往复式割刀曲柄连杆机构的运动特性仿真

往复式割刀曲柄连杆机构的运动特性仿真设计说明书学生姓名xxxxxx学号所属学院机械电气化工程学院专业机械设计制造及其自动化班级12-1指导教师xxxxxx日期2012.05xxxxxx大学教务处制目录1绪论 ............................................................................................................................................. - 1 -1.1切割器的要求.................................................................................................................... - 1 -1.2影响切割质量的因素........................................................................................................ - 1 - 2切割器的参数选取和计算.................................................................................................... - 2 -2.1 切割器的种类................................................................................................................... - 2 -2.2动刀片的结构参数............................................................................................................ - 2 -2.3曲柄转速的确定................................................................................................................ - 3 -2.4 收割机的进距计算........................................................................................................... - 4 -2.5切割器功率计算................................................................................................................ - 4 -2.6 驱动曲柄所需的转矩....................................................................................................... - 4 - 3切割图的绘制与分析 ............................................................................................................. - 5 -3.1切割图的绘制步骤............................................................................................................ - 5 -3.2切割图分析........................................................................................................................ - 5 - 4曲柄柄连杆机构的建模与仿真........................................................................................... - 6 -4.1 技术路线........................................................................................................................... - 6 -4.2曲柄连杆的机构简图........................................................................................................ - 6 -4.3 曲柄连杆机构各零件的建模与装配 ............................................................................... - 7 -4.4干涉检验............................................................................................................................ - 8 -4.5基于ADAMS的往复式割刀曲柄连杆机构的仿真........................................................ - 9 - 5机构优化....................................................................................................... 错误！未定义书签。

课程设计任务书目录1 绪论 (1)1.1CATIA V5软件介绍 (1)1.2ADAMS软件介绍 (1)1.3S IM D ESIGNER软件介绍 (2)1.4本次课程设计的主要内容及目的 (2)2 曲柄连杆机构的建模 (3)2.1活塞的建模 (3)2.2活塞销的建模 (5)2.3连杆的建模 (5)2.4曲轴的建模 (6)2.5汽缸体的建模 (8)3 曲柄连杆机构的装配 (10)3.1将各部件导入CATIA装配模块并利用约束命令确定位置关系 (10)4 曲柄连杆机构导入ADAMS (14)4.1曲柄连杆机构各个零部件之间运动副分析 (14)4.2曲柄连杆机构各个零部件之间运动副建立 (14)4.3曲柄连杆机构导入ADAMS (16)5 曲柄连杆机构的运动学分析 (17)结束语 (21)参考文献 (22)1 绪论1.1 CATIA V5软件介绍CATIA V5(Computer-graphics Aided Three-dimensional Interactive Application)是法国Dassault公司于1975年开发的一套完整的3D CAD/CAM/CAE一体化软件。

它的内容涵盖了产品概念设计、工业设计、三维建模、分析计算、动态模拟与仿真、工程图的生成、生产加工成产品的全过程，其中还包括了大量的电缆和管道布线、各种模具设计与分析、人机交换等实用模块。

CATIA V5不但能保证企业内部设计部门之间的协同设计功能而且还可以提供企业整个集成的设计流程和端对端的解决方案。

CATIA V5大量应用于航空航天、汽车及摩托车行业、机械、电子、家电与3C产业、NC加工等领域。

由于其功能的强大而完美，CATIA V5已经成为三维CAD/CAM领域的一面旗帜和争相遵从的标准，特别是在航空航天、汽车及摩托车领域。

法国的幻影2000系列战斗机就是使用CATIA V5进行设计的一个典范；波音777客机则使用CATIA V5实现了无图纸设计。

摘要: 三维模型虚拟设计是机械设计的必然趋势。

该文简述了三维设计软件UG NX5.0的强大功能，并且结合发动机曲柄连杆机构实现了模型的虚拟设计、虚拟装配及三维动态真。

关键词:虚拟设计；虚拟装配；三维动态仿真Engine Crank and Link Mechanism Motion Animation Based on UGAbstract: Three - dimentional model virtual design is the tendency of mechanic design. The paper simply state its powerful function of UG NX5.0 with three dimentional design soft, and realize model virtual design、virtual assembly and three - dimentional dynamic animation combined with engine crank and link mechanism.Key words: virtual design; virtual assembly; three - dimentional dynamic animation目录序言 (1)第1章基于UG的曲柄连杆机构的运动仿真的简介 (3)1.1 发动机曲柄连杆机构的虚拟设计 (3)1.2 虚拟装配 (4)1.3 运动仿真 (4)第2章曲柄连杆机构的拆装和零件的测绘 (6)2.1曲柄连杆机构的拆卸 (6)2.3 零件的测绘 (9)2.3.1 游标卡尺的读数原理和读数方法 (9)2.3.2 直径和孔深尺寸的测量 (10)2.4 测绘零件时的注意事项 (10)第 3章曲柄连杆机构的三维造型 (12)3.1曲柄的绘制过程 (14)3.2连杆的三维造型 (22)3.3 活塞的三维造型 (27)第4章曲柄连杆机构的虚拟装配 (33)4.1 装配综述 (33)4.2 曲柄连杆机构的装配实例 (34)第5章曲柄连杆机构的运动仿真 (38)5.1运动仿真综述 (38)5.2 运动仿真创建实例 (40)参考文献 (46)致谢 (47)曲柄连杆机构运动仿真设计（基于UG)序言虚拟技术是近年来随着计算机辅助设计技术发展起来的一种新型技术。

双动刀往复式甘蔗切割器设计及分析袁洁;尹志宏;朱佳明【摘要】为了解决小型甘蔗切割器单动刀工作时存在的平衡能力差、切割速度低、容易卡滞堵塞等问题，进行了小型甘蔗切割器的改进设计。

采用双曲柄连杆机构带动两组刀片彼此反向切割的双动切割装置机构，对割刀位移、速度、加速度进行运动学仿真分析，并对动刀片结构参数进行了优化设计，同时确定了最佳切割速比K=1.8。

研究结果为甘蔗切割器的进一步优化设计和实验提供了参考依据。

【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2016(038)009【总页数】4页(P106-108,130)【关键词】双动;甘蔗切割器;运动学;切割速比【作者】袁洁;尹志宏;朱佳明【作者单位】昆明理工大学机电工程学院，昆明 650500;昆明理工大学机电工程学院，昆明 650500;昆明理工大学机电工程学院，昆明 650500【正文语种】中文【中图分类】TH16;S225.5+3甘蔗收割机机械化已成为我国甘蔗生产迫切需要解决的问题。

由于我国甘蔗种植区域多数是丘陵地带，且受季风和台风的影响，目前我国市场上还没有适合我国甘蔗种植和收获情况的、具有自主知识产权的甘蔗收获产品［1，2］。

目前，大部分小型收割机的切割传动机构采用齿轮机构和曲柄摇杆机构的组合带动割刀实现往复式运动，但是往复式甘蔗切割机多为单动刀，工作时平衡能力差，动刀运动频率低，容易卡滞堵塞。

而双动刀往复式是两组刀片彼此相向切割，作业速度快，工作效率更高［3～6］。

因此针对这些问题，设计一种双动刀往复式切割器并对其关键部件进行研究，以获得较好的结构参数和切割功效。

1.1 基本结构设计双动刀往复式切割器传动机构如图1所示，主要由箱体1、上臂2、下臂3、动力输入轴4、大锥齿轮5、小锥齿轮6和偏心机构组成。

动力输出轴一端为花键形式与外接动力连接，另一端与大锥齿轮固定连接；小锥齿轮6安装在偏心机构总成上，并与大锥齿轮5啮合；偏心机构总成与上臂2、下臂3分别连接，带动其做往复运动。

曲柄摇杆机构运动学仿真1. 引言1.1 背景介绍曲柄摇杆机构是一种常见的机械传动装置，广泛应用于各种机械设备中。

其结构简单，运动灵活，广泛应用于汽车发动机、泵类设备、振动筛等领域。

曲柄摇杆机构通过曲柄和摇杆的连接，能够将旋转运动转换为往复运动或往复运动转换为旋转运动，具有很强的传动功能和稳定性。

研究曲柄摇杆机构的运动学特性对于优化设计和改进机械设备的性能具有重要意义。

对于曲柄摇杆机构的运动规律进行深入研究可以帮助我们更好地理解其运动特性，提高其运动效率，并为进一步的工程应用提供理论基础。

本文旨在通过运动学仿真方法对曲柄摇杆机构进行研究，探讨其运动规律和影响因素，并通过仿真结果分析和对比，为相关工程领域提供参考和指导。

通过对曲1.2 研究目的研究目的：本文旨在通过对曲柄摇杆机构运动学仿真的研究，深入探讨该机构的结构特点和运动规律，为工程设计和机械运动控制领域提供理论基础和实用指导。

具体目的包括：1. 分析曲柄摇杆机构的结构特点，包括曲柄、摇杆和连杆的相互作用关系，了解其在机械传动中的功能和作用。

2. 研究曲柄摇杆机构的运动规律，包括曲柄摇杆的转动轨迹、速度和加速度变化规律，揭示其运动过程中的动力学特性。

3. 探讨运动学仿真方法，通过计算机模拟曲柄摇杆机构的运动过程，实现对其运动性能的准确预测和分析。

4. 分析仿真结果，比较不同参数对曲柄摇杆机构运动性能的影响，为优化设计提供依据和参考。

5. 探讨影响因素，包括机构参数设置、工作环境条件等因素对曲柄摇杆机构运动学性能的影响，为进一步研究提供方向和思路。

2. 正文2.1 曲柄摇杆机构的结构特点曲柄摇杆机构是一种常用于机械传动系统中的重要构件，其结构特点主要包括以下几点：1. 曲柄：曲柄是曲柄摇杆机构中的主要构件之一，它通过旋转运动将输入的旋转运动转化为连续的往复运动。

曲柄的长度和角度可以根据具体的应用需求进行设计调整。

2. 摇杆：摇杆是曲2.2 曲柄摇杆机构的运动规律曲柄摇杆机构的运动规律是指在机构运动过程中曲柄、摇杆和连杆之间相互作用的规律。

曲柄摇杆机构运动学仿真【摘要】本文主要介绍了曲柄摇杆机构运动学仿真的基本原理、数学模型建立、仿真方法与技术、实例分析以及应用领域探讨。

通过对曲柄摇杆机构的运动学特性进行仿真分析，可以更好地理解该机构的运动规律和性能表现。

文章还对曲柄摇杆机构的应用领域进行了探讨，展示了其在工程设计和机械运动控制方面的重要性。

总结了研究成果并展望了未来研究方向，希望能为曲柄摇杆机构的进一步研究和应用提供参考和借鉴。

通过本文的阐述，读者可以深入了解曲柄摇杆机构运动学仿真的原理与方法，为相关领域的研究和实践提供理论支持和指导。

【关键词】曲柄摇杆机构、运动学仿真、基本原理、数学模型、仿真方法、实例分析、应用领域、研究成果、未来研究方向1. 引言1.1 研究背景曲某简摇杆机构是一种常用于机械传动系统中的重要构件，其通过曲柄的旋转驱动摇杆产生复杂的运动轨迹。

近年来，随着工业自动化和机械设备智能化的发展，对曲某简摇杆机构的运动学仿真需求日益增加。

在实际工程应用中，曲某简摇杆机构的设计参数直接影响到整个系统的性能和稳定性。

通过运动学仿真可以有效地分析曲某简摇杆机构在不同工况下的运动规律，为优化设计提供重要参考。

由于曲某简摇杆机构本身的复杂性和计算量大，传统的计算方法已无法满足需求。

开展曲某简摇杆机构运动学仿真研究具有重要的理论和实际意义。

通过建立数学模型和采用仿真方法与技术，可以更准确地模拟曲某简摇杆机构的运动过程，为工程设计和优化提供可靠的依据。

当前，国内外对曲某简摇杆机构运动学仿真的研究还处于起步阶段，亟需深入探讨和研究。

1.2 研究意义曲柄摇杆机构是一种常见的机械结构，具有广泛的应用范围，包括汽车引擎、飞机发动机、工业机械等领域。

对曲柄摇杆机构的运动学仿真研究具有重要的理论和应用意义。

通过对曲柄摇杆机构的运动学特性进行仿真研究，可以帮助工程师和设计师更好地理解和把握机构的运动规律，提高机构设计的准确性和效率。

通过仿真分析，可以预测机构的运动轨迹、速度和加速度等关键参数，为机构设计和优化提供重要的参考依据。

联合收割机往复式割刀传动机构运动学分析1、机构的组成及工作原理联合收割机割刀的传动机构主要有三种，曲柄滑块机构、摆环机构和行星齿轮机构。

本设计采用曲柄滑块机构，结构简单，制造加工方便，机构的简图如图1所示。

该机构属于曲柄摇杆一播秆滑块机构，ABC是曲柄摇杆机构，DEF为摇杆滑块机构．当曲柄均匀回转时，割刀动刃片作往复运动，完成切割任务．该机构属于空间机构，推杆与摆块及摆块轴承座链接为球头铰链或球面轴承。

图1.割刀传统系统结构简化图2数学模型的建立2.1主要参数的确定查农业机械设计手册，选取要设计的往复式切割器主要技术参数如下： 切割行程76.2mm ，曲柄转速468r/min ，割刀平均速度1.19m/s 。

摇杆尺寸拟定为L1=100mm ，曲柄尺寸拟定为L2=300mm ，摆块尺寸拟定为R2=100mm ，推杆L2=300mm ，R1=90mm ，则α=25.05°,2α=50.10°,L0=42.333mm 。

2.2数学模型的建立2.2.1矢量方程OA +AB =OC +CB =OB （1）OC +CD =OD （2）OD +DE =OE （3）1.2.2位移方程)4(0sin cos ⎪⎩⎪⎨⎧=⋅=⋅=A O A O A z t L y tL x ωω由（1）式得)5(cos 0sin sin cos 32223222⎪⎩⎪⎨⎧⋅+==⋅+=⋅+=⋅+=βαβαR z z L y yR x L x x C B A B C A B由（5）得2222tan AAy L y -=α，2α在1、4象限，2α可求，将2α代入（5）得sin 3β=T R L x C A =⋅+-222cos x α由矢量方程（2）得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-⋅+==-⋅+=)2cos(0)2sin(x 3131πβπβR z z y R x C D D C D （6）由（3）得11311]cos )2[cos(sin L R απβγ--=(7) E 点坐标为 ⎪⎩⎪⎨⎧+==⋅+=1110cos L z z y R x x D EE C E α（8） 2.2.3速度方程⎪⎩⎪⎨⎧=⋅⋅=⋅⋅-=0cos sin x 00A A A z t L yt L ωωωω（9） ⎪⎩⎪⎨⎧⋅⋅-==⋅⋅+=⋅⋅=⋅⋅-=332222332222sin 0cos cos sin ββααββαα R z L y yR L x x B A B A B （10） 由（10）中的2式得222cos αα⋅-=L y A （11） 将（11）式代入（10）式得322322223cos tan cos sin βαβααβ⋅⋅+=⋅⋅⋅-=R y x R L x A AA （12） ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-⋅⋅-==-⋅⋅=)2sin(0)2cos(313313πββπββR z yR x D D D (13) 113311cos )2sin(γπββγ⋅-⋅=L R （14）⎪⎩⎪⎨⎧⋅⋅-===111sin 00γγ L zz yx D E E E （15） 1.2.4加速度方程⎪⎩⎪⎨⎧=⋅⋅-=⋅⋅-=0sin cos x 2020A AA z t L y t Lωωωω（16）⎪⎩⎪⎨⎧⋅⋅-⋅⋅-==⋅⋅-⋅⋅+=⋅⋅-⋅⋅=⋅⋅-⋅⋅-=323233222222223232332222222cos sin 0sin cos sin cos cos sin ββββααααββββααααR R z L L y y R R L L x x B A B A B （17） 由（17）得22322222cos sin αααα⋅-+⋅⋅=L y y L A B (18) 3232323cos sin ββββ⋅⋅⋅-=R R x B (19) ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-⋅⋅--⋅⋅-==-⋅⋅--⋅⋅=)2cos()2sin(0)2sin()2cos(32313133231313πββπββπββπββ&&&&&&&&&&&R R z y R R x D D D （20） 1112113313311cos sin )2sin()2sin(γγγπββπββγ⋅⋅⋅+-⋅⋅--⋅=L L L R （21）⎪⎩⎪⎨⎧⋅-⋅⋅-===1211111cos sin 00γγγγL L z z y x D E E E （22）。

摆环机构特征造型及运动仿真李建平;刘俊峰;杨欣;冯晓静;刘洪杰【摘要】摆环机构是实现联合收割机切割器往复运动的一种典型传动机构.为此,利用Autodsk Inventor三维机械设计软件对摆环机构进行特征造型,分析和模拟摆环机构的工作过程,实现了摆环机构的运动仿真.实验证明,通过特征造型实现的摆环机构虚拟运动仿真能够准确地反应摆环机构的工作原理,为构建农业机械虚拟实验室提供参考.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2008(000)006【总页数】3页(P31-33)【关键词】摆环机构;特征造型;虚拟设计;仿真;Autodesk Inventor【作者】李建平;刘俊峰;杨欣;冯晓静;刘洪杰【作者单位】河北农业大学,机电工程学院,河北,保定,071001;河北农业大学,机电工程学院,河北,保定,071001;河北农业大学,机电工程学院,河北,保定,071001;河北农业大学,机电工程学院,河北,保定,071001;河北农业大学,机电工程学院,河北,保定,071001【正文语种】中文【中图分类】S225.3;P391.720 引言联合收割机切割器做往复运动，可采用的传动机构有曲柄连杆机构、摆环机构、行星齿轮机构、双曲柄机构和双飞轮机构等。

由于双曲柄机构和双飞轮机构结构复杂、制造难、成本高，因此国内牧业收获多采用曲柄滑槽机构和摆环机构[1]。

其中，摆环机构是将旋转运动转化为往复运动的一种运动转换部件，具有结构紧凑、稳定和噪声小等优点，广泛应用于联合收割机的切割器驱动机构、松土机和织布机等机具上[2-4]。

采用Autodesk Inventor三维机械设计软件，对摆环机构进行特征造型和运动仿真，准确反映摆环机构的工作原理和工作过程，为构建农业机械虚拟实验室奠定了基础。

1 特征造型特征是指在设计和制造阶段可识别的包含完整工程信息的结构单元，是一组与零件的描述相关的信息集合。

特征信息包括总体特征信息、几何尺寸参数信息、技术参数信息和特征构造信息等4大类。