《機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)15》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)15（20頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,三用解析法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu),建立解析關(guān)系式,求解所需的機(jī)構(gòu)尺度參數(shù),1.按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu),（1）按預(yù)定的兩連架桿對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu),已知設(shè)計(jì)要求：從動(dòng)件3和主動(dòng)件1的轉(zhuǎn)角之間滿足一系列對(duì)應(yīng)位置關(guān)系,分析：,設(shè)計(jì)參數(shù)桿長(zhǎng),a,b,c,d,和,0,、,0,令,a/a=1,b/a=m,c/a=n,d/a=l,。,m、n、l、,0,、,0,建立直角坐標(biāo)系，并標(biāo)出各桿矢，寫(xiě)出矢量方程,向,x,、,y,軸投影，得,將相對(duì)長(zhǎng)度代入上式，并移項(xiàng)，得,將等式兩邊平方和，消去,2,i,，,并整理得,P,2,P,1,P
2、,0,將兩連架桿的已知對(duì)應(yīng)角代入上式，列方程組求解,注意：,方程共有,5個(gè),待定參數(shù),，根據(jù)解析式可解條件：,當(dāng)兩連架桿的對(duì)應(yīng)位置數(shù),N=5,時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)精確解。,當(dāng),N,5,時(shí)，不能精確求解，只能近似設(shè)計(jì)。,當(dāng),N,5,時(shí)，可預(yù)選尺度參數(shù)數(shù)目,N,0,=5-N,，,故有無(wú)窮多解。,注意：,N=4,或5時(shí)，方程組為非線性,例題：試設(shè)計(jì)如圖所示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，要求其兩連架桿滿足如下三組對(duì)應(yīng)位置關(guān)系：,11,=45,o,31,=50,o,12,=90,o,32,=80,o,13,=135,o,33,=110,o,。,分析：,N=3,則,N,0,=2，,常選,0,=,0,=0,o,求解：,將三組對(duì)應(yīng)位
3、置值代入解析式得：,P,0,=1.533,P,1,=-1.0628 P,2,=0.7805,n=,1.533,l,=1.442,m=1.783,根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，確定曲柄長(zhǎng)度，可求各構(gòu)件實(shí)際長(zhǎng)度。,（2）按預(yù)期函數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu),期望函數(shù)：要求四桿機(jī)構(gòu)兩連架桿轉(zhuǎn)角之間實(shí)現(xiàn)的函數(shù)關(guān)系,y=f(x),。,再現(xiàn)函數(shù)：連桿機(jī)構(gòu)實(shí)際實(shí)現(xiàn)的函數(shù),y=F(x),。,設(shè)計(jì)方法插值逼近法,（1）,插值結(jié)點(diǎn)：,再現(xiàn)函數(shù)和期望函數(shù)曲線的交點(diǎn),（2）,插值逼近法：,按插值結(jié)點(diǎn)的值來(lái)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu),（3）用插值逼近法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的作法,在給定自變量,x,0,x,m,區(qū)間內(nèi)選取結(jié)點(diǎn)，則有,f(x)=,F(x),將結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)值轉(zhuǎn)化為
4、兩連架桿的對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)角,代入解析方程式，列方程組求解未知參數(shù),（4）插值結(jié)點(diǎn)的選取,在結(jié)點(diǎn)處應(yīng)有,f,(,x,),-,F,(,x,)=0,結(jié)點(diǎn)以外的其他位置的偏差為,結(jié)點(diǎn)數(shù)：最多為5個(gè),結(jié)點(diǎn)位置的分布根據(jù)函數(shù)逼近理論按下式選取：,偏差大小取決結(jié)點(diǎn)數(shù)目和分布位置,i,=1,、2、,m,;,m,為插值結(jié)點(diǎn)總數(shù)。,例題：如圖所示，設(shè)兩連架桿轉(zhuǎn)角之間的對(duì)應(yīng)函數(shù)關(guān)系為,y,=log,x,1,x,2,其設(shè)計(jì)步驟如下：,1）根據(jù)已知條件,x,0,=1，,x,m,=,2,；,可求得,y,0,=log,x,0,=,0,，,y,m,=log,x,m,=,0,.,301,。,2）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取主、從動(dòng)件的轉(zhuǎn)角范圍分別為,m
5、,=,60,m,=,90,則自變量和函數(shù)與轉(zhuǎn)角的比例分別為,3）由式,（6-16）,求插值結(jié)點(diǎn)處的自變量（設(shè)總數(shù),m,=3），,則,x,1,=(2+1)/2-(2,-,1)cos180(21,-,1)/(23)/2=1,.,067；,x,2,=1,.,500；,x,3,=1,.,933,求結(jié)點(diǎn)處的函數(shù)值,y,1,=log1,.,067=0,.,0282；,y,2,=0,.,1761；,y,3,=0,.,2862,求主、從動(dòng)件在結(jié)點(diǎn)處的相應(yīng)轉(zhuǎn)角,4）試取初始角,0,=86,，,0,=23.5,(,一般,0,及,0,不同時(shí)為零)。,5）將各結(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)值及初始角代入式,cos,90.02=,P,0,
6、cos,31.93+,P,1,cos,58.09+,P,2,cos,116=,P,0,cos,76.15+,P,1,cos,39.85+,P,2,cos,141.98=,P,0,cos,109.07+,P,1,cos,32.91+,P,2,得,解得,P,0,=0,.,568719,，,P,1,=,-,0,.,382598,，,P,2,=,-,0,.,280782,6）求機(jī)構(gòu)各構(gòu)件相對(duì)長(zhǎng)度為,a,=1,，,b=,2,.,0899,，,c,=0,.,56872,，,d=,1,.,4865,7）檢驗(yàn)偏差值,消去,2,，,并將變量符號(hào),2,換為,，,3,換為,，,得,b,2,=a,2,+d,2,+c,
7、2,+,2,cd,cos(,+,0,),-2,ad,cos(,+,0,),-2,ac,cos(,+,0,),-,(,+,0,),令,A,=sin（,+,0,),B,=cos（,+,0,),d/a,C,=,(,a,2,+d,2,+c,2,-,b,2,)/(2,ac,),d,cos(,+,0,),則上式可化為,A,=sin,（,+,0,)+,B,cos(,+,0,)=,C,解之得,期望值為,偏差為,2、按預(yù)定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì)要求：,要求連桿上某點(diǎn),M,能占據(jù)一系列的預(yù)定位置,M,i,(,x,Mi,y,Mi,),且連桿具有相應(yīng)的轉(zhuǎn)角,2i,。,設(shè)計(jì)思路：,建立坐標(biāo)系,Oxy,，,將四桿機(jī)
8、構(gòu)分為左側(cè)雙桿組和右側(cè)雙桿組分別討論。,連桿位置的表示,連桿上任一基點(diǎn),M,的坐標(biāo),(,x,M,y,M,),連桿方位角,2,左側(cè)桿組,右側(cè)桿組,左側(cè)雙桿組分析：,由矢量封閉圖得,寫(xiě)成分量形式為,消去,1i,整理得,式中有5個(gè)待定參數(shù)：,x,A,、,y,A,、a、k、,。,可按5個(gè),預(yù)定位置精確求解。,N 5,時(shí)，可預(yù)選參數(shù)數(shù)目,N,0,=5-N，,故有無(wú)窮多解。,當(dāng)預(yù)定連桿位置數(shù),N=3：,可預(yù)選參數(shù),x,A,、,y,A,代入連桿三組位置參數(shù),X,0,、X,1,、X,2,右側(cè)桿組分析,：,同上,可以求得右側(cè)桿組的參數(shù),e、c、,及,x,Ci,、,y,Ci,。,根據(jù)左右桿組各參數(shù)有：,3、按預(yù)定
9、的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì)要求：,確定機(jī)構(gòu)的各尺度參數(shù)和連桿上的描點(diǎn)位置,M，,使該點(diǎn)所描繪的連桿曲線與預(yù)定的軌跡相符。,設(shè)計(jì)思路：,分別按左側(cè)桿組和右側(cè)桿組的矢量封閉圖形寫(xiě)出方程解析式。,聯(lián)立求解,左側(cè)桿組,右側(cè)桿組,待定參數(shù)9個(gè)：,x,A,、,y,A,、,x,D,、,y,D,、a、c、e、f、g,在按預(yù)定軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)時(shí),可,按9個(gè)點(diǎn),精確設(shè)計(jì),常用46點(diǎn)設(shè)計(jì)，以利于機(jī)構(gòu)優(yōu)化,四用實(shí)驗(yàn)法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu),1.,按兩連架桿對(duì)應(yīng)角位移設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu),A,1,A,2,A,3,A,4,A,5,A,6,A,7,A,9O,B,1,B,7,B,6,B,5,B,4,B,3,B,2,D,D,1,D,2,D,3
10、,D,4,D,5,D,6,D,7,設(shè)計(jì)步驟：,C,K,7,K,6,K,1,K,2,K,3,K,5,K,4,D,2.按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)要求：,已知原動(dòng)件,AB,長(zhǎng)度及中心,A,和連桿上一點(diǎn),M，,要求設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)使,M,沿預(yù)定軌跡運(yùn)動(dòng)。,連桿曲線儀,連桿曲線圖譜例：,小結(jié),基本要求：,了解平面連桿機(jī)構(gòu)的組成及其主要優(yōu)缺點(diǎn)；掌握平,面連桿機(jī)構(gòu)的基本形式平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)；了,解其演化和應(yīng)用；對(duì)曲柄存在條件、傳動(dòng)角、死點(diǎn)、,急回運(yùn)動(dòng)、行程速比系數(shù)、運(yùn)動(dòng)連續(xù)性等有明確的,概念；了解平面四桿機(jī)構(gòu)綜合的基本命題，掌握按,簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)條件設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)的一些基本方法。,重 點(diǎn)：,曲柄存在條件、傳動(dòng)角、死點(diǎn)、急回運(yùn)動(dòng)、行程速,比系數(shù)；平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的一些基本方法。,難 點(diǎn)：,平面四桿機(jī)構(gòu)最小傳動(dòng)角的確定；給定固定鉸鏈中,心設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)；按兩連架桿預(yù)定的對(duì)應(yīng)位置,設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)等。,
機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)15
