平面六桿機構設計說明書

1、課程設計說明書 題目名稱：平面六桿機構 學院：機械工程學院 專業(yè)：機械設計制造及其自動化 學生姓名： 班級： 學號： 一、 設計題目及原始數據二、 設計要求三、 機構運動分析與力的分析1、機構的運動分析位置分析：=。+arctan(1/2) 。=-arctan(1/2)機構封閉矢量方程式：l1+l2-l3-lad=0實部與虛部分離得：l1cos1+l2cos2=lad+l3cos3 l1sin1+l2sin2= l3cos3由此方程組可求得未知方位角3。當要求解3時，應將2消去，為此可先將上面兩分式左端含1的項移到等式的右端，然后分別將兩端平方并相加，可得l22=l32+lad2+l12+2*

2、l3*lad*cos3-2*l1*l3*cos(3-1)-2*l1*lad*cos1經整理并可簡化為：asin3+bcos3+c=0式中：a=2*l1*l3*sin1；b=2*l3*(l1*cos1-lad)； c=l22-l12-l32-lad2+2*l1*l4*cos1;解之可得： tan(3/2)=(a+（a2+b2-c2）)/(b-c)3=2*arctan(a-（a2+b2-c2）)/(b-c)-arctan(0.5)在求得了3之后，就可以利用上面式求得2。 2=arcsin(l3sin3-l1sin1)將式對時間t求導，可得 l1w1e(i1)+l2w2e(i2)=l3w3e(i3)

3、 將式的實部和虛部分離，得 l1w1cos1+l2w2cos2=l3w3cos3 l1w1sin1+l2w2sin2=l3w3sin3聯解上兩式可求得兩個未知角速度w2、w3,即 w2=-w1*l1*sin(1-3)/(l2*sin(2-3) w3=-w1*l1*sin(1-2)/(l3*sin(3-2)且w1=2*n1將對時間t求導，可得il1w12*e(i1)+l22*e(i2)+il2w22*e(i2)=l33*e(i3)+il3w32*e(i3)將上式的實部和虛部分離，有l(wèi)1w12*cos1+l22* sin2+l2w22* cos2=l33* sin3+l3w32* cos3-l1w

4、12* sin1+l22* cos2-l2w22* sin2=l33* cos3-l3w32* sin3聯解上兩式即可求得兩個未知的角加速度2、3，即2=(-l1w12*cos(1-3)-l2w22*cos(2-3)+l3w32)/l3*sin(2-3)3=(l1w12*cos(1-2)-l3w32*cos(3-2)+l2w22)/l3*sin(3-2)在三角形def中：lad2=ldf2+lde2-2*ldf*lde*cos3ldf=ldecos3+(lad2-lde2sin3)即從動件的位移方程:s= ldf=ldecos3+(lad2-lde2sin3)從動件的速度方程:v=-ldesi

5、n3-lde2*sin(2*3)_/(2* (lad2-lde2sin3)從動件的加速度方程：a=-ldecos3-(lde2*cos(2*3)*(lad2-lde2sin3)+lde4*sin(2*3)2/(4*(2* (lad2-lde2sin3)/(lad2-lde2*sin32)2、機構的力的分析先對滑塊5進行受力分析，由f=0可得，pr=f45*cos4+m5*afn=g+f45*sin4得f45=(pr-m5*a)/ cos4在三角形def中，由正弦定理可得lde/sin4=l4/ sin3=sin4=lde* sin3/l4=4=arc(lde* sin3/l4)再對桿4受力分析

6、，由f=0可得， f34+fi4=f54且fi4=m4*as4、f54=-f45=f34=f54-fi4=f34=-f45-m4*as4ls4=lad+lde+les4即 ls4=lad+lde*e(i3)+les4*e(i4)將上式對時間t分別求一次和二次導數，并經變換整理可得vs4和as4的矢量表達式，即vs4=-lde*w3*sin3-les4*w4*sin4as4=-lde*w32*cos3+les4*4*sin4+w42*les4*cos4對桿2、3受力分析：有mi3=j3*3l3t*f23-mi3=l3* ei(90+3)*(f23x+if23y)-mi3=-l3*f23x* si

7、n3-l3*f23y* cos3-mi3+i(l3*f23x* cos3-l3*f23y* sin3)=0由上式的實部等于零可得-l3*f23x* sin3-l3*f23y* cos3-mi3=0 同理，得l2t*(-f23)= -l2* ei(90+2)*(f23x+if23y)= l2*f23x* sin2+l2*f23y* cos2+i(l2*f23x* cos2+l2*f23y* sin2)=0由上式的實部等于零，可得l2*f23x* sin2+l2*f23y* cos2=0 聯立、式求解，得f23x=mi3* cos2/(l3* sin2* cos3-l3* sin3* cos2)f

8、23y=mi3* sin2/(l3* sin3* cos2-l3* sin2* cos3)根據構件3上的諸力平衡條件，f=0，可得f32=-f23根據構件2上的力平衡條件，f=0，可得f32=f12對于構件1，f21=-f12=f21=f23 而m=l1t*f21=l1*ei(90+1)*(f21x+if21y)=l1*f21x*sin1+l1*f21y*cos1+i(f21x*cos1-f21y*sin1)由上式的等式兩端的實部相等可得：m=l1*f21x*sin1+l1*f21y*cos1=m=l1* f23x*sin1+l1* f23y*cos1四、 附從動件位移、速度、加速度的曲線圖、

9、作用在主動件上的平衡力矩的曲線圖 五、 機構運動簡圖六、 設計源程序位移程序：clc;cleara=0.4;b=0.2;l1=0.13; l2=0.34;l3=0.34;l4=0.3;lde=0.17t=0:0.01:2*pi;for i=1:length(t); x1=t(i); a=2*l1*l3*sin(x1); b=2*l3*(l1*cos(x1)-l4); c=(l2)2-(l1)2-(l3)2-(l4)2+2*l1*l4*cos(x1); m=(a-sqrt(a2+b2-c2)/(b-c); x3=2*atan(m); s=lde*cos(m)+sqrt(l4)2-(lde)2*(

10、sin(m)2); q(i)=s;endplot(t,q)title(滑塊位移隨x1的變化曲線)速度程序：clc;cleara=0.4;b=0.2;l1=0.13; l2=0.34;l3=0.34;l4=0.3;lde=0.17t=0:0.01:2*pi;for i=1:length(t); x1=t(i); a=2*l1*l3*sin(x1); b=2*l3*(l1*cos(x1)-l4); c=(l2)2-(l1)2-(l3)2-(l4)2+2*l1*l4*cos(x1); m=(a-sqrt(a2+b2-c2)/(b-c); x3=2*atan(m); s=-17/100*sin(m)-

11、289/100/(900-289*sin(m)2)(1/2)*sin(m)*cos(m); q(i)=s;endplot(t,q)title(滑塊的速度隨x1的變化曲線)加速度程序：clc;cleara=0.4;b=0.2;l1=0.13; l2=0.34;l3=0.34;l4=0.3;lde=0.17t=0:0.01:2*pi;for i=1:length(t); x1=t(i); a=2*l1*l3*sin(x1); b=2*l3*(l1*cos(x1)-l4); c=(l2)2-(l1)2-(l3)2-(l4)2+2*l1*l4*cos(x1); m=(a-sqrt(a2+b2-c2)/

12、(b-c); x3=2*atan(m); s=-17/100*cos(m)-83521/100/(900-289*sin(m)2)(3/2)*sin(m)2*cos(m)2-289/100/(900-289*sin(m)2)(1/2)*cos(m)2+289/100/(900-289*sin(m)2)(1/2)*sin(m)2; q(i)=s;endplot(t,q)title(滑塊的加速度隨x1的變化曲線)平衡力偶程序：clc;clearl1=0.13; l2=0.34;l3=0.34;l4=0.3;l5=sqrt(0.2);j3=0.03;n1=460;t=0:0.01:2*pi;for

13、i=1:length(t); z1=t(i); a=2*l1*l3*sin(z1); b=2*l1*l3*cos(z1)-2*l3*l5; c=l22-l12-l32-l52+2*l1*l5*cos(z1); k=(a-sqrt(a2+b2-c2)/(b-c); z3=2*atan(k)-atan(0.5); z2=asin(l3*sin(z3)-l1*sin(z1); w1=2*pi*n1; w2=(-w1*l1*sin(z1-z3)/(l2*sin(z2-z3); w3=(-w1*l1*sin(z1-z2)/(l3*sin(z3-z2); a3=(l1*w12*cos(z1-z2)-l3*

14、w32*cos(z3-z2)+l2*w22)/l3*sin(z3-z2); mi3=j3*a3; f23x=mi3* cos(z2)/(l3* sin(z2)* cos(z3)-l3* sin(z3)* cos(z2); f23y=mi3* sin(z2)/(l3* sin(z3)* cos(z2)-l3* sin(z2)* cos(z3); m=l1* f23x*sin(z1)+l1* f23y*cos(z1); q(i)=m;endplot(t,q)title(構件1的平衡力偶隨z1的變化曲線)七、 設計心得在這次漫長的課程設計中，學習到了很多知識和經驗，比方說在遇到問題該怎么去解決，怎么

15、樣通過身邊的知識，材料，書籍，以及網絡去解決問題，從而去達到目標，同時也深刻的意識到書本知識的重要性，因為這是一切工作開展的基礎。因為這次課程設計是以小組的形式進行的，所以，不僅僅要有方法一起去發(fā)現問題，協(xié)商問題，討論問題，并且解決問題。通過這次設計與制作，更加深刻了對書本知識的理解和認識，明白了程設計是我們專業(yè)課程知識綜合應用的實踐訓練，是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程通過這次課程設計，我深深體會到這句千古名言的真正含義我今天認真的進行課程設計，學會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎 說實話，課程設計真的有點累然而，當我一著手清理自己的設計成果，漫漫回味這3周的心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使倦意頓消雖然這是我剛學會走完的第一步，然而它令我感到自己成熟的許多。 通過課程設計，使我深深體會到，干任何事都必須耐心，細致課程設計過程中，許多計算有時不免令我感到有些心煩意亂：有幾次因為不小心我計算出錯，只能毫不情意地重來但一想起要有耐心，想到今后自己應當承擔的社會責任，想到世界上因