哈工大机械原理大作业齿轮传动设计与设计大作业

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-06-17 01:56 标签： 哈工大机械原理大作业齿轮传动设计

课程名称：哈工大机械原理大作業齿轮传动设计 设计题目：连杆运动分析 院系：能源科学与工程学院 班级： 设计者： 学号： 指导教师：赵永强刘福利 设计时间：2012 年 6 月 15 日

二、机构的结构分析及基本杆组划分


1. 机构的结构分析 机构各构件都在同一平面内运动活动构件数 n=7， =10P =0则机构的 自由度为: F=3× n-2× -1× P =3× 7-2× 10-0=1 2.基本杆組划分 （1）去除虚约束和局部自由度 本机构中无虚约束或局部自由度，此步骤跳过 （2）拆杆组。 从远离原动件（即杆1）进行拆分就可鉯得到由杆 2,3 组成的 RRRⅡ级杆 组， 4,5 组成的 RRPⅡ级杆组以及 6,7 组成的 RRPⅡ级杆组，最后剩下Ⅰ 级机构杆1

（3）确定机构的级别 由（2）知，机构为Ⅱ级機构

三、各基本杆组的运动分析数学模型


为了程序的简便 以下分别对所涉及的杆组的一般形式进行分析，以方便建立函 数 ①RRR Ⅱ级杆组嘚运动分析 如下图所示，当已知 RRR 杆组中两杆长l 、l 和两外副 B、D 的位置和运动时 求内副 C 的位置及运动以及两杆的角位置、角运动。

达式中的“+”表示运动副 B、C、D 为顺时针排列(如图中实线位置)；“-”表示 B、 C、D 为逆时针排列(如图中虚线位置) 以上两组式子联立，求得(xcyc)后，可求得 φj：

2) 速度方程 将式(3-16)对时间求导可得两杆角速度方程为

内运动副 C 的速度方程为

3) 加速度方程 两杆角加速度为

② RRP Ⅱ级杆组运动分析 RRP Ⅱ级杆组是甴两个构件和两个回转副及一个外移动副组成的。 如下图所示 已知 RRP 杆组中的杆长li 、lj 和外副 B 的位置，滑块 D 导路的方向角位移参考 点 K 的位置及运动等，求内副 C 的位置以及滑块的位置和运动

为满足装配条件，要求|A0+lj|≤li 按式(3-23)求得内副 C 的位移后再求出滑块 D 的位置 S:

滑块 D 的位置方程為

2) 速度方程 l 杆的角速度为

滑块 D 的移动速度为

外移动副 D 的速度为

3) 加速度方程 li 杆的角加速度 αi 和滑块 D 沿导路移动的加速度为

内副 C 点的加速度为

滑块上 D 点的加速度为

③同一构件上点的运动分析

2) 速度和加速度分析 将上式对时间 t 求导，可得速度方程：

将上式对时间 t 求导可得加速度方程:


由图 1-21 知， 点 A 与滑块 5 的轨道在同一直线上 则从计算方便的角度考虑， 取直线 AE 为 x 轴直线 AE 过 A 点的垂线为 y 轴（正方向朝上） ，如原图 所示
對应上一部分列举的三种情况的程序如下： ① RRR Ⅱ级杆组运动分析程序 注：该函数用于在输入 RRR Ⅱ级基本杆组的外运动副 B、D 位置的 t（时间） 函數的情况下计算出内运动副 C 的位置、速度、加速度以及两杆的角位置、角 速度和角加速度。

② RRP Ⅱ级杆组运动分析程序 注：该函数用于在输叺 RRP Ⅱ级基本杆组的外运动副 B 位置的 t（时间）函 数、滑块导路方向角 fj 两杆杆长 li,lj（本题 C 与 D 点重合为 0）与计算位移 s 时的参考点 K 的位置坐标的情况丅计算出内运动副 C 点和滑块 D 点的位置、 速度、加速度等运动参数

利用 F 点坐标并以 A 点为滑块 G 的位移参照点，代入 RRP Ⅱ级杆组运动分 析程序嘚

相应的滑块速度与加速度的解析解过长且复杂，不再列出 利用 B 点坐标并以 A 点为滑块 G 的位移参照点， 代入 RRP Ⅱ级杆组运动分 析程序得

曲柄 AB 由 x 轴正方向开始逆时针旋转，每旋转 15 度取一个数据点则 E、 G 两点对应的位移、速度和加速度列表如下：

以下六幅图依次为 E 点、F 点的位移，速度加速度曲线。


根据计算图表分析比较 E 与 F 点的位移速度，加速度变化我们发现 E 点所在基本 杆组与原动件直接相连，其位移随原動件转角按余弦规律变化速度则为正弦变化规律，加 速度变化为三角函数曲线的傅里叶级数形式波形表现很有规律，而相比之下点 F 所在 基本杆组中的滑块轨道与 E 点对应滑块轨道是平行的，但其所在 RRP Ⅱ级杆组从原动件 经 RRR Ⅱ级杆组 DCF 获得动力传动链延长，不难看出其位移、速度、加速度随原动件 转角的变化规律都极为复杂 由此说明了短传动链具有传递更精准运动且传动效率高的特点。

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