大作业(一)
平面连杆机构的运动分析。
题号:2-a)
班级 05020902
学号 2009301312
姓名高智韬
指导老师王三民
成绩。同组者黄鹏君
完成日期 2023年1月2日。
目录。一、题目及原始数据3
二、解题思路分析3
三、具体建模分析以及遇到的问题4
四、数据汇总分析13
五、数据分析结果15
六、体会18
一、题目及原始数据。
试用计算机完成下列平面连杆机构的运动分析。
a)图a所示的为一平面六杆机构。设已知各构件的尺寸如表1所示,又已知原动件1以等角速度ω1=1rad/s沿逆时针方向回转,试求各从动件的角位移、角速度及角加速度以及e点的位移、速度及加速度的变化情况。
表1 平面六杆机构的尺寸参数(单位:mm)
l2'=65.0,xg=153.5,yg=41.7
二.解题思路分析。
首先在pro/e中建立模型,然后模拟运动,进行运动学分析,得到各个点的所需数据(位置,速度,加速度),然后导出**数据,在**中进行进一步处理计算,得到其他数据(角速度,角加速度)。
两端点速度分别为,。
那么角速度为(-)杆长。
加速度分别为,.
角加速度为(-)杆长。
三,具体建模、分析过程及其中遇到的问题如下:
1. 绘制各个杆的草图拉伸建模。
每一个杆的数据一定要正确保证最终结果的正确性,杆的厚度取了4,保证样子看起来比较舒服并且有利后边的装配操作。
2. 将各个杆装配,全部使用销钉链接。其中4杆作为机架。
从立体自由度的角度讲,不能全部使用铰链链接,否则导致自由度限制出现不正常。实际中应该有一个为轴承链接。但是在proe分析中并不影响。
装配完成以后便于观察将各个杆设置不同颜色。如下图:
3. 开始进行运动分析。
在应用程序中选择机构。
插入伺服电动机,并且定义初始条件。
为了方便数据,把电动机定义速度为36角度每秒,转一圈为10秒。
4. 选择分析 –机构分析 。
定义机构分析。
最小间隔0.1,10秒一共分析100个数据。
一定要选择运动学分析,选择位置分析时无法得到除位置以外其他数据。
5,开始测量。
点击右边菜单的动画或者分析菜单中的动画。选择前边做的分析,回放。并且捕获**文件。
选择右边菜单或者分析—测量。建立测量。
分析每一个点的数据,位置,速度,加速度。全部x,y分量。
导出为excel**。由于程序等原因导出操作经常不成功,重新安装程序、建模、分析以后问题解决。
每个**内容类似如下:(包括数据以及曲线图)
四:数据汇总分析(由于数据太多放在excel中)
将b,c,d,e,f,g点数据放入excel**中,利用excel函数进行处理。
atan()意为取反正切。
sqrt()意为去平方根。
2杆角位移。
atan((i4-c4)/(h4-b4))
2杆角速度。
(sqrt((j5-d5)*(j5-d5)+(k5-e5)*(k5-e5)))116.6
2杆角加速度。
(sqrt((l4-f4)*(l4-f4)+(m4-g4)*(m4-g4)))116.6
3杆角位移。
atan(i5/(h5-n5))
3杆角速度。
(sqrt(j4*j4+k4*k4))/67.5
3杆角加速度。
(sqrt(l4*l4+m4*m4))/67.5
5杆角位移。
atan((q6-aj6)/(p6-ak6))
5杆角速度。
(sqrt((r4-ak4)*(r4-ak4)+(s4-aj4)*(s4-aj4)))52.4
5杆角加速度。
(sqrt((t4-an4)*(t4-an4)+(u4-ao4)*(u4-ao4)))52.4
6杆角位移。
atan((q4-w4)/(p4-v4))
6杆角速度。
(sqrt(r4*r4+s4*s4))/43
6杆角加速度。
(sqrt(t6*t6+u6*u6))/43
此种方法分析角位移时会有一部分数据正负不正确。
五.数据分析结果如下。
所有具体数据都在附加**中。
六、体会。花了一个月的时间来看书看**学习pro/e的建模,这个软件确实功能强大,越学越觉得深奥。但是pro/e有限元分析方面确实功能相对落后,而且使用的人比较少。
在各方面请教以后仍然没有得到方法。
然后四处寻找了adams的安装方法,花了三天解决了兼容问题以后发现,软件操作相对困难,学习资源非常少,几乎无法使用。
虽然proe无法分析角速度等相关,但我决定使用excel配合来实现分析。
经过了一系列的努力,克服了很多困难以后终于可以实现分析。然后仍然有很多地方不解。比如装配成机构以后的坐标系位置等。
这些东西通过计算中修正已经消除影响。但是角位移的计算仍然不是正确。
这次制作大作业的时间累计断断续续接进两个月的时间,这段时间对我以后的学习工作都是非常好的提升。让我的自我研究、学习能力都上了一个台阶。同时也对于各种机械设计、造型、运动分析软件有了一定了解。
这些知识都是非常宝贵而且来之不易,通过一系列的自己努力,走歪路,才能得到的知识是最宝贵的。
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