主运动机构的运动分析

7 主执行机构的运动分析

机构的运动分析即是对机构的位移、速度和加速度进行分析。具体来说，就是根据起始构件给定的运动规律去求解机构中其它构件的角位移、角速度和角加速度（以下简称构件的角运动量），以及这些构件上某些点的线位移、线速度和线加速度（以下简称某点的线运动量）。

例： 如图所示为一牛头刨床的机构运动简图。设已知各构件尺寸为：l1?125mm，

l3?600mm，l4?150mm，原动件1的方位角?1=0?~360?和等角速度w1=1rad/s。试

用矩阵法求该机构中各从动件的方位角、角速度和角加速度以及E点的位移、速度和加速度的运动线图。

解：先建立一直角坐标系，并标出各杆矢量及方位角。其中共有四个未知量?3、θ4、s3及sE。为求解需建立两个封闭矢量方程，为此需利用两个封闭图形ABCA及CDEGC，由此可得，

l6?l1?s3,l3?l4?l6'?sE

写成投影方程为：

(7-1)

s3cos?3?l1cos?1

s3sin?3?l6?l1sin?1l3cos?3?l4cos?4?sE?0l3sin?3?l4sin?4?l6' (7-2)

解上面方程

机械原理习题册

平面机构的运动分析

3－1 在图示机构中，已知原动件1以匀角速度?1沿逆时针方向转动，试确定： （1）机构的全部瞬心；

（2）用瞬心法求出构件3的速度v3（写出表达式）。

3－2 下图是连杆机构的运动简图（μl=0.001m/mm）。 若AB的角速度为90rad/s，试用瞬心法求滑块E的速度。 （指图示机构位置下滑块的速度） 第 1 页 机械原理习题册

3－3 在图示六杆机构中，已知机构运动简图、部分速度多边形、加速度多边形以及原动件的角速度为常数，试用相对运动图解法求：

1) ?2 、D点的速度vD及加速度aD; 2) 构件lDE的角速度?5及角加速度ε5。

第 2 页

平面机构的运动分析

(总分：100.00，做题时间：90分钟)

一、{{B}}填空题{{/B}}(总题数：10，分数：20.00)

1.速度瞬心可以定义为互作平面相对运动的两构件上 1的点。 （分数：2.00）

填空项1:__________________ （正确答案：瞬时相对速度为零(或瞬时绝对速度相同)） 解析：

2.相对瞬心与绝对瞬心的相同点是______，不同点是______；在由N个构件组成的机构中，有______个相对瞬心，有______个绝对瞬心。 （分数：2.00）

填空项1:__________________ （正确答案：互作平面相对运动的两构件上瞬时相对速度为零的点 后者绝对速度为零，前者不是 (N-1)/(N/2-1) N-1） 解析：

3.作平面相对运动的三个构件的三个瞬心必 1。 （分数：2.00）

填空项1:__________________ （正确答案：在同一直线上） 解析：

4.在矢量方程图解法中，影像原理只适用于求______。 （分数：2.00）

填空项1:__________________ （正确答案：同一构件上不同点的速度 加速度） 解析：

5.平面四杆机构共有______个速度瞬心，其中___

第六章 其他常用机构习题

6-1.棘爪的工作条件应为棘齿偏斜角φ_________摩擦角ρ。

A.大于 B.小于 C.等于 D.大于或等于

6-2.在棘轮、棘爪的几何尺寸计算中，齿槽夹角的经验值一般取为_______。

A.30°或35° B.45°或50° C.55°或60° D.65°或70° 6-3.人在骑自行车时能够实现不蹬踏板的自由滑行，这是________机构实现超越

运动的结果。

A.凸轮 B.不完全齿轮 C.棘轮 D.槽轮 6-4.在单销的槽轮机构中，径向槽数目应为_________。

A.等于3 B.小于3 C.大于3 D.大于或等于3 6-5.销的槽轮机构中，槽轮机构的运动时间总是________静止时间。

A.大于 B.小于 C.等于 D.大于或等于

6-6.对于单销的槽轮机构，槽轮运动的时间和静止的时间之比应为_________。

A.大于1 B.等于1 C.小于1 D.大于或等于1 6-7.四槽单销的槽轮机构的运动特性系数为_

1．题目：往复泵动力端运动机构设计和分析 2．功能要求及工作原理

⑴总功能要求:将原动机的高速旋转运动变为柱塞的低速往复运动 ⑵工作原理

往复泵是利用工作腔容积的周期性变化来输送高压流体的，它通常由两部分组成。一部分直接输送液体，把机械能转换为液体的压力能的液力端，另一部分将原动机的能量传给液力端的动力端。动力端主要有曲柄、连杆、十字头等部件。如上图所示，在液缸中有柱塞杆和柱塞，液缸体上装有吸入阀和排出阀。液缸体中柱塞与阀之间的空间称为工作室，它通过吸入阀和排出阀分别与吸入管路和排出管相连。

通常压裂泵的动力源为高速柴油机，动力由柴油机经过减速装置传递到曲柄，当曲柄以角速度?顺时针旋转时，柱塞从右极限位置开始向左运动，工作腔的容积增大，压力降低，液体在压力差的作用下克服吸入管路和吸入阀等的阻力损失进入液缸体中。当柱塞运动到左极限位置时，吸入液体过程停止，吸入阀关闭。曲柄继续旋转，柱塞开始向右运动，液缸体中的液体被挤压，液体压力急骤增加。在这一压力作用下，排出阀被打开，液缸体内液体在柱塞的作用下被排送到排出管路中去。

当往复泵的曲轴以角速度?不停旋转时，往复泵就实现连续吸入和排出液体的过程。 往复泵的曲柄滑块机构一般采用对心式设计，在一些压力高

转动导杆机构的运动分析

% 转动导杆机构运动分析
% 已知条件
n=200;omega_1=pi*n/30; % 主动件导杆转速和角速度(rad/s) lambda=0.5; % 机构尺度系数
alpha_p=45; % 机构许用压力角
du=180/pi;hd=pi/180; % 角度与弧度转换系数
disp ' ******** 已知条件 ********'
fprintf (' 导杆转速 n = %3.4f r/min \n',n)
fprintf (' 导杆角速度 omega_1 = %3.4f rad/s \n',omega_1)
fprintf (' 机构尺度系数 lambda = %3.4f \n',lambda)
fprintf ('机构许用压力角 alpha_p = %3.4f °\n',alpha_p)
% 1-计算机构运动参数
for phi_1=1:360
phi_3(phi_1)=phi_1-asin(lambda*sin

铰链六杆机构的运动分析

1. 题目：铰链六杆机构的运动分析

如图所示，已知铰链六杆机构各构件的尺寸为:AB=100mm,BC=370mm,

CD=150mm,DE=150mm,EF=250mm,a=120mm,b=360mm,c=90mm,=45°及原动件1以转速n=1000npm逆时针转动，计算杆2，3，4及滑块5的角位移，角速度，角加速度及位移，速度和加速度，并绘制出运动线图。

2. 数学模型

（1） 位置分析

由图知：

,

即：

由几何关系：

(2)速度分析

对（1）

中

式

子

关

于

时

间

t

求

对应矩阵：

(3)加速度分析

对（2）中式子关于时间t求导，得：

导

得

：

对应矩阵：

+=

3、程序设计 主程序文件

%1.输入已知数据 clear; l1=100; l2=370; lcd=150; lde=150; l4=250;; a=120; b=360; c=90; n=1000; du=180/pi; hd=pi/180;

omega1=2*pi*n/60; alpha1=0;

%2.调用子函数计算机构位

转动导杆机构的运动分析

% 转动导杆机构运动分析
% 已知条件
n=200;omega_1=pi*n/30; % 主动件导杆转速和角速度(rad/s) lambda=0.5; % 机构尺度系数
alpha_p=45; % 机构许用压力角
du=180/pi;hd=pi/180; % 角度与弧度转换系数
disp ' ******** 已知条件 ********'
fprintf (' 导杆转速 n = %3.4f r/min \n',n)
fprintf (' 导杆角速度 omega_1 = %3.4f rad/s \n',omega_1)
fprintf (' 机构尺度系数 lambda = %3.4f \n',lambda)
fprintf ('机构许用压力角 alpha_p = %3.4f °\n',alpha_p)
% 1-计算机构运动参数
for phi_1=1:360
phi_3(phi_1)=phi_1-asin(lambda*sin

第4章间歇运动机构§4-1 棘轮机构§4-2 槽轮机构 §4-3 不完全齿轮机构和凸轮式间歇机构简介

第4章间歇运动机构棘轮机构(ratchet and pawl),由棘轮和棘爪组成的一种单 向间歇运动机构。棘轮机构常用在各种机床和自动机中间歇 进给或回转工作台的转位上，也常用在千斤顶上。在自行车 中棘轮机构用于单向驱动，在手动绞车中棘轮机构常用以防 止逆转。棘轮机构工作时常伴有噪声和振动，因此它的工作 频率不能过高。棘轮机构将连续转动或往复运动转换成单向步进运动。

§4-1 棘轮机构一、棘轮机构的工作原理 如图所示，棘轮机构主要由棘轮、 棘爪和机架所组成。棘轮2固联在轴 4上，其轮齿分布在轮的外缘，原动 件1空套在轴4上。当原动件1逆时针 方向摆动时，与它相联的驱动棘爪3 便借助弹簧或自重的作用插入棘轮 的齿槽内，使棘轮随着转过一定的 单动式棘轮机构 角度。 当原动件1顺时针方向摆动时，驱动棘爪3便在棘轮齿背上滑过 。簧片6使棘爪5插入棘轮的齿槽，阻止棘轮顺时针方向转动，

故棘轮静止不动。当原动件连续地往复摆动时，棘轮作单向的间歇运动。

§4-1 棘轮机构

单动式棘轮机构

§4-1 棘轮机构

proe机构仿真之运动分析

机构仿真之运动分析

关键词：PROE 仿真 运动分析 重复组件分析 连接 回放 运动包络 轨迹曲线

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机构仿真是PROE的功能模块之一。PROE能做的仿真内容还算比较好，不过用好的兄弟不多。当然真正专做仿真分析的兄弟，估计都用Ansys去了。但是，Ansys研究起来可比PROE麻烦多了。所以，学会PROE的仿真，在很多时候还是有用的。坛子里关于仿真的教程也有过一些，但很多都是动画，或实例。偶再发放一份学习笔记，并整理一下，当个基础教程吧。希望能对学习仿真的兄弟有所帮助。

术语

创建机构前，应熟悉下列术语在PROE中的定义：

主体 (Body) - 一个元件或彼此无相对运动的一组元件，主体内DOF=0。

连接 (Connections) - 定义并约束相对运动的主体之间的关系。

自由度 (Degrees of Freedom) - 允许的机械系统运动。连接的作用是约束主体之间的相对运动，减少系统可能的总自由度。

拖动 (Dragging) - 在屏幕上用鼠标拾取并移动机构。

动态 (Dynamics) - 研究机构在受力后的运动。

执行电动机 (Force Motor) - 作用于旋转轴或平移轴上