哈工大机械原理大作业1

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哈尔滨工业大学机械原理课程设计

Harbin Institute of Technology

机械原理大作业一

课程名称:

设计题目:

院 系:

班 级:

设 计 者:

学 号:

指导教师:

设计时间:

哈尔滨工业大学

哈尔滨工业大学机械原理课程设计

1、设计题目

1.1 机构运动简图

1.2 连杆机构原始参数

1170,90,110,200,320,650,500,380=10rad/7ABmmACmmCDmmCEmmEFmmFGmmhmmsG如图所示机构,已知机构各构件的尺寸为,构件1的角速度,试求构件上点的位移、速度和加速度,并对计算结果进行分析。2、连杆机构运动分析

2.1 对机构进行结构分析,划分基本杆组

该机构由I级杆组RR(图1)、II级杆组RPR(图2、3)和II级杆组RRP(图4)组成。

(1) (2)

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(3) (4)

2.2 建立坐标系

以C点为原点,建立如图所示的直角坐标系X-Y

2.3 建立组成机构的各基本杆组的运动分析数学模型

同一构件上点的运动分析:

如右图所示的原动件1,已知杆1的角速度=10/rads,杆长1l=170mm,Ay=0,Ax=110mm。可求得下图中B点的位置Bx、By,速度xBv、yBv,加速度xBa、yBa。

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cos1lxB,sin1lyB

sin1lxB,cos1lyB,

222B2==-cos=-BxBidxalxdt

2222==-sin=-ByBiBdyalydt

RPR II级杆组的运动分析:

a. 如右图所示是由2个回转副和1个移动副组成的II级组。已知两个外运动副C、B的位置(Bx、By、cx=110mm、Cy=0)、速度(xB,yB,xC=0,yC=0)和加速度(0,0,,yCxCyBxBaaaa)。可确定下图中D点的位置、速度和加速度。确定构件3的角位移1、角速度1、角加速度1。

1sin31..lxdtdxCB 1sin131cos13.....2llxdtxdCB

1cos31..lydtdyCB 1cos131sin13.....2llydtydCB

根据关系

1111d122..11.dtddt,

可得出:

Dx=)1cos(4lxC

Dy=)1sin(4lyC

b. 如右图所示是由2个回转副和1个移动副组成的II级组。已知杆5的长度5l=650mm,E点的坐标(320,0),

可确定下图中F点的位置、速度和加速度。确定构件5的角位移2、角速度2、角加速度2。

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2sin42.lxdtdxED

2cos42.lydtdyED

2sin422cos42..2...llxdtdxED

2cos422sin42..2...22llxdtydED

根据关系

222,22222...dtddtd

可得出:

5cos2FExxl

2sin5lyyEF

RRP II级杆组的运动分析;

如右图所示是由2个回转副和1个移动副组成的II级组。已知杆6的长度为6l=500mm,可确定下图中G点的位置、速度和加速度。确定构件6的角位移3、角速度3、角加速度3。

由以上条件,可以得到:

(1)G点的位置方程

3sin63cos6lyylxxFGFG

为求解上式,应先求出3。

3cos6sina3Fxklkrc

为保证机构能够存在;应满足装配条件3k,求出3后可按上式求出GGyx,。

(2)G点的速度方程

6l杆的角速度3和滑块7移动的速度7:

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.3.76631sin32cos3/36(1cos32sin3)/3QQQlQlQlQ()

其中,

.66.66226613(sin3cos3)23(cos3sin3)3sin3cos3FFQxllQyllQll

由此,G点速度可表示为:

3cos3sin3sin3cos..36.6.36.6..llyyllxxFDyDFDxD

(3)G点的加速度方程

6l杆的角加速度3和滑块7沿导轨的移动加速度a:

3/)3sin53cos4(3/)3cos53sin4(3366..QlQlQaQQQ

其中,

3cos32)3cos3sin(3)3sin3cos(33sin353sin2)3sin3cos(3)3cos3sin(33cos34..6662.66..62....6662.66..62...2llllllyQllllllxQFF

由此,G点的加速度可表示为

3cos323sin33cos33sin3sin323cos33sin33cos..62.6..6..6.......662...6..6....llllyyallllxxaFDyDFDxD

2.4 计算程序编制,输出计算结果

编程计算结果如下图所示:

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G滑块的水平位移量

G滑块的水平速度量

G滑块的水平加速度量