六杆机构加速度分析

一·机构简介·1.1牛头刨床的组成牛头刨床主要由床身、滑枕、刀架、工作台、横梁、进给机构和变速机构等组成。

(1)床身床身内部有变速机构和曲柄摇杆机构。

床身的顶面有水平导轨,滑枕沿水平导轨作往复直线运动。

在床身前面有垂宜导轨,横梁带动工作台沿垂直导轨升降。

2)滑枕滑枕的前端有环状T形槽,用来安装刀架和调节刀架的偏转角度:滑枕的内部装有调整滑枕行程位置的机构,它是由一对锥齿轮和丝杠组成。

滑枕的下部有两条燕尾型导轨,它与床身上部的水平导轨配合。

在曲柄摇杆机构的带动下,滑枕在床身水平导轨上作往复直线运动。

(3)横梁与工作台校梁安装在床身前部垂直导轨上。

横梁的底部装有升降丝杠,使校梁能沿着床身前部的垂直导轨作上下移动。

工作台和滑板连接在一起,安装在横梁水平导轨上,转动安装在校梁凹框内的横向进给丝杠,工作台就沿着横梁的水平导轨作横向移动。

工作台的前部底下装有支架,以防止工作台在刨削过程中产生向下倾斜和振动现象。

工作台的上平面和两侧面均制有T形槽、v 形槽和圆孔,用来固定不同形状的工件或夹具。

(4)刀架刀架用于装夹刨刀,并使刨刀沿着垂直方向和倾斜方向移动。

刀架由手柄、丝杠、刻度转盘、夹刀座、拍板、拍板座、滑板等组成。

刻度转盘6用T形职栓5紧固在滑枕前端的“环”状T形槽内。

可按加工的需要作160’的回转。

刻度转盘6与滑板13通过导轨相配合,只要摇动丝杠3上端的手柄1,就可使滑板13沿着刻度转盘6上的导轨移动,通过刻度环2来控制背吃刀量的大小。

拍板10与拍板座11的凹槽相配合,用铰链销7连接。

在拍板10的孔内装有夹刀座8刨刀就装在它的槽孔内,拍板10可以绕铰链销7向前上方拾起,这样可避免滑枕回程时刨刀与工件已加工。

(5)进给机构进给机构主要用来控制工作台横向进给运动的大小。

(6)变速机构操纵变速机构的手柄,可以把各种不同的转速传递到曲柄摆杆机构而改变格杆在相同时间间隔内的摆动次数。

(7)曲柄摇杆机构主要作用是把电动机的旋转运动转换为滑枕的往复直线运动。

基于UG/CAE的平面六杆机构的运动分析1、题目说明如上图所示平面六杆机构，试用计算机完成其运动分析。

已知其尺寸参数如下表所示：题目要求：两人一组计算出原动件从0到360时（计算点数37）所要求的各运动变量的大小，并绘出运动曲线图及轨迹曲线。

注：为了使计算的结果更好的拟合运动的实际情况，同时考虑到UG在运动仿真分析计算方面的快速性，我们决定在绘制曲线时将计算点由37点增加到600点。

数据输出到Excel表格时计算点取100点。

建模及其分析方法附后！2、建模及其运动分析软件介绍：UG NX是集CAD\CAE\CAM于一体的三维参数化软件，也是当今世界最先进的设计软件，它广泛应用于航空航天、汽车制造、机械电子等工程领域。

还有在系统创新、工业设计造型、无约束设计、装配设计、钣金设计、工程图设计等方面的功能。

运动仿真是UG/CAE（Computer Aided Engineering）模块中的主要部分，它能对任何二维或三维机构进行复杂的运动学分析、动力分析和设计仿真。

通过UG/Modeling的功能建立一个三维实体模型，利用UG/Motion的功能给三维实体模型的各个部件赋予一定的运动学特性，再在各个部件之间设立一定的连接关系既可建立一个运动仿真模型。

UG/Motion的功能可以对运动机构进行大量的装配分析工作、运动合理性分析工作，诸如干涉检查、轨迹包络等，得到大量运动机构的运动参数。

通过对这个运动仿真模型进行运动学或动力学运动分析就可以验证该运动机构设计的合理性，并且可以利用图形输出各个部件的位移、坐标、加速度、速度和力的变化情况，对运动机构进行优化。

我们通过学习UG，通过建立平面六杆机构模型，通过UG/CAE模块对平面连杆的运动进行分析。

3.六连杆机构的三维造型连杆L1连杆L2连杆L3连杆L5连杆L6六杆机构装配示意图机构装配后运动演示见附件—平面六杆运动演示.avi （本报告相同目录下）3. 运动分析数据计算结果在附件的Excel表格中。

六连杆铰链机构的运动仿真分析运用CATIA DMU运动仿真模块对六连杆铰链机构进行运动仿真，分析六连杆铰链机构的运动特性。

根据分析结论，对六连杆铰链机构进行改善设计。

标签：CATIA DMU；六连杆铰链；运动仿真六连杆铰链因其结构强度高，占用空间小、开启角度大等优点被广泛应用于大型客车的侧围行李舱门上。

如图1所示为六连杆铰链的基本结构：支座AB（可视为杆AB），杆AC，杆CD，杆EF，杆BE，支座DF（可视为杆DF）通过7个转动副（A、B、C、D、E、F、O）组合成一个统一的整体。

其中杆CD通过转动副O与杆BE连结，孔G为气弹簧固定点。

支座AB固定在车身上，侧围行李舱门锁付于支座DF上。

由于六连杆铰链输出的是六根连杆的组合运动，其运动特性比较复杂，单靠二维CAD绘图很难绘制出其完整的运动轨迹，从而无法对侧舱门的运动过程进行完整的校核。

而CATIA DMU运动机构模块[1]提供了一个非常直观的分析工具。

应用该模块，我们能对运动机构进行运动仿真，能绘制指定机构的运动轨迹，还能测量指定位置的速度、加速度等运动参数。

通过模拟运动过程，我们可以更加直观、准确的对侧舱门进行运动校核，防止干涉的产生。

1 运动仿真分析1.1 建立仿真模型切换到CATIA DMU运动机构模块，对六连杆机构的7个转动销轴添加转动副[2]。

由于支座AB与车身相连接，因此对支座AB添加一个固定副，由此来观察其余杆的运动特性。

正常情况下，六连杆机构运动的驱动外力是由锁付于G 点的气弹簧提供。

模拟时，可把杆AC当成驱动构件，因此对杆AC施加一个转动命令。

至此，仿真模型建立完成。

因为仓门锁付于支座DF上，与其相对静止，运动状况一致，因此仿真时对支座DF的运动状况进行分析并进行轨迹绘制。

通常仓门的开启角度达到120度[3]时（与铅垂面夹角）即可满足存取货物的需求，因此，对支座DF在0到120时的运动状况进行仿真分析，如图3所示。

1.2 运动分析2 结论验证及运用初步分析完六连杆铰链机构的运动特性，还需将铰链装配到整车环境下进行验证结论是否正确。

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6期2021年2月No.6February ，2021六自由度机器人运动学及主要构件的有限元分析摘要：文章以六自由度机器人为研究对象，根据实际的作业情况，对机器人进行运动学分析以及主要构件的有限元分析。

运动学分析分为正运动学分析和逆运动学分析，解决的是机器人的手臂转向何方，分析的是手部的速度、加速度和位移。

有限元分析主要是机械系统静力学分析。

对主要构件建立模型、模型简化、网格划分，根据危险工况的受力情况，分析了各构件的应力、形变等性能，确保结构设计合理。

对于工业机器人机械结构、传动等方面，运动学和有限元分析能够判断整机设计是否达到设计目标，对结构件的优化设计具有重要的意义。

关键词：六自由度；机器人；运动学；有限元分析中图分类号：TP242.2文献标志码：A 程锴（南京以禾电子科技有限公司，江苏南京210039）作者简介：程锴（1981—），男，江苏南京人，工程师，硕士；研究方向：电子产品总体结构设计。

江苏科技信息Jiangsu Science &Technology Information引言在当前科学技术不断进步和快速发展的背景下，很多先进的技术手段被广泛应用在各个领域中［1］。

特别是机器人在工业中得到广泛的应用，在实际运行过程中，类似于码垛搬运的六自由度机器人在搬运货物中节省大量劳动力，但安全性与可靠性一直备受考验。

因此，本文主要对六自由度机器人进行运动学和静力学分析［2］。

机器人运动学研究解决的是机器人的手臂转向何方，分析的是手部的速度、加速度和位移。

运动学方程是进行机器人位移分析的基本方程，也称为位姿方程。

机器人运动学分为正运动学分析和逆运动学分析。

正运动学是机器人运用各个关节角度、各个构件车长度等已知条件来判断末端执行器在三维空间中的位置；而逆运动学正好相反，它解决的是机器人需要如何运动才能使得末端执行器到达指定位置这一问题。

静力学分析用来分析结构在给定静力载荷作用下的响应。