5.1 连杆的速度和加速度
- 格式:ppt
- 大小:2.22 MB
- 文档页数:11
§6.3* 平面运动刚体上点的加速度由于平面运动可以看成是随同基点的牵连平移与绕基点的相对转动的合成运动,于是图形上任一点的加速度可以由加速度合成定理求出。
设已知某瞬时图形内A 点的加速度a A ,图形的角速度为ω,角加速度为α,如图6-13所示。
以A 点为基点,分析图形上任意一点B 的加速度a B 。
因为牵连运动为动坐标系随同基点的平移,故牵连加速度a e =a A 。
相对运动是点B 绕基点A 的转动,故相对加速度a r =a BA ,其中a BA 是点B 绕基点A 的转动加速度。
由式 (5.3.7)可得图6-13 加速度分析的基点法 α (6.3.1) BA A B αα+=由于B 点绕基点A 转动的加速度包括切向加速度和法向加速度a ,故式(6.3.1)可写为t BA a n BAa (6.3.2) n t BA BA A B a a a ++=即平面图形上任意一点的加速度,等于基点的加速度与该点绕基点转动的切向加速度和法向加速度的矢量和。
当基点A 和所求点B 均作曲线运动时,它们的加速度也应分解为切向加速度和法向加速度的矢量和,因此,式(6.3.2)可表示为(6.3.3)n t n t n t BA BA A A B B a a a a a a +++=+在式(6.3.3)中,相对切向加速度与点A 和B 连线方向垂直,相对法向加速度沿点A 和B连线方向从B 指向A ;仅当点A 和B 的运动轨迹已知时,才可以确定点A 和B 的切向加速度a 和及法向加速度和a 。
t BA a n BA a t A t B a n A a n B 在应用式(6.3.2)或(6.3.3)计算平面图形上各点的加速度时,只能求解矢量表达式中的两个要素。
因此在解题时,要注意分析所求问题是否可解。
当问题可解时,将式(6.3.2)或(6.3.3)在平面直角坐标系上投影,即可由两个代数方程联立求得所需的未知量。
例6.3-2:半径为R 的车轮沿直线滚动,某瞬时轮心O 点的速度为v O ,加速度为a O ,如图a 所示。
第八章第二节刚体的平面运动平面图形上各点的速度(例题8-1)
例8-1 在图8-5所示的四连杆机构中,OA=r,AB=b,O
1
B=d,已知曲柄OA以匀角
速度ω绕轴O转动。
试求在图示位置时,杆AB的角速度ω
AB 以及摆杆O
1
B的角
速度ω
1。
【解】
杆OA和O
1
B作定轴转动,杆AB作平面运动。
由OA作定轴转动可知点A的速度
v
A
的大小为,方向垂直于OA,水平向左。
杆AB作平面运动,取点A为基点,由基点法得点B速度的矢量表达式为
式中v A的大小和方向均为已知,点B相对于基点A的速度v BA的方向与AB垂直,点B的速度v B与O1B垂直。
这样上式中四个要素是已知的,在点B作出其速度平行四边形如图8-5所示,作图时应注意使v B位于平行四边形的对角线上。
由几何关系得
于是得到此瞬时杆AB平面运动的角速度为
摆杆O
1B绕轴O
1
转动的角速度为
转向如图8-5所示。
如果本题只需求摆杆O
1B的角速度ω
1
,则可用速度投影定理求v B。
由
得
结果与上面相同。
4-UPS-CPC 并联机构运动学分析张海强,侯红娟,崔国华,徐丰(河北工程大学装备制造学院,河北邯郸056038)来稿日期:2014-01-02基金项目:国家自然科学基金资助项目(51175143)作者简介:张海强,(1986-),男,山东潍坊人,硕士研究生,主要研究方向:并联构型装备及机器人技术1引言并联机构的运动学分析是并联机构研究的重要对象之一,是进行优化分析的重要依据[1]。
并联机构的运动学性能包括机构的灵巧性、奇异性、工作空间、精度等多种工作性能。
目前,国内外许多知名学者通过理论求解和软件仿真分析对并联机构进行了多方面的研究。
文献[2]对空间三自由并联机构4-SPS/CU 进行了运动学和工作空间以及奇异位形分析,文献[3]对4-UPS-UPU 并联坐标测量机床的灵巧度进行了详细的研究,文献[4]对5UPS-PRPU 的5自由度并联机床进行了运动学分析,文献[5]对新型4-SPS/PPU 并联机构的运动学进行了速度、加速度理论分析。
以能够实现空间5自由度,含有4条驱动支链、1条恰约束主动支链的4-UPS-CPC 机构为研究对象,建立了位置、速度、加速度求解的运动学模型,运用Matlab 和RecurDyn 软件,采用数值求解与仿真分析对该机构进行运动学分析,结果表明,二者得到的机构正解与逆解结果一致。
24-UPS-CPC 并联机构模型2.1机构描述4-UPS-CPC 并联机构由动平台、定平台、连接动定平台的4个驱动支链和中间1条恰约束主动支链组成,如图1所示。
定平台通过4个完全相同的驱动分支UPS (胡克铰-移动副-球副)与动平台连接,恰约束驱动分支由一个移动副P 和2个圆柱副C 按照C-P-C 的顺序依次连接定平台和动平台[6]。
2.2自由度分析根据Chebyshev-Grubler-Kutzbach (CGK )公式,空间自由度[7]的计算:摘要:并联机构的运动学分析是并联机构研究的重要对象之一,是进行优化分析的重要依据。
平面连杆机构的行程速度变化系数k平面连杆机构的行程速度变化系数k是指变差异性机构中有限行程件(如连接线)当其位于中间位置时,其行程速度偏差率最大的情况下会有那么一定程度的行程速度变化,因此行程速度变化系数K就是这一变化值的比率。
1、行程速度变化系数k的概念行程速度变化系数K就是有效摆动行程中,行程运动学能量的衰减率,即输出关节的行程速度与输入关节的行程速度之比。
行程速度变化系数K可以衡量连杆机构的运动性能,也是衡量连杆机构精度的重要参数。
2、行程速度变化系数k的计算行程速度变化系数K的计算分为两个步骤,分别是求时间曲线和求k 值。
(1)求时间曲线。
连杆机构在各行程限位处停止运行(或者经过某个极限位置)后,用测速仪按位置、速度或加速度在运动时间曲线上抽取几组数据,然后采用曲线拟合的方法求得运动曲线。
(2)求k值。
对连杆机构采用正弦步进信号输入,用多次运动曲线求出输入关节和输出关节之间当位置在固定位置(一般取中位置、最大小步中位置)处时的行程速度形成表格,然后用比例系数法求出有限行程件的行程速度变化系数K。
3、行程速度变化系数k的应用(1)行程速度变化系数K对有效摆动行程、行程精度有一定的影响,有利于优化机构的设计,提高连杆机构的运行性能。
(2)行程速度变化系数K是变差异性机构中设计参数之一,K的值表示正常位置输出关节的行程速度变化程度,变化的越大,其性能越差。
(3)行程速度变化系数K可以用于控制连杆机构衔铰机构圆周运动仿真分析,实现机构性能参数的优化设计。
(4)行程速度变化系数K可以拿来匹配工件尺寸和机构运动质量,以优化机构结构。
(5)行程速度变化系数K是有效摆动行程中,行程运动学能量的衰减率,所以也可以用来表示连杆机构的能量效率。
可以看出,行程速度变化系数K在连杆机构的设计中至关重要,它是优化机构结构的依据,并且与机构的运行质量相关,因此平面连杆机构的行程速度变化系数k不容忽视。
工程力学习题答案第一章 静力学基础知识思考题:1. ×;2. √;3. √;4. √;5. ×;6. ×;7. √;8. √习题一1.根据三力汇交定理,画出下面各图中A 点的约束反力方向。
解:(a )杆AB 在A 、B 、C 三处受力作用。
由于力和的作用线交于点O 。
如图(a )所示,根据三力平衡汇交定理, 可以判断支座A 点的约束反力必沿 通过A 、O 两点的连线。
(b )同上。
由于力和的作用线 交于O 点,根据三力平衡汇交定理, 可判断A 点的约束反力方向如 下图(b )所示。
2.不计杆重,画出下列各图中AB 杆的受力图。
解:(a )取杆AB 为研究对象,杆除受力外,在B 处受绳索作用的拉力,在A 和E 两处还受光滑接触面约束。
约束力和的方向分别沿其接触表面的公法线,并指向杆。
其中力与杆垂直,力通过半圆槽的圆心O 。
AB 杆受力图见下图(a )。
(b)由于不计杆重,曲杆BC 只在两端受铰销B 和C 对它作用的约束力和,故曲杆BC 是二力构件或二力体,此两力的作用线必须通过B 、C 两点的连线,且=。
研究杆AB ,杆在A 、B 两点受到约束反力和,以及力偶m 的作用而平衡。
根据力偶的性质,和必组成一力偶。
(d)由于不计杆重,杆AB 在A 、C 两处受绳索作用的拉力和,在B 点受到支座反力。
和相交于O 点,根据三力平衡汇交定理,可以判断必沿通过pB RpB Rp B T A N E N E N A N B N C N BN CN A N B N A N B N A T C T B N A T C TB NB、O两点的连线。
见图(d).第二章 力系的简化与平衡思考题:1. √;2. ×;3. ×;4. ×;5. √;6. ×;7. ×;8. ×;9. √.1. 平面力系由三个力和两个力偶组成,它们的大小和作用位置如图示,长度单位为cm ,求此力系向O 点简化的结果,并确定其合力位置。
四连杆机构原理1. 引言四连杆机构是一种常用的机械传动装置,由四个连杆构成,通过连接副将输入和输出转动运动传递给工作机构。
四连杆机构广泛应用于各种机械设备中,如发动机、汽车悬挂系统、摇臂式切割机等。
本文将详细解释四连杆机构的基本原理及其相关概念。
2. 基本概念在了解四连杆机构的原理之前,我们先来了解一些基本概念:•连杆:连接两个点的刚性杆件。
•转动副:两个连杆通过一个转动点连接而成的副。
•连接副:将两个转动副连接起来的装置。
•固定点:在运动过程中不发生位移和转动的点。
•输入连杆:与驱动源相连接的连杆。
•输出连杆:与工作机构相连接的连杆。
•运动学分析:研究物体位置、速度和加速度等运动特性的学科。
3. 四连杆机构结构四连杆机构由四个连杆和若干个转动副组成。
其中,一个连杆被固定在某个点上,称为固定连杆;另外一个连杆由输入源驱动,称为输入连杆;剩下的两个连杆连接在一起,并通过连接副与输入连杆和输出连杆相连接,称为连接连杆。
四连杆机构主要包括以下几个部分:•输入连杆:由输入源驱动,提供动力。
•输出连杆:与工作机构相连接,传递运动。
•连接连杆:将输入和输出连杆连接起来。
•转动副:连接各个连杆的转动点。
4. 四连杆机构的运动学分析四连杆机构的运动学分析是研究其位置、速度和加速度等运动特性的过程。
通过运动学分析可以确定机构的工作性能、优化设计以及预测机构的故障。
4.1 位置分析位置分析是研究机构各个部件在运动过程中的位置关系。
对于四连杆机构而言,我们需要确定各个转动副之间的相对位置关系。
在进行位置分析时,我们可以利用几何方法或向量方法。
其中,几何方法主要通过绘制示意图、利用三角函数等来求解;向量方法则利用向量运算来求解。
4.2 速度分析速度分析是研究机构各个部件在运动过程中的速度关系。
对于四连杆机构而言,我们需要确定各个转动副之间的相对速度关系。
在进行速度分析时,我们可以利用几何方法或向量方法。
其中,几何方法主要通过绘制示意图、利用三角函数等来求解;向量方法则利用向量运算来求解。
第三章连杆机构设计和分析本章重点:平面四杆机构设计的几何法、解析法,及平面连杆机构运动分析的几何方法、解析法,机构动态静力分析的特点本章难点:1. 绘制速度多边形和加速度多边形时,不仅要和机构简图中的位置多边形相似,而且字母顺序也必须一致。
2.相对速度和加速度的方向,及角速度和角加速度的转向。
3.用解析法对平面机构进行运动分析,随着计算机的普及,已越来越显得重要,并且将在运动分析中取代图解法而占主要地位。
其中难点在于用什么样的教学工具来建立位移方程,并解此方程。
因为位移方程往往是非线性方程。
基本要求:了解平面连杆机构的基本型式及其演化;对平面四杆机构的一些基本知识(包括曲柄存在的条件、急回运动及行程速比系数、传动角及死点、运动的连续性等)有明确的概念;能按已知连杆三位置、两连架杆三对应位置、行程速比系数等要求设计平面四杆机构。
§3-1 平面四杆机构的特点和基本形式一、平面连杆机构的特点能够实现多种运动轨迹曲线和运动规律,低副不易磨损而又易于加工。
由本身几何形状保持接触。
因此广泛应用于各种机械及仪表中。
不足之处:作变速运动的构件惯性力及惯性力矩难以完全平衡;较难准确实现任意预期的运动规律,设计方法较复杂。
连杆机构中应用最广泛的是平面四杆机构。
二、平面四杆机构的基本型式三种:曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构三、平面四杆机构的演变1.转动副转化为移动副2.取不同构件为机架:3.变换构件的形态4.扩大转动副尺寸。
§3-2 平面连杆机构设计中的一些共性一、平面四杆机构有曲柄的条件上一节中,已经讲过平面四铰链机构中有三种基本形式:曲柄摇杆机构(一个曲柄);双曲柄机构(二个曲柄);双摇杆机构(没有曲柄)。
可见有没有曲柄,有几个曲柄是基本形式的主要特征。
因此,曲柄存在条件在杆机构中具有十分重要的地位。
下面分析曲柄存在条件:在铰链四杆机构中,有四个转动副和四个杆,为什么连架杆能作整周旋转(曲柄),有时就不能作整周旋转(摇杆)呢?这主要是因为四杆的相对杆长能约束连架杆是否能整周旋转或只作摆动的缘故。
《机械设计基础》第2章_平面连杆机构解析机械设计基础第2章介绍了平面连杆机构的解析方法,本文将详细探讨平面连杆机构的基本概念以及运动规律,并通过实例分析解算过程。
平面连杆机构是由几个连杆和连接件组成的机械装置,常见于各种机械设备和机器人中,具有重要的机械传动功能。
解析平面连杆机构的目的是求解机构中各个连杆的位置、速度和加速度等运动参数,在设计和优化机构的过程中起到关键作用。
首先,我们需要了解平面连杆机构的基本构件和运动方式。
平面连杆机构包括刚性连杆、铰链、曲轴和悬臂等,在运动过程中,这些构件之间通过铰链连接,可以实现不同形式的运动传动。
平面连杆机构中常见的运动有转动运动、直线运动和复合运动。
其次,我们需要了解平面连杆机构的运动规律。
平面连杆机构的运动规律可以通过几何方法或者代数方法进行求解。
几何方法主要是通过建立连杆的几何关系来求解连杆的位置和速度,而代数方法则是通过建立连杆的运动学方程来求解连杆的加速度。
几何方法中常用的解析方法有正弦定理和余弦定理。
通过应用这些定理,可以获得连杆的长度和角度关系,从而求解出连杆的位置和速度。
例如,在一个平面连杆机构中,已知一根连杆的长度和角度,可以利用余弦定理求解出另一根连杆的长度和角度。
代数方法中常用的解析方法有速度、加速度和加加速度分析法。
这些方法是通过建立连杆的运动学方程,并对方程进行求导得到速度、加速度和加加速度的表达式。
例如,在一个平面连杆机构中,已知连杆的运动学方程,可以对其进行求导,得到连杆的速度和加速度表达式。
最后,我们通过一个实例来详细解析平面连杆机构的运动规律。
假设我们有一个平面连杆机构,包括两根等长的连杆和一个铰链。
已知一根连杆的长度为L,角度为θ,我们希望求解另一根连杆的位置、速度和加速度。
首先,利用余弦定理求解另一根连杆的长度。
根据余弦定理,可以得到连杆的长度与角度的关系式。
然后,利用连杆长度与角度的关系式,可以求解出连杆的长度。
接下来,利用几何方法求解连杆的速度。
第3章平面连杆机构的运动分析平面连杆机构是一种常见的机构,由多个连杆构成,其中至少一个连杆可以做直线运动,其它连杆则可以做转动运动。
它广泛应用于机械工程中的各种运动控制系统中。
平面连杆机构的运动分析是研究机构各个连杆之间的相对运动以及连杆的轨迹等问题。
分析平面连杆机构的运动可以帮助我们理解机构的工作原理,优化机构设计以及解决机构中可能出现的问题。
首先,我们需要定义平面连杆机构的几何关系。
平面连杆机构由多个连杆组成,其中至少一个连杆可以做直线运动,该连杆称为主动连杆或者直线连杆。
其他连杆则可以做转动运动,称为从动连杆或者转动连杆。
连杆之间通过铰链连接,形成一个封闭的结构。
接下来,我们可以使用运动分析的方法来分析平面连杆机构的运动。
运动分析的目的是得到连杆机构中各个连杆的运动规律,包括位置、速度和加速度等。
其中,位置分析是运动分析的基础。
我们需要根据各个连杆之间的几何关系,通过几何分析的方法,得到各个连杆的位置关系的方程。
这些方程可以用来描述机构的运动规律,例如连杆的位移、角度等。
速度分析是研究机构中各个连杆的速度关系。
通过对连杆运动的几何分析,我们可以得到各个连杆的速度之间的关系,例如转动连杆之间的速度比例关系等。
这些关系对于机构的设计和优化非常重要。
加速度分析是研究机构中各个连杆的加速度关系。
通过对连杆运动的几何分析,我们可以得到各个连杆的加速度之间的关系,例如转动连杆之间的加速度比例关系等。
这些关系对于机构的动态性能和控制非常重要。
最后,我们可以使用轨迹分析的方法来研究连杆机构中各个点的轨迹。
通过对连杆之间几何关系和位置变化的分析,我们可以得到各个点的轨迹方程。
这些方程可以用来描述机构中各个点的运动轨迹。
总结起来,平面连杆机构的运动分析是研究机构各个连杆之间的相对运动以及连杆的轨迹等问题。
通过运动分析,我们可以得到连杆机构的运动规律,包括位置、速度和加速度等。
这些结果有助于我们理解机构的工作原理,优化机构设计以及解决机构中可能出现的问题。
理论力学四杆机构试题及答案理论力学是工程学和物理学中的一个重要分支,它涉及到对物体运动规律的研究。
四杆机构作为机械工程中常见的一种基本机构,广泛应用于各种机械系统中。
本文将提供一些理论力学中关于四杆机构的典型试题及答案,以供学习和参考。
试题一:四杆机构的类型和应用问题描述:简述四杆机构的三种基本类型,并给出它们各自的一个应用实例。
答案:四杆机构的三种基本类型包括:1. 曲柄滑块机构:这种机构由一个固定构件(机架)、一个移动构件(滑块)、一个输入连杆(通常为曲柄)和一个输出连杆组成。
曲柄滑块机构常见于往复式发动机和压缩机中。
2. 双曲柄机构:在这种机构中,两个连杆的两端分别连接两个移动构件,且两个连杆可以相互交换位置。
双曲柄机构常用于内燃机的连杆机构。
3. 摇杆机构:一个移动构件(摇杆)与两个连杆相连,其中一个连杆固定(机架),另一个连杆为输入或输出连杆。
摇杆机构常用于摆动驱动,如门锁和老式缝纫机。
试题二:四杆机构的运动分析问题描述:如果一个四杆机构的输入杆以匀速旋转,试分析输出杆的速度和加速度特性。
答案:在四杆机构中,输出杆的速度和加速度可以通过运动学分析得到。
设输入杆(曲柄)以角速度ω匀速旋转,则输出杆(滑块或连杆)的速度v和加速度a可以通过以下公式计算:1. 速度:\( v = \omega \cdot r \cdot sin(\theta) \),其中r是输入杆和输出杆之间的距离,θ是输入杆和输出杆之间的夹角。
2. 加速度:加速度由两部分组成,切向加速度和法向加速度。
切向加速度 \( a_t = \omega^2 \cdot r \cdot cos(\theta) \),法向加速度 \( a_n = \omega^2 \cdot r \cdot sin(\theta) \)。
总加速度\( a = \sqrt{a_t^2 + a_n^2} \)。
试题三:四杆机构的力分析问题描述:在一个四杆机构中,如果已知输入杆的力和运动特性,如何计算输出杆的受力情况?答案:在四杆机构中,输出杆的受力情况可以通过静力学和动力学分析来计算。
速度瞬心在平面连杆机构加速度分析中的应用近几年,速度瞬心技术受到越来越多的关注,并被广泛应用于多种行业。
速度瞬心是一种可以通过测量物体的速度和加速度来分析物理场的技术,在机械工程中有着重要的意义。
平面连杆机构是机械工程中最常用的机构之一,由于它结构简单,操作简单,加工成本低,被广泛应用于机械设备上。
本文以速度瞬心在平面连杆机构加速度分析中的应用为核心,对其使用和分析方法进行介绍,以期让读者对速度瞬心在机械应用中的重要性有更深刻的认识。
速度瞬心是一种通过测量物体的速度和加速度来分析物理场的技术。
它的原理是,在物体行使加加速度运动的过程中,其位移、速度和加速度之间存在一定的关系。
通过对此关系的研究,可以从物体行使加加速度运动过程中求出相应的位移、速度和加速度。
瞬心技术可以在平面连杆机构加速度分析中得到良好的应用,可以通过它来分析受力运动的机构的位移、速度和加速度的变化。
平面连杆机构是机械结构中最基本的结构之一,它由两个滑动连接的杆件、一个定位轴和几个支撑点组成。
这个机构的特点是受力铰链的运动可以根据设计的运动规律来实现。
由于平面连杆机构的结构简单易操作,受力铰链的关系清晰明了,使得它在机构设计和结构动力学分析中具有重要意义。
在平面连杆机构加速度分析中,速度瞬心技术可以根据定位轴和几个支撑点的位置、速度和加速度来分析机构的加速度。
通过测量定位轴和支撑点的位移、速度和加速度,并结合有关的物理学原理,可以得出机构的加速度的变化曲线,进而得出机构的动力学特性。
此外,速度瞬心技术还可以用来测量机构的内外力分布情况,从而分析机构的动力特性。
由于平面连杆机构的结构简单,它的加速度分析方法较为容易,这也使得速度瞬心技术在平面连杆机构加速度分析中受到了广泛的应用。
从实验测试结果来看,速度瞬心技术可以有效地提高研究和分析的准确性。
此外,它还有利于提高测试数据的准确性,并能够更好地评估机构的性能和稳定性。
综上所述,速度瞬心技术在平面连杆机构加速度分析中有着重要的应用。
二自由度五连杆机构的瞬心
一、引言
在机械工程领域,二自由度五连杆机构是一种常见的机构形式,广泛应用于各种传动和控制系统中。
了解其瞬心对于分析机构运动和控制具有重要意义。
二、二自由度五连杆机构的定义和特点
二自由度五连杆机构是指具有两个自由度的五杆串联机构,它可以实现两个转动运动。
其特点是在一定条件下,可以实现机构的自锁和互锁。
三、瞬心的概念及其在二自由度五连杆机构中的应用
瞬心是指在运动过程中,两个或多个物体之间的接触点。
在二自由度五连杆机构中,瞬心起着关键作用,因为它决定了机构的运动学和动力学特性。
四、瞬心的计算方法
瞬心的计算方法主要包括几何法和解析法。
几何法适用于简单的机构,而解析法适用于复杂机构的瞬心计算。
在计算瞬心时,需要考虑连杆的长度、角度和运动约束等因素。
五、瞬心在二自由度五连杆机构运动分析中的应用
瞬心在二自由度五连杆机构运动分析中的应用主要包括以下几个方面:
1.确定机构的运动范围:通过分析瞬心位置,可以确定机构在空间中的运动范围,为设计提供依据。
2.分析机构的速度和加速度:根据瞬心的变化,可以分析机构在运动过程中的速度和加速度变化,为控制策略提供参考。
3.优化机构设计:通过分析瞬心的位置和特性,可以优化机构设计,提高机构的性能和可靠性。
六、实例分析
以某二自由度五连杆机构为例,通过计算瞬心位置,分析其在运动过程中的速度和加速度变化,进而优化机构设计。
七、结论
瞬心在二自由度五连杆机构中具有重要意义,掌握其计算方法和应用有助于提高机构的设计和分析水平。
连杆机构传动比计算公式
1.1 用图解法和解析法都不合适对平面连杆机构的计算方法一般有图解法和解析法。
若采用图解法计算,需求出平面连杆机构从动件(连杆CD,见图1)全行程的运动轨迹,虽然求解平面连杆机构运动轨迹是较为简单的几何问题,但需反复作图才能求解全行程的运动轨迹,工作相当繁琐,而且受作图误差和测量误差的影响,得到的最后计算结果其精度较低,不能满足使用要求。
根据生产工艺需要.托臂齿条与冷床齿条、托臂齿条与槽辊的齿形重合精度均需在0.5mm之内,使用作图法时精度难以达到这个要求。
若采用解析法计算,其特点是把机构中已知的尺寸参数和运动变量与未知的运动变量之间的关系用数学关系式表达出来,然后求解,可以得到很高的计算精度,而且还便于把机构分析问题和机构综合问题联系起来,同时通过对数学表达式进行时间求导,可以得到相应的速度、加速度、二次加速度
等的数学表达式;但是计算式表达形式很复杂,在采用计算机求解时,需专门编程计算(且要有相应专用程序) ,整个过程比较复杂。
1.2 利用CAXA电子图版中公式曲线命令求解利用图解法求解平面连杆机构轨迹的基本原理,推导出从动件(连杆CD).上C点的运动轨迹的直角坐标方程,再应用CAXA电子图板中公式曲线功能和查询功能,可以得到满足精度要求的计算结果,具体过程如下。
了解连杆机构:将直线运动转化为旋转运动的重要组成部分连杆机构是一种将直线运动转化为旋转运动的重要组成部分。
它由两个连接在一起的杆件构成,通过它可以将输入的直线运动转换为输出的旋转运动,广泛应用于各种机械设备中。
连杆机构的基本构造是由多个连杆组成的,并且连杆之间通过关节连接在一起。
其中一个杆件固定在地面上,称为地面连接杆,另一个杆件可以进行旋转运动,称为旋转连接杆。
通过这种方式,当旋转连接杆进行旋转运动时,地面连接杆也会随之发生直线运动。
连杆机构的运动传输方式可以分为四种基本形式:曲柄摇杆机构、双曲柄机构、滚子摇杆机构和曲柄滑块机构。
其中,曲柄摇杆机构是最常见的一种形式,也是最简单的一种连杆机构。
它由一个固定的曲柄和一个可滑动的摇杆组成。
当曲柄进行旋转运动时,摇杆会随之摆动,实现了直线运动向旋转运动的转换。
连杆机构的应用非常广泛。
它常用于发动机、燃气轮机、泵浦、压缩机、机械手等机械设备中,用于传输运动和力量。
例如,在发动机中,连杆机构将活塞的直线运动转化为曲轴的旋转运动,从而驱动汽缸的工作。
在机械手中,连杆机构可以帮助机械手实现多种复杂的运动轨迹。
此外,连杆机构还被广泛应用于汽车底盘、航空航天、机械加工等领域。
了解连杆机构的关键是掌握基本的运动学原理。
连杆机构的运动学分析基于几何关系和律动关系。
几何关系是指连杆机构各部分之间的几何约束关系,包括连杆的长度、角度以及关节位置等;律动关系是指连杆机构各部分的运动规律和运动关系,包括连杆的速度、加速度以及角速度、角加速度等。
另一个重要的概念是连杆机构的运动副和运动机构。
运动副是指相邻两个连杆之间的关节连接,包括转动副和滑动副两种形式;运动机构是指连杆机构的整体结构和运动方式,包括单自由度机构和多自由度机构两种形式。
在进行连杆机构的设计和分析时,需要考虑多个因素。
首先是连杆机构的几何约束和律动关系,确保连杆机构能够正常运动并满足要求。
其次是连杆机构的强度和刚度,以保证连杆机构在工作过程中能够承受力量和负载,并保持稳定性。