机械原理课程设计-六杆机构分析报告

本课程设计要求对某一实际机构进行结构综合、运动分析、动力分析和飞轮设计。

所选的实际机构包括平面连杆机构、齿轮机构, 可附加有凸轮机构和其他常用机构。

设计内容和基本要求如下∶1、整机运动简图方案的拟订和研讨, 进行方案比较对比, 选择最佳方案。

2、齿轮传动系统的设计, 计算内容编入说明书, 用1张2 # 图或3 # 图纸画出一对齿轮啮合图。

3、平面连杆机构运动分析与动力分析, 要求用1张1 # 图纸作出平面连杆的1~2个位置及极限位置的机构简图, 并对这几个位置进行速度、加速度及力分析。

用图解法作出矢量多边形图, 绘制运动线图; 另外要求运用机械原理CAD软件完成平面连杆机构的运动分析、动力分析所有点位的计算, 并绘制运动线图。

4、其他机构(如凸轮机构、间歇运动机构、螺旋机构等) 设计。

此项根据题型选做, 简图与计算结果可编入说明书。

5、调速飞轮设计。

根据题量、时间选做, 设计计算编入说明书。

工件量：1、画一张（A1）简单机械传动系统的机构运动简图。

2、设计平面连杆机构的尺寸，且画一张（A1）平面连杆机构的机构运动简图，并对其进行指定位置的运动分析和动力分析。

3、设计凸轮机构的尺寸，且画一张(A2)凸轮机构的机构运动简图，并校核其压力角。

4、进行传动比的分配，设计齿轮机构的尺寸，且画一张(A2)齿轮机构的机构运动简图。

5、设计说明书一份。

设计时间2周，在18周周日前交齐设计题目：六杆插床机构分析一、图1－1 插床机构及其运动简图二、图1－1 插床机构及其运动简图三、图1－1 插床机构及其运动简图表 1-2 机构位置分配表四、图1－1 插床机构及其运动简图机械原理课程设计指导书--六杆插床机构分析一、课程设计的目的机械原理课程设计是高等工科院校机械类专业学生第一次较全面的机械运动学和动力学分析与设计的训练，其目的在于进一步加深学生所学的理论知识，培养学生独立解决有关实际问题的能力，使学生对于机械动力学与运动学的分析与设计有一较完整的概念。

平面连杆机构的运动分析（题号：平面六杆机构）一、题目说明图示为一平面六杆机构。

设已知各构件的尺寸如表1所示，又知原动件1以等角速度ω1=1 rad/s沿逆时针方向回转，试求各从动件的角位移、角速度及角加速度以及E点的位移、速度及加速度的变化情况。

已知其尺寸参数如下表所示：二、题目分析1、建立封闭图形：L 1 + L 2= L 3+ L 4组号1ll2l 3 l 4 l 5 l 6 α A B C2-A2-B 2-C26.5 67.5 87.5 52.4 43.0 60l 2=116.6 l 2=111.6l 2=126.6L 1 + L 2= L 5+ L 6+AG2、机构运动分析：a 、角位移分析由图形封闭性得：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⋅-⋅+=+-⋅-⋅+⋅⋅-⋅+=+-⋅-⋅+⋅⋅=⋅+⋅+⋅=⋅+⋅55662'2221155662'222113322114332211sin sin )sin(sin sin cos cos )cos(cos cos sin sin sin cos cos cos θθθαπθθθθθαπθθθθθθθθL L y L L L L L x L L L L L L L L L L G G 将上式化简可得：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⋅-⋅+-⋅+⋅-=⋅-⋅+-⋅+⋅⋅-=⋅-⋅⋅-=⋅-⋅G G y L L L L L x L L L L L L L L L L L 66552'233466552'2331133221143322sin sin )sin(sin cos cos )cos(cos sin sin sin cos cos cos θθαθθθθαθθθθθθθθb 、角速度分析上式对时间求一阶导数，可得速度方程：化为矩阵形式为：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⋅⋅-⋅⋅+⋅-⋅+⋅⋅=⋅⋅+⋅⋅-⋅-⋅-⋅⋅-⋅⋅-=⋅⋅-⋅⋅⋅⋅=⋅⋅+⋅⋅-0cos cos )cos(cos 0sin sin )sin(sin cos cos cos sin sin sin 66655522'233366655522'2333111333222111333222ωθωθωαθωθωθωθωαθωθωθωθωθωθωθωθL L L L L L L L L L L L L L⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⋅-⋅⋅=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⋅⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⋅-⋅⋅-⋅⋅⋅-⋅--⋅-⋅-⋅⋅⋅-00cos sin cos cos cos )cos(sin sin sin )sin(00cos cos 00sin sin 1111165326655332'26655332'233223322θθωωωωωθθθαθθθθαθθθθθL L L L L L L L L L L L L Lc 、角加速度分析：矩阵对时间求一阶导数，可得加速度矩阵2233222333'223355665'22335566622332233'22sin sin 0cos cos 00sin()sin sin sin cos()cos cos cos cos cos 00sin sin 00cos(L L L L L L L L L L L L L L L L L θθεθθεθαθθθεθαθθθεθθθθθα-⋅⋅⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⋅-⋅⎢⎥⎢⎥⋅=⎢⎥⎢⎥-⋅--⋅-⋅⋅⎢⎥⎢⎥⋅-⋅⋅-⋅⎣⎦⎣⎦-⋅⋅-⋅⋅⋅-211221123123355665'2223355666cos sin )cos cos cos 0sin()sin sin sin 0L L L L L L L L L θωθωωθθθωθαθθθω⎡⎤⋅⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⋅⎢⎥⎢⎥⎢⎥⋅+⋅⎢⎥⎢⎥⎢⎥⋅⋅-⋅⎢⎥⎢⎥⎢⎥⋅-⋅⋅-⋅⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦d 、E 点的运动状态位移：⎩⎨⎧⋅-⋅+=⋅-⋅+=55665566sin sin cos cos θθθθL L y y L L x x G EG E速度：⎪⎩⎪⎨⎧⋅⋅-⋅⋅=⋅⋅+⋅⋅-=555666555666cos cos sin sin ωθωθωθωθL L v L L v yx E E 加速度：⎪⎩⎪⎨⎧⋅⋅-⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅-=⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅-⋅⋅-=5552555666266655525556662666cos sin cos sin sin cos sin cos εθωθεθωθεθωθεθωθL L L L a L L L L a yx E E三、流程图四、源程序#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<math.h>#define PI 3.1415926#define N 4void Solutionangle(double [18],double ); /*矢量法求角位移*/void Solutionspeed(double [N][N],double [N],double [18],double ); /*角速度求解*/void Solutionacceleration(double [N][N],double [N][N],double [N],double [18]);/*角加速度求解*/void GaussianE(double [N][N],double [N],double [N]);/*高斯消去*/void FoundmatrixA(double [18],double [N][N]); //创建系数矩阵Avoid FoundmatrixB(double [18],double ,double [N]);//创建系数矩阵Bvoid FoundmatrixDA(double [18],double [N][N]);//创建矩阵DAvoid FoundmatrixDB(double [18],double ,double [N]);//创建矩阵DB//定义全局变量double l1=26.5,l2=111.6,l3=67.5,l4=87.5,l5=52.4,l6=43.0;double l2g=65.0,xg=153.5,yg=41.7,inang=60*PI/180,as1=1.0;//主函数void main(){int i,j;FILE *fp;double shuju[36][18];double psvalue[18],a[N][N],da[N][N],b[N],db[N],ang1;//建立文件，并制表头if((fp=fopen("filel","w"))==NULL){printf("Cann't open this file.\n");exit(0);}fprintf(fp,"\n The Kinematic Parameters of Point 5\n"); fprintf(fp," ang2 ang3 ang5 ang6"); fprintf(fp," as2 as3 as5 as6"); fprintf(fp," aas2 aas3 aas5 aas6");fprintf(fp," xe ye vex vey aex aey\n");//计算数据并写入文件for(i=0;i<36;i++){ang1=i*PI/18;Solutionangle(psvalue,ang1);FoundmatrixB(psvalue,ang1,b);FoundmatrixA(psvalue,a);Solutionspeed(a,b,psvalue,ang1);FoundmatrixDA(psvalue,da);FoundmatrixDB(psvalue,ang1,db);Solutionacceleration(a,da,db,psvalue);for(j=0;j<4;j++){shuju[i][j]=psvalue[j]*180/PI;}for(j=4;j<18;j++){shuju[i][j]=psvalue[j];}fprintf(fp,"\n");for(j=0;j<18;j++)fprintf(fp,"%12.3f",shuju[i][j]);}fclose(fp);//输出数据for(i=0;i<36;i++){ang1=i*PI/18;printf("\n输出ang1=%d时的求解\n",i*10);printf("angle angspeed angacceleration E:\n"); for(j=0;j<4;j++)printf("%lf\t",shuju[i][j]);printf("\n");for(j=4;j<8;j++)printf("%lf\t",shuju[i][j]);printf("\n");for(j=8;j<12;j++)printf("%lf\t",shuju[i][j]);printf("\n");for(j=12;j<18;j++)printf("%lf\t",shuju[i][j]);printf("\n");}}/*矢量法求角位移*/void Solutionangle(double value[18],double ang1){double xe,ye,A,B,C,phi,alpha,csn,ang5g,d2,d,ang2,ang3,ang5,ang6; A=2*l1*l3*sin(ang1);B=2*l3*(l1*cos(ang1)-l4);C=l2*l2-l1*l1-l3*l3-l4*l4+2*l1*l4*cos(ang1);ang3=2*atan((A+sqrt(A*A+B*B-C*C))/(B-C));if(ang3<0)//限定ang3大小{ang3=2*atan((A-sqrt(A*A+B*B-C*C))/(B-C));}ang2=asin((l3*sin(ang3)-l1*sin(ang1))/l2);xe=l4+l3*cos(ang3)+l2g*cos(ang2-inang);ye=l3*sin(ang3)+l2g*sin(ang2-inang);phi=atan2((yg-ye),(xg-xe));d2=(yg-ye)*(yg-ye)+(xg-xe)*(xg-xe);d=sqrt(d2);csn=(l5*l5+d2-l6*l6)/(2.0*l5*d);alpha=atan2(sqrt(1.0-csn*csn),csn);ang5g=phi-alpha;ang5=ang5g-PI;ang6=atan2(ye+l5*sin(ang5g)-yg,xe+l5*cos(ang5g)-xg);value[0]=ang2;value[1]=ang3;value[2]=ang5;value[3]=ang6;value[12]=xe;value[13]=ye;//限定角度大小for(int i=0;i<4;i++){while(value[i]>2*PI)value[i]-=2*PI;while(value[i]<0)value[i]+=2*PI;}}/*角速度求解*/void Solutionspeed(double a2[N][N],double b2[N],double value[18],double ang1) {double ang2,ang3;ang2=value[0];ang3=value[1];double p2[N];GaussianE(a2,b2,p2);value[4]=p2[0];value[5]=p2[1];value[6]=p2[2];value[7]=p2[3];value[14]=-l3*value[5]*sin(ang3)-l2g*value[4]*sin(ang2-inang);value[15]=l3*value[5]*cos(ang3)+l2g*value[4]*cos(ang2-inang);}/*角加速度求解*/void Solutionacceleration(double a3[N][N],double da3[N][N],double db3[N],double value[18]){int i,j;double ang2,ang3;ang2=value[0];ang3=value[1];double bk[N]={0};double p3[N];for(i=0;i<N;i++){for(j=0;j<N;j++){bk[i]+=-da3[i][j]*value[4+j];}bk[i]+=db3[i]*as1;}GaussianE(a3,bk,p3);value[8]=p3[0];value[9]=p3[1];value[10]=p3[2];value[11]=p3[3];value[16]=-l3*value[9]*sin(ang3)-l3*value[5]*value[5]*cos(ang3)-l2g*value[8]*si n(ang2-inang)-l2g*value[4]*value[4]*cos(ang2-inang);value[17]=l3*value[9]*cos(ang3)-l3*value[5]*value[5]*sin(ang3)+l2g*value[8]*cos (ang2-inang)-l2g*value[4]*value[4]*sin(ang2-inang);}/*高斯消去法解矩阵方程*/void GaussianE(double a4[N][N],double b4[N],double p4[N]){int i,j,k;double a4g[N][N],b4g[N],t;for(i=0;i<N;i++)for(j=0;j<N;j++)a4g[i][j]=a4[i][j];for(i=0;i<N;i++)b4g[i]=b4[i];//使主对角线上的值尽可能大if(a4g[0][0]<a4g[1][0] && a4g[0][1]>a4g[1][1]){for(j=0;j<N;j++){t=a4g[0][j];a4g[0][j]=a4g[1][j];a4g[1][j]=t;}t=b4g[0];b4g[0]=b4g[1];b4g[1]=t;}if(a4g[2][2]<a4g[3][2] && a4g[2][3]>a4g[3][3]){for(j=0;j<N;j++){t=a4g[2][j];a4g[2][j]=a4g[3][j];a4g[3][j]=t;}t=b4g[2];b4g[2]=b4g[1];b4g[3]=t;}//初等行变换for(j=0;j<N;j++)for(i=0;i<N;i++){if(i!=j){for(k=0;k<N;k++)if(k!=j){a4g[i][k]-=a4g[i][j]/a4g[j][j]*a4g[j][k];} b4g[i]-=b4g[j]*a4g[i][j]/a4g[j][j];a4g[i][j]=0;}}for(i=0;i<N;i++)b4g[i]/=a4g[i][i];p4[0]=b4g[0];p4[1]=b4g[1];p4[2]=b4g[2];p4[3]=b4g[3];}//创建系数矩阵Avoid FoundmatrixA(double value5[18],double a5[N][N]){double ang2,ang3,ang5,ang6;ang2=value5[0];ang3=value5[1];ang5=value5[2];ang6=value5[3]; a5[0][0]=-l2*sin(ang2);a5[0][1]=l3*sin(ang3);a5[1][0]=l2*cos(ang2);a5[1][1]=-l3*cos(ang3);a5[2][0]=-l2*sin(ang2)-l2g*sin(ang2-inang);a5[2][2]=l5*sin(ang5);a5[2][3]=l6*sin(ang6);a5[3][0]=l2*cos(ang2)+l2g*cos(ang2-inang);a5[3][2]=-l5*cos(ang5);a5[3][3]=-l6*cos(ang6);a5[0][2]=a5[0][3]=a5[1][2]=a5[1][3]=a5[2][1]=a5[3][1]=0;}//创建系数矩阵Bvoid FoundmatrixB(double value6[18],double ang1,double b6[N]){b6[0]=b6[2]=l1*sin(ang1)*as1;b6[1]=b6[3]=-l1*cos(ang1)*as1;}//创建矩阵DAvoid FoundmatrixDA(double value7[18],double da7[N][N]){double ang2,ang3,ang5,ang6,as2,as3,as5,as6;ang2=value7[0];ang3=value7[1];ang5=value7[2];ang6=value7[3]; as2=value7[4];as3=value7[5];as5=value7[6];as6=value7[7];da7[0][0]=-l2*as2*cos(ang2);da7[0][1]=l3*as3*cos(ang3);da7[1][0]=-l2*as2*sin(ang2);da7[1][1]=l3*as3*sin(ang3);da7[2][0]=as2*(-l2*cos(ang2)-l2g*cos(ang2-inang));da7[2][2]=as5*l5*cos(ang5);da7[2][3]=as6*l6*cos(ang6);da7[3][0]=as2*(-l2*sin(ang2)-l2g*sin(ang2-inang));da7[3][2]=as5*l5*sin(ang5);da7[3][3]=as6*l6*sin(ang6);da7[0][2]=da7[0][3]=da7[1][2]=da7[1][3]=da7[2][1]=da7[3][1]=0; }//创建矩阵DBvoid FoundmatrixDB(double value8[18],double ang1,double db8[N]){db8[0]=db8[2]=l1*as1*cos(ang1);db8[1]=db8[3]=l1*as1*sin(ang1);}五、计算结果及相关曲线图：A组：数据图像角位移角速度角加速度E点的位移、速度及加速度六、体会及建议：这次的作业给了我们一次锻炼机会，让我们基本掌握了平面六杆机构解析算法的基本原理，从理论到程序实践，每一步都环环相扣，每一个结果都息息相关，最终在我们共同的努力下完成了本次作业。

机械原理课程设计说明书设计题目系（学院）专业班设计者指导老师年月日机械原理课程设计—铰链式颚式破碎机指导教师：组长：: 王润组员：班级 :任务分配：小组先共同讨论分析了整个问题，然后组长根据大家的特长，分配给组员各个任务王润：编程李智乐：动态静力分析卜庆旭：运动分析刘文旭：飞轮设计机构简介与设计数据1.机构简介颚式破碎机是一种用来破碎狂舞的机械，如图所示，机械经带传动（图中未画出）使曲柄2顺时针方向回转，然后通过构建2,3,45使动颚板6往复运动。

当动颚板6向左摆向固定于机架1上的定颚板1时，矿石即被碾碎；当动颚板向右摆离定颚板7时，被碾碎的矿石即落下。

由于机器在工作过程中载荷变化很大，将影响曲柄和电动机的匀速转动。

为了减小主轴速度的波动和电动机的容量，在曲柄2O 的两端各装一个大小和重量完全相同的飞轮，其中一个兼作带轮用。

压床机构简图及阻力线图2.设计数据内 容 连杆机构设计及运动分析符号 2nA O l 2 1l （） 2l 1h2h AB l AOl 4BC lC O l 4单位 r/min mm 数据 170100 1000 940 85010012501000 11501960内 容 导杆机构的动静力分析及飞轮转动惯量确定符号 D O l 63G 3S J 4G 4S J 5G 5S J 6G 6S J []δ单位 mm N kg.㎡ N kg.㎡ N kg.㎡ N kg.㎡ 数据600500025.520009200099000500.15程序代码：（一）求构件6的角速度，角加速度，平衡力矩Mb。

#include<stdio.h>#include<math.h>#define pi 3.1415926void main(){int k,G3,G4,G5,G6,Js4,Js5,Js6;float Js3,Fr;long double l[7],L[3],H[3];long double x[11],p[10],m[10],n[10],q[10],w[10],R[10],j,i;long double a6x,a6y,aCx,aCy,a5x,a5y,aBx,aBy,a3x,a3y,a4x,a4y,aAx,aAy,a2x,a2y;long double F6y,F6x,M6,F5x,F5y,M5,F4x,F4y,M4,F3x,F3y,M3,Mb;long double FO6y,FO6x,FCx,FCy,FBy,FBx,FB1y,FB1x,FB2x,FB2y,FAx,FAy,FO4x,FO4y,FO2y,FO2x,A[10], B[10];G3=5000;G4=2000;G5=2000;G6=9000;Js4=9;Js5=9;Js6=50;Js3=25.5;l[1]=0.6;l[2]=0.1;l[3]=1.25;l[4]=1.0;l[5]=1.150;l[6]=1.96;L[1]=0.94;L[2]=1.94;H[1]=1.0;H[2]=1. 85;w[2]=340*pi/60;for(k=0;k<37;k++){/*四杆1*/x[1]=cos(pi*(10*k+90)/180);x[2]=sin(pi*(10*k+90)/180);p[1]=l[3]*l[3]-l[4]*l[4]-l[2]*l[2]-H[1]*H[1]-L[1]*L[1]+2*H[1]*l[2]*x[2]+2*L[1]*l[2]*x[1];m[1]=2*l[2]*l[4]*x[1]-2*L[1]*l[4];n[1]=2*l[2]*l[4]*x[2]-2*H[1]*l[4];j=(-2*p[1]*n[1]+sqrt(4*p[1]*p[1]*n[1]*n[1]-4*(p[1]*p[1]-m[1]*m[1])*(m[1]*m[1]+n[1]*n[1])))/(2* (m[1]*m[1]+n[1]*n[1]));i=(-2*p[1]*n[1]-sqrt(4*p[1]*p[1]*n[1]*n[1]-4*(p[1]*p[1]-m[1]*m[1])*(m[1]*m[1]+n[1]*n[1])))/(2*( m[1]*m[1]+n[1]*n[1]));/*角度分析*/x[6]=j;if(j<0) x[6]=i;x[5]=sqrt(1-x[6]*x[6]);x[4]=(l[4]*x[6]+H[1]-l[2]*x[2])/l[3];x[3]=(l[2]*x[1]-L[1]+l[4]*x[5])/l[3];/*角速度分析*/w[4]=l[2]*w[2]*(x[1]*x[4]+x[2]*x[3])/(l[4]*(x[5]*x[4]-x[6]*x[3]));w[3]=(l[4]*x[6]*w[4]+l[2]*x[2]*w[2])/(l[3]*x[4]);/*角加速度分析*/m[2]=l[2]*x[2]*w[2]*w[2]+l[3]*x[4]*w[3]*w[3]-l[4]*x[6]*w[4]*w[4];n[2]=-l[2]*x[1]*w[2]*w[2]+l[3]*x[3]*w[3]*w[3]-l[4]*x[5]*w[4]*w[4];R[4]=(m[2]*x[4]+n[2]*x[3])/(l[4]*x[5]*x[4]-l[4]*x[6]*x[3]);R[3]=(-n[2]+l[4]*x[6]*R[4])/(l[3]*x[4]);/*四杆2*/p[2]=l[6]*l[6]-l[4]*l[4]-l[5]*l[5]-H[2]*H[2]-L[2]*L[2]-2*H[2]*l[4]*x[6]+2*L[2]*l[4]*x[15];m[3]=-2*l[4]*l[5]*x[5]+2*L[2]*l[5];n[3]=2*l[5]*l[4]*x[6]+2*H[2]*l[5];j=(-2*p[2]*n[3]+sqrt(4*p[2]*p[2]*n[3]*n[3]-4*(p[2]*p[2]-m[3]*m[3])*(m[3]*m[3]+n[3]*n[3])))/(2* (m[3]*m[3]+n[3]*n[3]));i=(-2*p[2]*n[3]-sqrt(4*p[2]*p[2]*n[3]*n[3]-4*(p[2]*p[2]-m[3]*m[3])*(m[3]*m[3]+n[3]*n[3])))/(2*( m[3]*m[3]+n[3]*n[3]));/*角度分析*/x[8]=j;if(j<0) x[8]=i;x[7]=-sqrt(1-x[8]*x[8]);x[10]=(-l[5]*x[8]+H[2]+l[4]*x[6])/l[6];x[9]=(-l[5]*x[7]-L[2]+l[4]*x[5])/l[6];/*角速度分析*/w[5]=l[4]*w[4]*(x[5]*x[10]+x[6]*x[9])/(l[5]*(x[7]*x[10]-x[8]*x[9]));w[6]=(l[4]*x[6]*w[4]-l[5]*x[8]*w[5])/(l[6]*x[10]);m[4]=l[6]*x[10]*w[6]*w[6]+l[5]*x[8]*w[5]*w[5]-l[4]*x[6]*w[4]*w[4]+l[4]*x[5]*R[4];n[4]=l[6]*x[9]*w[6]*w[6]+l[5]*x[7]*w[5]*w[5]-l[4]*x[5]*w[4]*w[4]-l[4]*x[6]*R[4];/*printf("%lf\n",w[6]);*//*角加速度分析*/R[5]=(m[4]*x[10]+n[4]*x[9])/(l[5]*x[7]*x[10]-l[5]*x[8]*x[9]);R[6]=(n[4]+l[5]*x[8]*R[5])/(l[6]*x[10]);/*printf("%lf\n",R[6]);*//* 动态静力分析*//*质心加速度及转动副的加速度*/a6x=1/2*l[6]*w[6]*w[6]*x[10]+1/2*l[6]*R[6]*x[9];a6y=1/2*l[6]*w[6]*w[6]*x[19]+1/2*l[6]*R[6]*x[10];aCx=2*a6x;aCy=2*a6y;a5x=aCx+1/2*l[5]*w[5]*w[5]*x[8]+1/2*l[5]*R[5]*x[7];a5y=aCy+1/2*l[5]*w[5]*w[5]*x[7]+1/2*l[5]*R[5]*x[8];aBx=aCx+l[5]*w[5]*w[5]*x[8]+l[5]*R[5]*x[7];aBy=aCy+l[5]*w[5]*w[5]*x[7]+l[5]*R[5]*x[8];a3x=aBx+1/2*l[3]*w[3]*w[3]*x[4]+1/2*l[3]*R[3]*x[3];a3y=aBy+1/2*l[3]*w[3]*w[3]*x[3]+1/2*l[3]*R[3]*x[4];a4x=aBx+1/2*l[4]*w[4]*w[4]*x[6]+1/2*l[4]*R[4]*x[5];a4y=aBy+1/2*l[4]*w[4]*w[4]*x[5]+1/2*l[4]*R[4]*x[6];aAx=aBx+l[3]*w[3]*w[3]*x[4]+l[3]*R[3]*x[3];aAy=aBy+l[3]*w[3]*w[3]*x[3]+l[3]*R[3]*x[4];/*各构件的惯性力和惯性力矩*/F6y=-G6/10*a6y;F6x=-G6/10*a6x;M6=-Js6*R[6];F5y=-G5/10*a6y;F5x=-G5/10*a6x;M5=-Js5*R[5];F4y=-G4/10*a4y;F4x=-G4/10*a4x;M4=-Js4*R[4];F3y=-G3/10*a3y;F3x=-G3/10*a3x;M3=-Js3*R[3];/*各转动副的约束反力*/Fr=850000*k/18;if(k>=19) Fr=0;A[1]=1/2*F6y*l[6]*x[9]-1/2*G6*l[6]*x[9]-1/2*F6x*l[6]*x[10]-1/2*l[1]*Fr-M6;B[1]=-1/2*F5y*l[5]*x[9]+1/2*G5*l[5]*x[7]+1/2*F5x*l[5]*x[18]-M5;FCx=(B[1]*l[6]*x[9]-A[1]*l[5]*x[7])/(l[5]*l[6]*(x[8]*x[9]-x[10]*x[7]));FCy=(FCx*l[6]*x[10]-A[1])/(l[6]*w[9]);FO6x=Fr*x[9]-FCy-F5y+G6;FO6x=-FCx-F5x-Fr*x[10];FBy=-F5y+FCy+G5;FBx=-F5x+FCx;A[2]=1/2*F3y*l[3]*fabs(x[3])+1/2*F3x*l[3]*x[4]-1/2*G3*l[3]*fabs(x[3])+M3;B[2]=-FBy*l[4]*x[5]+FBx*l[4]*x[6]+1/2*F4y*l[4]*x[5]-1/2*F4x*l[4]*x[6]-1/2*G4*l[4]*x[5]-M4;FB1x=(A[2]*l[4]*x[5]+B[2]*l[3]*fabs(x[3]))/(l[3]*l[4]*(fabs(x[3])*x[6]+x[4]*x[5]));FB1y=(B[2]+FB1x*l[4]*x[6])/(l[4]*x[5]);FB2y=-FBy-FB1y;FB2y=-FBx-FB2x;FAy=G3-FB1y-F3y;FAx=-F3x-FB1x;FO4x=-F4x-FB2x;FO4y=G4-FB2y-F4y;FO2y=FAy;FO2x=FAx;/*平衡力矩*/Mb=-FAy*l[2]*fabs(x[2])+FAx*l[2]*fabs(x[1]);printf("%lf\n",Mb);}}<二>求驱动力矩Md。

机械原理课程设计说明书题目: 六杆机构运动分析班级: 25041003姓名: 赵月玲（06）芦鑫（25）指导教师: 张伟社2013年1月7日星期一目录一、题目说明 (2)1.1分析题目 (2)1.2分析内容 (3)二、机构结构分析 (3)三、机构运动分析 (4)3.1D点的运动分析 (4)3.2构件3的运动分析 (5)3.3构件4的运动分析: (6)3.4点S4的轨迹线图 (7)四、结论 (8)五、心得体会 (9)一、题目说明1.1分析题目对如图1-1所示六杆机构进行运动与动力分析，各构件长度、滑块5的质量G、构件1转速n1、不均匀系数δ的已知数据如表1-1所示。

本次分析以方案四设计方案分析第2页图1-1 六杆机构1.2分析内容（1）对机构进行结构分析；（2）绘制滑块D的运动线图（即位移、速度和加速度线图）；（3）绘制构件3和4的运动线图（即角位移、角速度和角加速度线图）；（4）绘制S4点的运动轨迹。

表1-1 设计数据二、机构结构分析如图a所示，建立直角坐标系。

该机构为六杆机构，其中0为机架，活动构件为：1、2、3、4、5。

即活动构件数n=5。

A、B、C、D、E五处共有7个运动服，并均为低副。

其中，转动副有5处，分为：移动铰链类有C、B、D 3处，以及固定铰链类有A、E 2处；移动副有2处，分为连接两活动构件的B处移动副1个以及连接机架的D处移动副1个。

机构自由度F=3n-2P l=3X5-2X7=1.拆基本杆组：（1）标出原动件1，如附图2-1（a）所示；（2）试拆出Ⅱ级杆组2—3，为RPR杆组，如附图2-2（b）所示；（3）拆出Ⅱ级杆组4—5，为RPR杆组，如附图2-3（c）所示。

由此可知该机构是由机架0、原动件1和两个Ⅱ级杆组组成，故该机构是Ⅱ级第3页图2-1（a）图2-1（b）图2-1（c）三、机构运动分析3.1 D点的运动分析滑块D的运动线图如图3-1：第4页第5页-8.00-6.00-4.00-2.000.002.004.006.00图3-1 D 点运动参数变化图3.2 构件3的运动分析构件3的角运动线图如图3-2：第6页-100.00-50.000.0050.00100.00150.00200.00250.00300.00图3-2 构件3角运动参数变化图3.3 构件4的运动分析:构件4的角运动线图如图3-3：第7页构件4角速度参数变化图-20.00-15.00-10.00-5.000.005.0010.0015.0020.00图3-3 构件4角速度参数变化图3.4 点S4的轨迹线图通过运用平面II 级机构运动与动力分析软件，得出点S4运动特性如下：S4点的运动参数变化如图3-4:第8页S4点运动参数变化图-0.30-0.20-0.100.000.100.200.300.400.500.60图3-4 S4点运动参数变化图点S4的运动轨迹如图3-5所示：图3-5 S4点的运动轨迹图四、 结论根据计算结果以及线图可得：在原动件1绕固定铰链A做定轴转动的驱动力下，滑块D在水平面上做直线往复运动。

机械原理课程设计说明书设计题目:平面六杆机构学院：机械工程学院姓名：林立班级：机英101同组人员：刘建业张浩指导老师：王淑芬题目三：平面六杆机构.一. 机构简介1.此平面六杆机构主要由一个四杆机构，和一个曲柄滑块机构构成，其中四杆机构是由1杆，2杆，3杆和机架构成的曲柄摇杆机构，1杆为主动件，转速为90rpm ，匀速转动。

其中滑块机构由3杆，4杆，滑块5和机架构成，以四杆机构的摇杆为主动件2.设计要求：各项原始数据如图所示，要求对机构的指定位置进行运动分析和动态静力分析，计算出从动件的位移，速度（角速度），加速度（角加速度）和主动件的平衡力偶M ，进行机构运动分析，建立数学模型。

之后进行动态静力分析，建立数学模型，必须注意，工作行程和返回行程阻力的大小，方向，主动件处于何位置时有力突变，需要计算两次。

二. 机构运动分析：1.首先分析1杆，2杆，3杆和机架组成的四杆机构，可列复数矢量方程 （1-1） 应用欧拉公式 将实部和虚部分 离得332211cos cos cos θθθl b l l +=+ 332211sin sin sin θθθl a l l +=+把以上两式消元整理得0cos sin 33=++CB A θθ36213621θθθθi i i i l e l l l e e e +=+θθθsin cos i i +=e其中)sin cos (22cos 22sin 21112223212231313131θθθθa b l b a l l l C bl l l B al l l A ++----=-=-=解之可得)/(])([)2/tan(2/12223C B C B A A --+±=θ （1）速度分析将式（1-1）对时间t 求导，可得333222111cos cos cos θθθw l w l w l =+ 333222111sin sin sin θθθw l w l w l =+联解以上两式可求得两个未知角速度，3杆和2杆的角速 度3w 和2w)]-sin()/[l -sin(l )]sin(/[)sin(3223111223321113θθθθθθθθw w l l w w -=--=（2）加速度分析将式（1-1）对时间t 两次求导。

福州大学课程名称机械原理及系统仿真姓名张景铜班级 12机械2班学号 261280458院系工程技术学院专业机械设计制造及其自动化平面六杆机构运动分析一、问题描述如图所示，机构是由原动件（曲柄1）和1个RRR杆组、RRP干组组成的RRR-RRP六杆机构，各构件的尺寸为r1=70mm，r2=150mm，r3=100mm，r4=150mm，r5=120mm。

复数向量坐标如图所示，构件1以等角速度10rad/s逆时针方向回转，试求C点的加速度、构3的角加速度、构件6的速度、加速度及构件5的角速度和角加速度。

二、杆组分析将机构进行拆杆组分解，分为曲柄1+第一个RRR杆组（BCD）+第二个RRP杆组(CDE)。

对此分别建立三个3个M函数模块，分别为crank．m，RRRki．m和RRPki．m。

Crank.m函数模块的输入参数为曲柄1的角位移、角速度和角加速度，输出的参数曲柄端部（B）的加速度和水平分量和垂直分量。

RRRki.m函数模块的输入参数为构件2和构件3的角位移、角速度、B处的加速度，输出的参数是构件2和3的角加速度和C处的位移。

RRPki.m函数模块的输入参数为构件5的角位移、角速度和构件转动副C的加速度，输出的参数是构件5的角加速度和构件6的加速度。

三、确定输入初值（1）当主动件（曲柄）初始角度设置为45°时，可通过如下程序求出和的精确值；输入参数运行如下：>> x=[45*pi/180 16*pi/180 64*pi/180 0.070 0.150 0.100 0.150] ;>> y=rrrposi(x)y =0.2721 1.1154程序：function y=rrrposi(x)%Script used to implement Newton -Raphson method for solving nonlinear%Input parameters%x(1)=theta-1；%x(2) =theta-2 guess value ；%x(3) =theta-3 guess value%x(4) =r1；%x(5) =r2；%x(6) =r3；%x(7) =r4%Output parameters%y(1) =theta-2；%y(2) =theta-3theta2=x(2);theta3=x(3);epsilon=1.0E-6;f=[x(4)*cos(x(1))+x(5)*cos(theta2)-x(7)-x(6)*cos(theta3);x(4)*sin(x(1))+x(5)*sin(theta2)-x(6)*sin(theta3)];while norm(f)>epsilonJ=[-x(5)*sin(theta2) x(6)*sin(theta3);x(5)*cos(theta2) -x(6)*cos(theta3)];dth=inv(J)*(-1.0*f);theta2=theta2+dth(1);theta3=theta3+dth(2);f=[x(4)*cos(x(1))+x(5)*cos(theta2)-x(7)-x(6)*cos(theta3);x(4)*sin(x(1))+x(5)*sin(theta2)-x(6)*sin(theta3)];norm(f);end;y(1)=theta2;y(2)=theta3;（2.）、根据已知量可确定出连杆（r2）和从动件（r3）的角速度，>> x=[45*pi/180 0.2721 1.1154 10 0.070 0.150 0.100 0.150] ;>> y=rrrvel(x)y =-2.02484.6025程序：function y=rrrvel(x)%%Script for solving velosity of RRR bar group %%%Input parameters%x(1)=theta-1%x(2) =theta-2%x(3) =theta-3%x(4) =dtheta-1%x(5) =r1%x(6) =r2%x(7) =r3%Output parameters%y(1) =dtheta-2%y(2) =dtheta-3% %A=[-x(6)*sin(x(2)) x(7)*sin(x(3));x(6)*cos(x(2)) -x(7)*cos(x(3))];B=[x(5)*sin(x(1)); -x(5)*cos(x(1))]*x(4);y=inv(A)*B;（3）、根据前面求出的参数及已知条件可按以下程序求出构件5的角速度和构件6的速度。

六杠机构的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握六杠机构的基本结构及其工作原理。

2. 学生能够描述六杠机构在生活中的应用实例，并理解其设计原理。

3. 学生能够运用六杠机构的运动规律，分析并解决相关问题。

技能目标：1. 学生能够运用绘图工具，准确地绘制六杠机构的示意图。

2. 学生能够通过实际操作，掌握六杠机构的组装和调试方法。

3. 学生能够运用数学知识，计算六杠机构的关键参数，并进行简单的设计优化。

情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对机械设计及制造的兴趣和热情，提高对工程技术的认识。

2. 学生能够养成团队协作、沟通交流的良好习惯，增强合作意识。

3. 学生能够关注六杠机构在工业发展和国防建设中的应用，培养创新意识和爱国主义情怀。

课程性质：本课程为机械设计基础课程，旨在帮助学生掌握六杠机构的基本知识和应用技能，培养学生的创新能力和实践能力。

学生特点：学生为初中年级，对机械知识有一定的了解，具备一定的数学基础和动手能力。

教学要求：结合学生特点，课程设计注重理论与实践相结合，强调动手操作和实际应用，使学生在掌握知识的同时，提高技能和情感态度价值观。

通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供明确依据。

二、教学内容1. 六杠机构的基本概念与分类：介绍六杠机构的基本结构、运动特点及其分类方法，结合教材相关章节，使学生建立对六杠机构的初步认识。

2. 六杠机构的工作原理：分析六杠机构的运动规律，讲解其工作原理，结合实例加深理解。

3. 六杠机构的运动分析与设计：教授六杠机构的运动分析方法，引导学生运用数学知识进行设计计算，掌握关键参数的优化方法。

4. 六杠机构的应用实例：介绍六杠机构在工业、生活中的应用实例，让学生了解其实际应用价值。

5. 六杠机构的组装与调试：组织学生进行六杠机构的组装和调试实践，培养动手能力，巩固理论知识。

教学大纲安排：第一课时：六杠机构的基本概念与分类第二课时：六杠机构的工作原理第三课时：六杠机构的运动分析与设计第四课时：六杠机构的应用实例第五课时：六杠机构的组装与调试实践教学内容进度：第一周：第一、二课时第二周：第三课时第三周：第四课时第四周：第五课时教学内容与教材关联性：本教学内容与教材中关于六杠机构的章节紧密相关，确保教学内容的科学性和系统性。

目录第一部分：六杆机构运动与动力分析一．机构分析分析类题目 3 1分析题目 32.分析内容 3 二．分析过程 4 1机构的结构分析 42.平面连杆机构运动分析和动态静力分析 53机构的运动分析8 4机构的动态静力分析18 三．参考文献21第二部分：齿轮传动设计一、设计题目22二、全部原始数据22三、设计方法及原理221传动的类型及选择22 2变位因数的选择22四、设计及计算过程241.选取两轮齿数242传动比要求24 3变位因数选择244.计算几何尺寸25 五．齿轮参数列表26 六．计算结果分析说明28 七．参考文献28第三部分：体会心得29一.机构分析类题目3（方案三）1.分析题目对如图1所示六杆机构进行运动与动力分析。

各构件长度、构件3、4绕质心的转动惯量如表1所示，构件1的转动惯量忽略不计。

构件1、3、4、5的质量G1、G3、G4、G5，作用在构件5上的阻力P工作、P空程，不均匀系数δ的已知数值如表2所示。

构件3、4的质心位置在杆长中点处。

2.分析内容（1）对机构进行结构分析；（2）绘制滑块F的运动线图（即位移、速度和加速度线图）；（3）绘制构件3角速度和角加速度线图（即角位移、角速度和角加速度线图）；（4）各运动副中的反力；（5）加在原动件1上的平衡力矩；（6）确定安装在轴A上的飞轮转动惯量。

图1 六杆机构方案号L DF(mm)L CE(mm)L CD(mm)L AB(mm)L AC(mm)n1r/minJ S3kg.m2J S4kg.m23 510 575 170 140 375 80 0.22 0.16方案号G1(kg)G3(kg)G4(kg)G5(kg)P工作(N)P空程(N)δ3 14 75 55 80 1400 140 1/40二.分析过程：通过CAD制图软件制作的六杆机构运动简图：图2 六杆机构CAD所做的图是严格按照题所给数据进行绘制的。

并机构运动简图中活动构件的序号从1开始标注，机架的构件序号为0。