用解析法进行机构的运动分析资料

3-2用解析法对压片机加压机构进行运动分析

（1）杠组法原理：

由机构的组成原理可知，任何平面机构都可以分解为若干基本杠组和单杠构件的原动件和机架。因此，只要分别对单杠构件和常见的基本杠组进行运动 分析并编制成相应的子程序，从而完成对整个机构的运动分析。

在上冲头机构中，可分为原动件为单杠构件，曲柄摇杆中的连杠和摇杆组成RRR

II级杠组，曲柄滑块中的连杠和滑块构成RRP II级杠组。通过原动件带动摇杆运动，再通过摇杆带动滑块做上下往复直线运动。

（2)单杆构件运动分析图

已知 距离l, A(xA,yA), 点速度vA，加速度aA,构件的角位置, 角速度和角加速度。求 xB,

yB, vB, aB。

由图可解：

（3）RRR杠组的运动分析

已知杆组两外副B，D的位置坐标xB，yB，xD，yD，速度vB，vD，加速度aB，aD，杆长l2，l3。求构件2和3的角位置2，3，角速度2，3，角加速度2，3，以及其内副C的坐标xC，yC，速度vC，加速度aC。

由图可解：

cossinsincos22llallaByBxsincoslyylxxABABcossinlvlvByBx构件2的位置角为:

M 位置模数系数 112M2 （4）RRP杠组的运动分析

已知构件2的长度l2，外副B的位置坐标xB，yB，速度vB，加速度aB，及移动副导路上的参考点P的位置坐标xP，yP，速度vP，加速度aP和滑块3的位置角3（矢量的正方向与x轴正方向的夹角，逆时针为正），角速度3，角加速度3。

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1页 牛头刨床的连杆机构运动分析

0 前言

机构运动分析的任务是对于结构型式及尺寸参数已定的具体机构，按主动件的位置、速度和加速度来确定从动件或从动件上指定点的位置、速度和加速度。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。以计算机为手段的解析方法，由于解算速度快，精确度高，程序有一定的通用性，已成为机构运动分析的主要方法。

连杆机构作为在机械制造特别是在加工机械制造中主要用作传动的机构型式，同其他型式机构特别是凸轮机构相比具有很多优点。连杆机构采用低副连接，结构简单，易于加工、安装并能保证精度要求。连杆机构可以将主动件的运动通过连杆传递到与执行机构或辅助机构直接或间接相连的从动件，实现间歇运动，满足给定的运动要求，完成机器的工艺操作。

牛头刨床是一种利用工作台的横向运动和纵向往复运动来去除材料的一种切削加工机床。工作台的纵向往复运动是机床的主运动，实现工件的切削。工作台的横向运动即是进给运动，实现对切削精度的控制。本文中只分析纵向运动的运动特性。牛头刨床有很多机构组成，

其中实现刨头切削运动的六连杆机构是一个关键机构。刨床工作时，通过六杆机构驱动刨刀作往复移动。刨刀右行时，当刨刀处于工作行程时;要求刨刀的速度较低且平稳，以减小原动机的容量和提高切削质量。当刨刀处于返回行程时， 刨刀不工作， 称为空行程，

此时要求刨刀的速度较高以提高生产率。由此可见，牛头刨床的纵向运动特性对机床的性能有决定性的影响。

1 牛头刨床的六连杆机构

牛头刨床有很多机构组成， 其中实现刨头切削运动的六杆机构是一个关键机构。图1所示的为一牛头刨床的六连杆机构。杆1为原动件，刨刀装在C点上。假设已知各构件的尺寸如表1所示，原动件1以等角速度ω1=1rad/s沿着逆时针方向回转，要求分析各从动件的角位移、角速度和角加速度以及刨刀C点的位移、速度和加速度的变化情况。

第8章第5讲平面四杆机构的设计——解析法

平面四杆机构是机械工程中常用的一种机构，它由4个连接杆组成，通过连接杆与铰链的连接方式，能够实现不同形式的运动。平面四杆机构的设计可以采用解析法，该方法通过解析机构的运动学性质和机构参数，来确定机构的设计参数和结构尺寸。

在平面四杆机构的解析法设计中，首先需要确定机构的运动类型。根据机构的运动要求和工作环境，可以选择不同的运动类型，如平行移动、旋转、复杂曲线轨迹等。运动类型的选择将对机构的结构设计和参数确定产生重要影响。

接下来，需要确定机构的工作原理和结构特点。根据机构的运动类型，可以选择不同的结构形式，如平行四杆机构、向心四杆机构、菱形四杆机构等。不同的结构形式具有不同的运动学特性和工作原理，需要根据实际需求进行选择。

确定机构的杆件长度和角度。在机构设计中，杆件的长度和角度是关键的设计参数。杆件的长度决定了机构的尺寸和工作范围，而杆件的角度决定了机构的运动轨迹和运动特性。通过分析机构的运动学方程和几何方程，可以确定机构的杆件长度和角度。

确定机构的铰链位置。铰链的位置决定了杆件之间的连接方式和机构的运动特性。通过分析机构的力学平衡条件和运动学方程，可以确定机构的铰链位置，使机构能够实现所需要的运动要求。

最后，进行机构的参数优化和结构优化。根据机构的运动学性能和工作要求，可以对机构的结构参数进行优化，使机构的运动特性更加优秀。同时，还需要对机构的结构进行优化，提高机构的强度和刚度，确保机构在工作过程中的可靠性和稳定性。

通过解析法进行平面四杆机构的设计，可以使机构的结构和性能更加合理和可靠。这种设计方法具有简单易行、工程实用性强的特点，是一种常用的机构设计方法。在实际的机械设计中，可以根据具体的需求和实际情况，采用解析法进行平面四杆机构的设计，以提高机构的性能和工作效果。

江苏师范大学创新设计

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江苏师范大学机电工程学院

创新设计课程设计

题 目 ：解析法对曲柄滑块作运动分析

指导老师 ： 王卫辰

班 级 ： 09机51

学 号 ： 09295061

姓 名 ： 李响

2013年 1 月 18 日

解析法对曲柄滑块机构作运动分析

一、前言 江苏师范大学创新设计

- 2 - 曲柄滑块机构可以方便的用来达到增力、扩大行程和实现较远的距离传动。曲柄滑块机构中运动副均为低副，运动副元素间接触面积较大，运动副元素间应力较小，承载能力较强；低副元素几何形状简单，制造方便，能获得较高的制造精度；曲柄滑块机构可实现圆周运动和直线往复移动等运动形式的相互转化；偏心曲柄滑块机构还可以通过改变偏心距来得到不同的急回特性；曲柄滑块机构通过各种演化还可以得到其他各种导杆机构等。因此曲柄滑块机构在冲床、内燃机、空压机等机械中得到了广泛的应用。

二、建立曲柄滑块机构的数学模型

如图1所示的偏置曲柄滑块机构，已知e=5mm,曲柄1的长度1l

=30mm、转角1j、等角速度1w=30rad/s及连杆2的长度2l=100mm，要求确定连杆的转角2j、角速度2w和角加速度2a，以及滑块的位置cx、速度cv和加速度ca

2.1、位置分析

如图所示，该机构的封闭矢量方程式为

12cllx+= 江苏师范大学创新设计

- 3 - 分别向X轴与Y轴投影

11221122sinsin0****(21)coscos****(22)cllxlljjjj+=-=+-

即 1122sinarcsin()****(23)leljj--=-

2.2、速度分析

对式（2-1）、（2-2）求导得

111211122211122sin()coscos0sin()/cos****(24)cclvllvlwjjwjwjwjjj--=+==---