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求四杆机构课程设计模板?或者方法
时间:2018-07-25 17:12:24  来源:本站  作者:

  手工 编程 确定:a,b,c,d四杆的长度,以及在一个工作循环内每一计算间隔的转角偏差值

  4.要求设计步骤清楚,计算准确。说明书规范。作图要符合国家标。按时独立完成任务。

  连杆机构设计的基本问题是根据给定的要求选定机构的型式,确定各构件的尺寸,同时还要满足结构条件(如要求存在曲柄、杆长比恰当等)、动力条件(如适当的传动角等)和运动连续条件等。

  根据机械的用途和性能要求的不同,对连杆机构设计的要求是多种多样的,但这些设计要求可归纳为以下三类问题:

  在用解析法设计四杆机构时,首先需建立包含机构各尺度参数和运动变量在内的解析式,然后根据已知的运动变量求机构的尺度参数。现有三种不同的设计要求,分别是:

  本次连杆机构设计采用解析法设计四杆机构中的按期望函数设计。下面在第2节将对期望函数设计四杆机构的原理进行详细的阐述。

  设要求从动件3与主动件1的转角之间满足一系列的对应位置关系,即 = i=1, 2,… ,n其函数的运动变量为 由设计要求知 、 为已知条件。有 为未知。又因为机构按比例放大或缩小,不会改变各机构的相对角度关系,故设计变量应该为各构件的相对长度,如取d/a=1 , b/a=l c/a=m , d/a=n 。故设计变量l、m、n以及 、 的计量起始角 、 共五个。如图所示建立坐标系Oxy,并把各杆矢量向坐标轴投影,可得

  式 2-2 中包含5个待定参数 、 、 、 、及 ,故四杆机构最多可以按两连架杆的5个对应位置精度求解。

  如上图所示,设要求设计四杆机构两连架杆转角之间实现的函数关系 (成为期望函数),由于连架杆机构的待定参数较少,故一般不能准确实现该期望函数。设实际实现的函数为月 (成为再现函数),再现函数与期望函数一般是不一致的。设计时应该使机构的再现函数尽可能逼近所要求的期望函数。具体作法是:在给定的自变量x的变化区间 到 内的某点上,使再现函数与期望函数的值相等。从几何意义上 与 两函数曲线在某些点相交。

  故在插值结点上,再现函数的函数值为已知。这样,就可以按上述方法来设计四杆机构。这种设计方法成为插值逼近法。

  偏差的大小与结点的数目及其分布情况有关,增加插值结点的数目,有利于逼近精度的提高。但结点的数目最多可为5个。至于结点位置分布,根据函数逼近理论有

  手工 编程 确定:a,b,c,d四杆的长度,以及在一个工作循环内每一计算间隔的转角偏差值

  (2)由主、从动件的转角范围 =60°、 =85°确定自变量和函数与转角之间的比例尺分别为:

  设取结点总数m=3,由式2-3可得各结点处的有关各值如表(3-1)所示。

  通常我们用试算的方法来确定初始角 、 ,而在本次连杆设计中将通过编程试算的方法来确定。具体思路如下:

  任取 、 ,把 、 取值与上面所得到的三个结点处的 、 的值代入P134式8-17

  从而得到三个关于 、 、 的方程组,求解方程组后得出 、 、 ,再令 =m, =-m/n, = 。然

  由程序运行结果可知:当取初始角 =86°、 =24°时 ( =k1(k2))所以所选初始角符合机构的运动要求。

  、 以及主、从动件的转角变化范围 、 等,重新进行设计。同样由上面的程序运行结果得出每一个取值都符合运动要求,即 :

  根据杆件之间的长度比例关系m,n,l和这样的关系式b/a=l c/a=m d/a=n确定各杆的长度,当选取主动杆的长度后,其余三杆长的度随之可以确定;在此我们假设主动连架杆的长度为 a=50 ,则确定其余三杆的长度由下面的程序确定:

  通过本次课程设计,让我学会了用解析法中的按期望函数设计连杆机构,理解了这一设计原理,知道怎样实现连杆机构两连架杆的转角之间的期望函数与再现函数之间的关系。

  在本次设计中,有一个非常重要的环节——确定初始角 、 的值。这一环节我采用了C程序的方法来求解。虽然没有用笔算那样繁琐,但是在编写程序时,由于公式多,公式中设计的三角函数比较麻烦,因而在设计中我遇到了很多大小不同的问题,但是最终凭借对公式的理解和对C程序的进一步掌握完成了这一解析问题。只有确定了初始角 、 ,才能正确检查偏差值 ,得到一对最理想的初始角使得偏差值 。通过C程序的求解,得出的结果说明能较好的满足连杆机构的设计要求。

  本次课程设计,从不知道如何下手到完成。我学到了很多的东西,掌握了课程设计书的书写格式,为以后的设计打下了良好的基础。

  【1】孙恒,陈作模,葛文杰 . 机械原理[M] . 7版 . 北京:高等教育出版社,2006。

  【2】孙恒,陈作模 . 机械原理[M] . 6版 . 北京:高等教育出版社,2001。

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