个运动循环过程中的运动特性时，采用解析法并借助计算机，不仅可获得很高的计算精度及一系列位置的分析结果，并能绘制机构相应的运动线图，同时还可以把机构分析和机构综合问题联系起来，以便于机构的优化设计。 1.2 机构的工作原理 在平面四杆机构中，其具有曲柄的条件为： a.各杆的长度应满足杆长条件，即： 最短杆长度+最长杆长度≤其余两杆长度之和。 b.组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆，且其最短杆为连架杆或机架（当最短杆为连架杆时，四杆机构为曲柄摇杆机构；当最短杆为机架时，则为双曲柄机构）。 第一组(2代一套)四杆机构L1=125.36mm,L2=73.4mm,L3=103.4mm,L4=103.52mm 最短杆长度+最长杆长度(125.36+73.4) ≤其余两杆长度之和(103.4+103.52) 最短杆为连架杆，四杆机构为曲柄摇杆机构 第二组(2代二套)四杆机构L1=125.36mm,L2=50.1mm,L3=109.8mm,L4=72.85mm 最短杆长度+最长杆长度(125.36+50.1) ≤其余两杆长度之和(109.8+72.85) 最短杆为连架杆，四杆机构为曲柄摇杆机构 第三组(3代)四杆机构L1=163.2mm,L2=61.6mm,L3=150mm,L4=90mm 最短杆长度+最长杆长度(163.2+61.6) ≤其余两杆长度之和(150+90) 最短杆为连架杆，四杆机构为曲柄摇杆机构 在如下图1所示的曲柄摇杆机构中，构件AB为曲柄，则B点应能通过曲柄与连杆两次共线的位置。 1.3 机构的数学模型的建立 图1机构结构简图 在用矢量法建立机构的位置方程时，需将构件用矢量来表示，并作出机构的封闭矢量多边形。如图1所示，先建立一直角坐标系。设各构件的长度分别为L1 、L2 、L3 、L4 ， 其方位角为、、、。以各杆矢量组成一个封闭矢量多边形，即ABCDA。其个矢量之和必等于零。即：
关于两种常用公交车车门的力学分析 车门是各种车的重要组成部分，同时也是车的各个部件中鱼人联系紧密的重要部分。在实现车的用途的过程中，车门的作用往往不可忽视。事实上，要实现门的作用功能，需正确选择合适的车门开闭结构，因而了解车门的开闭结构至关重要。 在此，我们介绍两种常用车门的开闭结构。 1，曲柄滑块开门机构 曲柄滑块车门开闭机构如图所示（门分左右两扇，下图为一边门的结构简图），杆件1为主动杆件，1向左运动的过程中，使2杆转动一定的角度拉动3杆的移动，其中3杆是门的一部分的简化，3杆转动即门转动，滑块4只能在门上方的滑槽内滑动，整个系统组成一个稳定的曲柄滑块机构，从而实现门稳定安全的启动。 已知：2杆长为L，3杆与4杆间夹角α，1杆以w逆时针转动。当2和3杆间夹角θ时，求4的速度V2。 运算过程如下图：（鼠标绘图无力。。。。）
这种属于内摆式车门，占地空间小，使乘客上下车没有逆向乘客出现，不会产生拥挤碰撞现象。 2，双曲柄车门开闭机构 此类车门启闭机构利用了反平行四边形双曲柄中两曲柄反向运动的特点。运动简图如图所示，杆AB与左边门固结，CD与右边门固结，主动曲柄AB转动时，通过连杆BC 带动从动曲柄CD朝着相反方向转动，门随即打开，并且此机构可以保证两扇门同时开启关闭。
模型图： 试说明车门同时开闭的条件。（绘图无力，自行想象。。。） 使车门同时打开，则AB杆与CD杆有同样的角速度 B点与C点速度一致。 作BC杆的速度瞬心P，为AB杆与CD杆的延长线交点。 使B点与C点速度一致，则必须PB=PC。 三角形PBC为等腰三角形。 所以，车门能同时开闭的条件是： 当车门关闭时，角ABC与角DCB的和为180度，且AB=DC。
常用的机构观察与运动分析 一、实验目的 1、掌握平面运动副的分类及其表示方法； 2、结合实例加深理解平面连杆机构的基本类型、判别及其演化； 3、熟悉凸轮机构的分类、间歇机构的工作原理、螺旋机构的结构特点； 4、熟悉齿轮传动机构的类型及其特点。 二、实验设备及工具 1、机械原理陈列柜； 2、各种机构实物模型。 三、实验内容 1、平面运动副类型及其常用符号 （1）转动副，如图1所示。 （a）全为活动构件时 （b）构件1为机架时 图1 转动副 （2）移动副，如图2所示。 （a）全为活动构件时 （b）构件1为机架时 图2 移动副 （3）高副，如图3所示。 （a）全为活动构件时 （b）构件1为机架时 图3 高副 2、平面连杆机构的基本类型 1）全部用转动副组成的平面四杆机构称为铰链四杆机构，如图4所示。铰链四杆机构分
为三种基本型式：曲柄摇杆机构（如图4a 、b ）、双曲柄机构（如图4c ）和双摇杆机构（如图4d ）。 c d 图4 变更机架后机构的演化 2）将4个构件以转动副和移动副连接成的平面四杆机构为移副四杆机构。单移副四杆机构有以下四种类型：滑快机构、导杆机构、摇块机构和定块机构（如图5所示）。 3、凸轮机构的组成及应用 凸轮机构应用广泛，类型很多，通常按如下方法分类： 1) 按凸轮的形状分为： （1）盘形凸轮；（2）移动凸轮；（3）圆柱凸轮。 图5 曲柄滑块机构向导杆机构的演化 a ）曲柄滑块机构 b ）导杆机构 c ）摇块机构 d ）定块机构 a b
图6 内燃机气门机构图图7移动凸轮图8 自动车床进刀机构中的凸轮 2）按从动件末端形状分为： （1）尖顶从动件如图9a、d所示；（2）滚子从动件如图9b、e所示；（3）平底从动件如图9c、f 所示。 a b c d e f 图9 从动件末端形状 4、间歇机构的工作原理 常见的间歇运动机构有：棘轮机构、槽轮机构等。 1）棘轮机构主要由棘轮、棘爪和机架组成（如图10所示）。 图10 棘轮机构图11 槽轮机构 2）槽轮机构主要由带圆销的主动拨盘，带径向槽的从动槽轮和机架组成（如图11所示）。 5、螺旋机构 螺旋机构由螺杆、螺母和机架组成（如图12所示）。 图12 螺旋机构 6、齿轮机构
并联机构运动学能分析与优化动力学
分类号：TH113.2+2 密级：公开 U D C：单位代码：10424 工程硕士学位论文 4-UPS-RPS并联机构运动学性能 分析与优化 孙先洋 申请学位级别：硕士学位领域名称：机械工程 指导教师姓名：陈修龙职称：副教授 副指导教师姓名：朱苏宁职称：高级工程师 山东科技大学 二零一三年五月
论文题目： 4-UPS-RPS并联机构运动学性能分析与优化 作者姓名：孙先洋入学时间：2011年9月 领域名称：机械工程研究方向：先进设计与制造技术 指导教师：陈修龙职称：副教授 副指导教师：朱苏宁职称：高级工程师 论文提交日期：2013年5月 论文答辩日期：2013年6月8日 授予学位日期：
KINEMATICS PERFORMANCE ANALYSIS AND OPTIMIZATION OF 4-UPS-RPS PMT A Dissertation submitted in fulfillment of the requirements of the degree of MASTER OF ENGINEERING from Shandong University of Science and Technology by Sun Xianyang Supervisor: Associate Professor Chen Xiulong College of Mechanical and Electronic Engineering May 2013
声明 本人呈交给山东科技大学的这篇工程硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。 硕士生签名： 日期： AFFIRMATION I declare that this dissertation, submitted in fulfillment of the requirements for the award of Master of Engineering in Shandong University of Science and Technology, is wholly my own work unless referenced of acknowledge. The document has not been submitted for qualification at any other academic institute. Signature: Date:
构件上点的运动分析 函数文件（m文件） 格式：function [ 输出参数] = 函数名（输入参数） p_crank.m function [p_Nx,p_Ny]=p_crank(Ax,Ay,theta,phi,l1) v_crank.m function [v_Nx,v_Ny]=v_crank(l1,v_Ax,v_Ay,omiga,theta,phi) a_crank.m function [a_Nx,a_Ny]=a_crank(l1,a_Ax,a_Ay,alpha,omiga,theta,phi) 函数中的符号说明
函数文件（m 文件） 格式： function [ 输出参数 ] = 函数名（ 输入参数 ） p_RRR.m function [cx,cy,theta2,theta3]=p_RRR(bx,by,dx,dy,l2,l3,m) v_RRR.m function [vcx,vcy,omiga2,omiga3]=v_RRR(vbx,vby,vdx,vdy,cx,cy,bx,by,dx,dy) a_RRR.m function [acx,acy,alpha2,alpha3]=a_RRR(abx,aby,adx,ady,cx,cy,bx,by,dx,dy,omiga2,omiga3) 函数中的符号说明 m =1 m = -1 RRR Ⅱ级杆组运动分析
函数文件（m 文件） 格式： function [ 输出参数 ] = 函数名（ 输入参数 ） p_RRP.m function [cx,cy,sr,theta2]=p_RRP(bx,by,px,py,theta3,l2,m) v_RRP.m function [vcx,vcy,vr,omiga2]=v_RRP(bx,by,cx,cy,vbx,vby,vpx,vpy,theta2,theta3,l2,sr,omiga3) a_RRP.m function [acx,acy,ar,alpha2]=a_RRP(bx,by,cx,cy,px,py,abx,aby,apx,apy,theta3,vr,omiga2,omiga3,alpha3) 函数中的符号说明 1 1 ∠BCP < 90?，∠BC 'P > 90?， m =1 RRP Ⅱ级杆组运动分析
公交车门运动机构原理分析及模型制作 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
公交车门运动机构原理分析及模型制作 材料科学与工程学院2011级卓越一班第2小组 组员：朱富慧、王文霞、徐潇、 赵洪阳 目录 一、车门机构数据采集 本组主要了解了k52路公交的车门构造，通过拍摄细节照片和录制视频收集数据，并分析其运动原理和利用solidworks软件制作其模型（该过程在保证机构正常运动前提下，仅做了少部分简化和优化，最大程度保持拟实性与美观性）。收集到的资料（视频资料参见附件）如下：
二、机构运动原理分析 车门运动机构简图 该运动机构包括5个构件，1、5为机架，2、3为杆件，4为滑块。 4个低副：3个转动副O 1、O 2 、O 3 和一个移动副。 自由度F=3n-2P L -P H =3×3-2×4-0=1,自由度为1，有确定的运动。 三、装配分析 该机构中，1、5为机架，连接在车体上； 杆件2：柱子、柱子扣、连杆组成的整体； 杆件3：车门； O 1 ：机构与动力系统连接形成的转动副； O 2 ：连杆与门连接形成的转动副； O 3 ：门与滑块4连接形成的转动副。 四、运动过程分析 开门时，动力系统通过转动副O 1使杆件2顺时针转动，杆件2通过转动副O 2 及杆件3 （门）带动滑块向两侧滑动同时在O 3 作用下使之逆时针旋转。关门与开门工程相反。 五、装配效果图（另可参见附件2） 六、装配效果动画展示 参见附件3.
七、部分零件模型（另可参见附件2） 八、成果与收获 在本次公交车门运动机构原理分析及模型制作的协作中，我们实地收集资料、分析原理、制作模型，并成功利用模型模拟了车门机构的运动。从中我们也遇到许多配合和尺寸方面的问题，提升了综合分析问题的能力，对机构运动原理也有了更为深刻的认识。
游梁式抽油机是以游梁支点和曲柄轴中心的连线做固定杆，以曲柄，连杆和游梁后臂为三个活动杆所构成的四连结构。 1.1四连杆机构运动分析： 图1 复数矢量法： 为了对机构进行运动分析，先建立坐标系，并将各构件表示为杆矢量。结构封闭矢量方程式的复数矢量形式： 3121234i i i l e l e l e l ???+=+ (1) 应用欧拉公式cos sin i e i θθθ=+将(1)的实部、虚部分离，得 1122433112233cos cos cos sin sin sin l l l l l l l ??????+=+? ?+=? (2) 由此方程组可求得两个未知方位角23,??。 当要求解3?时，应将2?消去可得 2222234134313311412cos 2cos()2cos l l l l l l l l l l ????=++---- (3) 解得 3tan(/2)(/()B A C ?=- (4) 33 233 sin arctan cos B l A l ???+=+ (5) 其中：411 11 2222 32 3 cos sin 2A l l B l A B l l C l ??=-=-++-= (4)式中负号对应的四连杆机构的图形如图2所示，在求得3?之后，可利用(5)求得2?。
图2 由于初始状态1?有个初始角度，定义为01?，因此，我们可以得到关于011t ??ω=+， ω是曲柄的角速度。而通过图形3分析，我们得到OA 的角度0312 π θ??=- -。 因此悬点E 的位移公式为||s OA θ=?，速度||ds d v OA dt dt θ = =，加速度2222||dv d s d a OA dt dt dt θ===。 图3 已知附录4给出四连杆各段尺寸，前臂AO=4315mm ，后臂BO=2495mm ， 连杆BD=3675mm ，曲柄半径O ’D=R=950mm ，根据已知条件我们推出''||||||||OO O D OB BD +>+违背了抽油系统的四连结构基本原则。为了合理解释光杆悬点的运动规律，我们对四连结构进行简化，可采用简谐运动、曲柄滑块结构进行研究。 1.2 简化为简谐运动时的悬点运动规律 一般我们认为曲柄半径|O ’D|比连杆长度|BD|和游梁后臂|OA|小很多，以至于它与|BD|、|OA|的比值可以忽略。此时，游梁和连杆的连接点B 的运动可以看为简谐运动，即认为B 点的运动规律和D 点做圆周运动时在垂直中心线上的投影的运动规律相同。则B 点经过时间t 时的位移B s 为
平面四杆机构的运动仿真模型分析1前言 平面四杆机构是是平面连杆机构的基础，它虽然结构简单，但其承载能力大，而且同样能够实现多种运动轨迹曲线和运动规律，因而在工程实践中得到广泛应用。 平面四杆机构的运动分析, 就是对机构上某点的位移、轨迹、速度、加速度进行分析, 根据原动件的运动规律, 求解出从动件的运动规律。平面四杆机构的运动设计方法有很多，传统的有图解法、解析法和实验法。随着计算机技术的飞速发展，机构设计及运动分析已逐渐脱离传统方法，取而代之的是计算机仿真技术。本文在UG NX5环境下对平面四杆机构进行草图建模，通过草图中的尺寸约束、几何约束及动画尺寸等功能确定各连杆的尺寸，之后建立相应的连杆、运动副及运动驱动，对建立的运动模型进行运动学分析，给出构件上某点的运动轨迹及其速度和加速度变化规律曲线，文章最后简要分析几个应用于工程的平面四杆机构实例。 2平面四杆机构的建模 问题的提出 平面四杆机构因其承载能力大，可以满足或近似满足很多的运动规律，所以其应用非常广泛，本文以基于曲柄摇杆机构的物料传送机构为例，讨论其建模及运动分析。 如图1所示，ABCD为曲柄摇杆机构，曲柄AB为主动件，机构在运动中要求连杆BC的延伸线上E 点保持近似直线运动，其中直线轨迹为工作行程，圆弧轨迹为回程或空程，从而实现物料传送的功能。
平面四杆机构的建模 由于物料传送机构为曲柄摇杆机构，所以它符合曲柄存在条件。根据机械原理课程中的应用实例[1]，选取AB=100，BC=CD=CE=250，AD=200，单位均为毫米。 在UG NX5的Sketch环境里，创建如图2所示的草图，并作相应的尺寸约束和几何约束，其中EE＇为通过E点的水平轨迹参考线，用以检验E点的工作行程运动轨迹。现通过草图里的尺寸动画功能，令AB与AD 的夹角从0°到360°变化，可看到E点的变化轨迹为直线和圆弧，如图3所示为尺寸动画的四个截图，其中图3（a）中的E点为水平轨迹的起点，图3（b）中的E点为水平轨迹的中点，图3（c）中的E点为水平轨迹的终点，而图3（d）中的E点为圆弧轨迹（图中未画出）即回程的中点。
门机构运动仿真分析技术研究 作者：上海飞机制造有限公司庞微卢鹄来源：航空制造技术 一架飞机有大小十几个舱门，包含登机门、服务门、货舱门、应急门等。舱门结构设计复杂，连杆、铰链数量众多，机构运动过程多阶段，运动关系复杂多变。由于舱门上的机构运动关系复杂，如何将这些舱门安装到位一直是飞机装配的一个难点。为了理清舱门各个机构运动的原理，指导现场工艺人员更好地进行工艺分析，采用CATIA的DMU模块对舱门进行运动机构仿真分析[1]。通过虚拟仿真技术的研究应用，验证舱门机构运动，找出机构中的可调节量，能指导工人现场安装调试，确保安装的顺利进行，缩短研制及安装周期[2]。 民用飞机舱门结构特点分析 民用飞机舱门：指民用飞机上带铰链机构，供人员进出或作为舱段主要维护通道的开口。完整的舱门包含的主要功能有：开关功能、应急开启功能、安全性功能、滑体预位功能、指示功能、辅助功能等。 民用飞机舱门结构一般采用金属材料。由于结构厚度较高，没有内蒙皮，采用连接角片连接横纵梁，采用预变形设计，飞行中正常飞行压差下为30% 压缩量，以保证良好的密封性能。 舱门结构方式主要有2种：外翻式打开方式与抛放式打开方式。外翻式，如ARJ的货舱门、大客的应急门等，重力方向与舱门运动方向一致；抛放式主要为ARJ的应急门、大客的登机门等，舱门提升后与机身平行沿航向前方打开，各位置垂直提升高度有所不同。 舱门的开启过程一般分为3个阶段：首先是对舱门进行解锁；然后对开启手柄进行提升；最后是将门推开的过程。在整个过程中包含的主要机构有：提升机构、导向机构、平移机构、内手柄及齿轮盒、外手柄机构、扭矩杆机构、阵风锁机构、外伸机构、增压预防、内外手柄机构、滑梯启动机构、驱动机构等。 舱门机构的简化 机构由若干个相互联接起来的构件组成。机构中两构件之间直接接触并能作相对运动的可
1 产品介绍 DMU机构运动分析（Kin ）是专门做DMU装配运动仿真的模块。针对大型产品如整车、飞机、 轮船等的机构运动状态进行评价。 2 图标功能介绍(基本概念、基本界面介绍) 2.1DMU运动仿真（DMU Simulation）工具条 命令驱动仿真（Simulating with Commands） 规则驱动仿真（Simulating With Laws） 机构修饰（Mechanism Dressup） 创建固定副（Fixed Part） 装配约束转换（Assembly Constraints Conver） 测量速度和加速度（Speeds and Accelerations） 机构分析（Mechanism Analysis） 2.2DMU运动副创建工具条（Kinematics Joints） 创建转动副（ Creating Revolute Joints) 创建滑动副（Creating Prismatic Joints） 创建同轴副（Creating Cylindrical Joints） 创建球铰连接（Creating Spherical Joints） 1 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
2 第五章 CATIA V5 DMU 机构运动分析 创建平动副（Creating Planar Joints ） 创建刚性副（Rigid Joints ） 点-线副（Point Curve Joints ） 曲线滑动副（Slide Curve Joints ） 点-面副（Point Surface Joints ） 万向节（Universal Joints ） CV 连接（CV Joints ） 创建齿轮副（Gear Joints ） 滑动-转动复合运动副（Rack Joints ） 滑动-滑动复合运动副（Cable Joints ） 用坐标系法建立运动副（Creating Joints Using Axis Systems ） 2.3 DMU Generic Animation 创建运动仿真记录（Simulation ） 生成重放文件（Generate Replay ） 重放（Replay ） 仿真播放器（Simulation Player ） 编辑序列（Edit Sequence ）
公交车门运动机构原理分析及模型制作 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
公交车门运动机构原理分析及模型制作 材料科学与工程学院2011级卓越一班第2小组 组员：朱富慧、王文霞、徐潇、 赵洪阳 目录 一、车门机构数据采集 本组主要了解了k52路公交的车门构造，通过拍摄细节照片和录制视频收集数据，并分析其运动原理和利用solidworks软件制作其模型（该过程在保证机构正常运动前提下，仅做了少部分简化和优化，最大程度保持拟实性与美观性）。收集到的资料（视频资料参见附件）如下：
二、机构运动原理分析 车门运动机构简图 该运动机构包括5个构件， 1、5为机架，2、3为杆件，4为滑块。 4个低副：3个转动副O 1、O 2 、O 3 和一个移动副。 自由度F=3n-2P L -P H =3×3-2×4-0=1,自由度为1，有确定的运动。 三、装配分析 该机构中，1、5为机架，连接在车体上； 杆件2：柱子、柱子扣、连杆组成的整体； 杆件3：车门； O 1 ：机构与动力系统连接形成的转动副； O 2 ：连杆与门连接形成的转动副； O 3 ：门与滑块4连接形成的转动副。 四、运动过程分析 开门时，动力系统通过转动副O 1使杆件2顺时针转动，杆件2通过转动副O 2 及杆件3 （门）带动滑块向两侧滑动同时在O 3 作用下使之逆时针旋转。关门与开门工程相反。 五、装配效果图（另可参见附件2） 六、装配效果动画展示 参见附件3.
七、部分零件模型（另可参见附件2） 八、成果与收获 在本次公交车门运动机构原理分析及模型制作的协作中，我们实地收集资料、分析原理、制作模型，并成功利用模型模拟了车门机构的运动。从中我们也遇到许多配合和尺寸方面的问题，提升了综合分析问题的能力，对机构运动原理也有了更为深刻的认识。
平面连杆机构的运动分析和动力分析 1.1 机构运动分析的任务、目的和方法 曲柄摇杆机构是平面连杆机构中最基本的由转动副组成的四杆机构，它可以用来实现转动和摆动之间运动形式的转换或传递动力。 对四杆机构进行运动分析的意义是：在机构尺寸参数已知的情况下，假定主动件（曲柄）做匀速转动，撇开力的作用，仅从运动几何关系上分析从动件（连杆、摇杆）的角位移、角速度、角加速度等运动参数的变化情况。还可以根据机构闭环矢量方程计算从动件的位移偏差。上述这些内容，无论是设计新的机械，还是为了了解现有机械的运动性能，都是十分必要的，而且它还是研究机械运动性能和动力性能提供必要的依据。 机构运动分析的方法很多，主要有图解法和解析法。当需要简捷直观地了解机构的某个或某几个位置的运动特性时，采用图解法比较方便，而且精度也能满足实际问题的要求。而当需要精确地知道或要了解机构在整个运动循环过程中的运动特性时，采用解析法并借助计算机，不仅可获得很高的计算精度及一系列位置的分析结果，并能绘制机构相应的运动线图，同时还可以把机构分析和机构综合问题联系起来，以便于机构的优化设计。 1.2 机构的工作原理 在平面四杆机构中，其具有曲柄的条件为： a.各杆的长度应满足杆长条件，即： 最短杆长度+最长杆长度≤其余两杆长度之和。 b.组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆，且其最短杆为连架杆或机架（当最短杆为连架杆时，四杆机构为曲柄摇杆机构；当最短杆为机架时，则为双曲柄机构）。 第一组(2代一套)四杆机构L1=125.36mm,L2=73.4mm,L3=103.4mm,L4=103.52mm 最短杆长度+最长杆长度(125.36+73.4) ≤其余两杆长度之和(103.4+103.52) 最短杆为连架杆，四杆机构为曲柄摇杆机构 第二组(2代二套)四杆机构L1=125.36mm,L2=50.1mm,L3=109.8mm,L4=72.85mm 最短杆长度+最长杆长度(125.36+50.1) ≤其余两杆长度之和(109.8+72.85) 最短杆为连架杆，四杆机构为曲柄摇杆机构 第三组(3代)四杆机构L1=163.2mm,L2=61.6mm,L3=150mm,L4=90mm 最短杆长度+最长杆长度(163.2+61.6) ≤其余两杆长度之和(150+90) 最短杆为连架杆，四杆机构为曲柄摇杆机构 在如下图1所示的曲柄摇杆机构中，构件AB为曲柄，则B点应能通过曲柄与连杆两次共线的位置。 1.3 机构的数学模型的建立