机械原理课程设计六杆机构运动分析
六连杆压力机优化设计和分析
六连杆压力机优化设计和分析1 绪论1.1 国内外压力机的发展概况机械压力机作为工程上广泛应用的一种锻压设备，在工业生产中的地位变的越来越重要[1]。
多连杆压力机的多连杆机构是现代机械压力内、外滑块普遍采用的工作机构。
多连杆驱动的出发点是：降低工作行程速度，加快空程速度，已达到提高生产率的目的。
使用多连杆驱动技术的机械压力机，不用改变压力机的工作行程速度，即可达到提高生产率、延长模具寿命并降低噪声的目的[2]。
目前国内的发展现状:进入21世纪以来，中国锻压机械行业通过技术引进，合作生产及合资等多种方式，已经快速地提高了我国的冲压设备整体水平，近年来设计制造的很多产品，其技术性能指标已经能够接近世界先进水平。
目前我国制造的多连杆压力机刚性好、精度高、具有良好的抗热变形能力和良好的平衡性，配备高速高精度的送料装置，采取良好的隔声降噪减振措施。
不仅能保证良好的性能、质量和可靠性，在设备的成套、生产线和数控化、自动化等方面也有了很大的发展，能开发、设计、制造大型精密高效的压力机。
近年来，随着电子技术、自动控制技术的发展和应用，我国多连杆压力机的自动化程度、安全性、可靠性、生产率、产品质量都得到了明显的改善，压力机的制造能力也不断提高。
但我国压力机的生产总体规模小，技术创新能力薄弱，数控化程度相对较差，管理水平落后，品总和规格不全，特别是大、高、精类还需国外的供应，另外，我国的锻压设备与发达国家相比结构陈旧，性能较差，机械化程度差。
因此，如何继续缩小与国外先进产品的距离仍是我国设备制造企业需要面对的挑战。
国外发展现状：国外的多连杆压力机的设计生产制造的专门化、自动化程度越来越高，朝着高速度、高精度的方向发展。
其产品的品种和规格齐全，结构新颖，性能，质量，机械化程度好，精度，可靠性高，各种设备的材料利用率、生产率都很高。
而且规模大，特别是数控化程度非常好，具有很高的创新水平。
加工时，实现了软接触和平稳成型，加工冲击小，故模具的寿命特别长，压力机的行程可以任意设定，曲轴的摆角可调，使其在某一需要的角度内摆动。
牛头刨床六杆机构的解析法动力学分析公式
(9)
如果考虑相对速度为零时的静摩擦力，可参照文献[6]处理。
由于体 2 作用于体 3 的压力作用点不易确定，所以令 C、B 为体 3 的输入端、E 为其输
出端，以体 3、2 作为整体的力矩平衡方程：
-3-
( ) J3
+
m2
l
2 s3
B
θ3 = − FyE lS3E cosθ3 + FxE lS3E sinθ3
(11)
体 5 的动力学方程为：
J5θ5 = − FyF lS5F cosθ5 + FxF lS5F sinθ5 − FyE lES5 cosθ5 + FxE lES5 sinθ5
(12)
FxE − FxF − m5 xS5 = 0
(13)
FyE − FyF − m5 yS5 − m5 g = 0
体 6 的动力学方程为：
−l1 sinθ1 ⋅θ1 = l3′ cosθ3 − l3′ sinθ3 ⋅θ3
(2)
l1 cosθ1 ⋅θ1 = l3′ sinθ3 + l3′ cosθ3 ⋅θ3
( ) −l1 cosθ1 ⋅θ12 − l1 sinθ1 ⋅θ1 = l3′ cosθ3 − 2l3′ sinθ3 ⋅θ3 − l3′
* 本课题得到山东省自然科学基金（项目编号 Q2006A08）的资助。
-1-
图 1 牛头刨床六杆机构运动简图 Fig. 1 the moving sketch of bull-nose plane six-staff mechanism
因转动副摩擦力较小，可忽略不计，而只考虑移动副摩擦。移动副摩擦力 F 的大小取 决于正压力 N 和摩擦角，方向与相对速度的方向相反，如果考虑构件的厚度，还受到正压 力 N 作用点的影响。分析计算时，须保证 F 的大小与方向是正确的，即根据运动速度的变 化判断其它外力的合力是否能克服摩擦力使其运动，以充分考虑静摩擦力[6]。
机械原理-机构运动分析的解析法
l
1
φ θ
2
l
x
a2 x 2l cos al sin a2 y 2l sin al cos
已知：构件的长度L及运动参数角位置θ 、角速度ω 、 角加速度ε ，1点的运动参量。
求： 3点的运动参量。
解： P 3x P 1 x l cos( ) v3 x v1 x l sin( ) P v3 y v1 y l cos( ) 3y P 1 y l sin( )
运 动 副 点 号
要求赋值
构 件 号
构 件 长 度
角位置角速度角加速 度，位置 速度 加速 度 n1
r1
m>0——实线 M<=0——虚线
不赋值
已知： 外运动副N1的位置P、速度v、加速度a，导路上任意参考点 N2的位置P、 速度v、加速度a，构件1的长度及导路的角位置、角速度、角加速度。 求：内运动副N3的运动参量、构件①的运动参量、 r2、vr2、ar2
P 3x P 1x l1 cos 1 P 3y P 1 y l1 sin 1
P 3y P 2y 2 arctan P P 2x 3x
rrrk(m,n1,n2,n3,k1,k2,r1,r2,t,w,e,p,vp,ap)
装 配 模 式
n3 k1 k2 r2 n2 N3’
}
y
3
l
1
φ
l
2
θ
x
bark(n1,n2,n3,k,r1,r2,gam,t,w,e,p,vp,ap)
关 键 点 号 构 n n 件 1 1 号 n n ∠ n3 n1 2 3 间 间 n2 距 距 离 离 角位置角速度 角加速度，位 置 速度 加速度
六连杆机构原理
六连杆机构原理六连杆机构是一种常见的机械连接结构，由六个连杆组成，可以实现特定的运动。
它在机械工程中广泛应用于各种机械装置中，如机械手臂、发动机等。
六连杆机构由三对相互平行的连杆组成，每对连杆之间通过铰链连接。
其中，两对连杆分别位于机构的两侧，被称为外连杆；另外一对连杆位于机构的中央，被称为内连杆。
外连杆与内连杆之间通过转动铰链连接，使得整个六连杆机构能够实现复杂的运动。
六连杆机构的原理基于连杆的运动学和力学原理。
在运动学方面，连杆的运动受到其长度、连接方式以及外部驱动力的影响。
在力学方面，连杆之间的力矩平衡和力的传递也是六连杆机构实现运动的重要因素。
六连杆机构的运动可以分为两种基本类型：平动和转动。
当内连杆作为驱动杆时，机构实现平动运动；而当外连杆作为驱动杆时，机构实现转动运动。
通过合理的设计和控制，六连杆机构可以实现各种复杂的运动轨迹和工作任务。
在实际应用中，六连杆机构有着广泛的用途。
例如，在机械手臂中，六连杆机构可以实现多自由度的运动，使得机械手臂能够完成各种复杂的操作任务。
在发动机中，六连杆机构可以将活塞的直线运动转化为曲轴的旋转运动，从而驱动车辆的运动。
然而，六连杆机构也存在一些限制和挑战。
首先，由于连杆的长度和连接方式对机构性能有重要影响，因此在设计和制造过程中需要仔细考虑这些因素。
其次，机构的运动控制和稳定性也是一个挑战，需要采用合适的控制算法和传感器来实现精确的运动控制。
总结起来，六连杆机构是一种重要的机械连接结构，通过连杆的运动学和力学原理实现复杂的运动。
它在机械工程领域有着广泛的应用，如机械手臂、发动机等。
然而，在实际应用中需要克服一些限制和挑战，才能实现理想的性能和功能。
未来随着科学技术的不断进步，六连杆机构的应用前景将会更加广阔。
基于UGCAE的平面六杆机构的运动分析
基于UG/CAE的平面六杆机构的运动分析1、题目说明如上图所示平面六杆机构，试用计算机完成其运动分析。
已知其尺寸参数如下表所示：题目要求：两人一组计算出原动件从0到360时（计算点数37）所要求的各运动变量的大小，并绘出运动曲线图及轨迹曲线。
注：为了使计算的结果更好的拟合运动的实际情况，同时考虑到UG在运动仿真分析计算方面的快速性，我们决定在绘制曲线时将计算点由37点增加到600点。
数据输出到Excel表格时计算点取100点。
建模及其分析方法附后！2、建模及其运动分析软件介绍：UG NX是集CAD\CAE\CAM于一体的三维参数化软件，也是当今世界最先进的设计软件，它广泛应用于航空航天、汽车制造、机械电子等工程领域。
还有在系统创新、工业设计造型、无约束设计、装配设计、钣金设计、工程图设计等方面的功能。
运动仿真是UG/CAE（Computer Aided Engineering）模块中的主要部分，它能对任何二维或三维机构进行复杂的运动学分析、动力分析和设计仿真。
通过UG/Modeling的功能建立一个三维实体模型，利用UG/Motion的功能给三维实体模型的各个部件赋予一定的运动学特性，再在各个部件之间设立一定的连接关系既可建立一个运动仿真模型。
UG/Motion的功能可以对运动机构进行大量的装配分析工作、运动合理性分析工作，诸如干涉检查、轨迹包络等，得到大量运动机构的运动参数。
通过对这个运动仿真模型进行运动学或动力学运动分析就可以验证该运动机构设计的合理性，并且可以利用图形输出各个部件的位移、坐标、加速度、速度和力的变化情况，对运动机构进行优化。
我们通过学习UG，通过建立平面六杆机构模型，通过UG/CAE模块对平面连杆的运动进行分析。
3.六连杆机构的三维造型连杆L1连杆L2连杆L3连杆L5连杆L6六杆机构装配示意图机构装配后运动演示见附件—平面六杆运动演示.avi （本报告相同目录下）3. 运动分析数据计算结果在附件的Excel表格中。
机械原理课程设计压床机构
机械原理课程设计说明书设计题目：学院：班级：设计者：学号：指导老师：目录目录....................................................................................一、机构简介与设计数据.......................................................................1.1.机构简介.............................................................................1.2机构的动态静力分析....................................................................1.3凸轮机构构设计........................................................................1.4.设计数据.............................................................................二、压床机构的设计...........................................................................2.1.传动方案设计.........................................................................基于摆杆的传动方案...................................................................六杆机构A ............................................................................六杆机构B ............................................................................2.2.确定传动机构各杆的长度...............................................................三.传动机构运动分析..........................................................................3.1.速度分析.............................................................................3.2.加速度分析...........................................................................3.3. 机构动态静力分析....................................................................3.4.基于soildworks环境下受力模拟分析： ..................................................四、凸轮机构设计.............................................................................五、齿轮设计.................................................................................5.1.全部原始数据.........................................................................5.2.设计方法及原理.......................................................................5.3.设计及计算过程....................................................................... 参考文献.....................................................................................一、机构简介与设计数据1.1.机构简介图示为压床机构简图，其中六杆机构为主体机构。
机械原理大作业(平面六杆机构的运动分析)
a[3][1]=L[3]*cos((*p).theta[2]);
a[3][2]=L[5]*cos((*p).theta[3]);
a[3][3]=-L[6]*cos((*p).theta[4]);
b[0]=L[2]*cos((*p).theta[1])*(*p).w[0]*(*p).w[0]-L[3]*cos((*p).theta[2])*(*p).w[1]*(*p).w[1]+w1*w1*L[1]*cos((*p).theta[0]);
a[2][2]=-L[5]*sin((*p).theta[3]);
a[2][3]=L[6]*sin((*p).theta[4]);
a[3][0]=L[0]*cos((*p).theta[1]-Alpha);
a[3][1]=L[3]*cos((*p).theta[2]);
a[3][2]=L[5]*cos((*p).theta[3]);
#include "conio.h"
#define Alpha (PI/3)
#define PI 3.979
#define Angle (PI/180)
FILE *fp;
struct motion
{
int theta1;
double theta[5]; /*theta1,2,3,5,6*/
double w[4];/*w2,3,5,6*/
for(m=0;m<4;m++)
(*p).theta[m+1]=x[m];
printf("%d %d",n,i);
getchar();
六杆机构的特点及应用
六杆机构的特点及应用六杆机构是指由六根杆件连接而成的机构，具有特定的结构特点和运动特性。
它是由机械工程中常见的机构之一，广泛应用于各类运动装置和工业设备中。
在以下部分，我将详细介绍六杆机构的特点及其应用。
首先，六杆机构的特点主要包括以下几个方面：1. 结构复杂且刚性良好：六杆机构由六根杆件相互连接而成，杆件的连接点形成六边形结构。
这种结构具有较大的刚性，能够保持机构的稳定性和工作效率。
2. 运动自由度高：六杆机构有六根杆件，每根杆件都可以作为驱动杆件或连接杆件，从而使机构具有较高的运动自由度。
通过合理的布置和驱动方式，可以实现复杂的运动路径和运动模式。
3. 平行四边形运动：六杆机构的运动特点之一是平行四边形运动。
当其中两个相邻杆件作为驱动杆件，其他四个杆件作为连接杆件时，机构的运动路径将呈现出平行四边形的规律。
这种运动规律在某些工业应用中具有重要意义。
4. 运动精度高：六杆机构的杆件长度和角度可以根据实际需求进行设计和调整，从而实现机构运动的高精度和稳定性。
这在一些需要精确定位和控制的应用中非常重要。
接下来，我将介绍六杆机构的应用领域：1. 机械工业：六杆机构在机械工业中广泛应用于各种类型的传动装置和运动装置。
例如，它可以用于实现复杂的导向和定位运动，用作自动装配机器人的关键部件，用于提高机械设备和生产线的自动化程度和生产效率。
2. 汽车工业：六杆机构可以应用于汽车悬挂系统中。
它可以用来调节汽车悬挂系统的刚度和行程，改善车辆的乘坐舒适性和稳定性。
此外，六杆机构还可以用于变速器和转向系统等关键部件，提高汽车的驾驶性能和操控性能。
3. 农业机械：在农业机械中，六杆机构可以用于植物播种机的传动和控制系统。
通过合理的设计和布置，它可以实现种子的精确定位和投放，提高播种效果和作物产量。
4. 医疗设备：六杆机构在医疗设备中也有广泛的应用。
例如，它可以组成手术机器人的关键部件，实现精确的手术操作和器官移植。
此外，六杆机构还可以用于康复机器人和辅助设备，帮助患者进行康复训练和活动辅助。
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机械原理
课程设计说明书
题目六杆机构运动分析
学院工程机械学院
专业机械设计制造及其自动化
班级机制三班
设计者秦湖
指导老师陈世斌
2014年1月15日
目录
一、题目说明∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 2
1、题目要求∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 3
2、原理图∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 3
3、原始数据∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 3
二、结构分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 4
三、运动分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 5
1、D点运动分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 8
2、构件3运动分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙9
3、构件4运动分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙9
4、点S4运动分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙10
四、结论∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙10
五、心得体会∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙10
六、参考文献∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙11
一、题目说明
1、题目要求
此次机械原理课程设计是连杆机构综合，通过对其分析，选择合适的机构的尺寸大小，并进行下列操作：
⑴对机构进行结构分析；
⑵绘制滑块D的运动线图（即位移、速度和加速度线图）；
⑶绘制构件3和4的运动线图（即角位移、角速度和角加速度线图）；
⑷绘制S4点的运动轨迹。
2、原理图
3、原始数据
二、结构分析
该运动机构为六杆机构，其中0为机架，活动构件为：1、2、3、4、5。
即活动构件数n=5。
A、B、C、D、E五处共有7个运动服，并均为低副。
其中，转动副有5处，分为：移动铰链类有C、B、D 3处，以及固定铰链类有A、E 2处；移动副有2处，分为连接两活动构件的B处移动副1个以及连接机架的D处移动副1个。
机构自由度F=3n-2P l=3X5-2X7=1。
拆分基本杆组：
原动件：杆件1（如下图所示）
功能是为整个机构提供动力。
Ⅱ级杆组Ⅰ：由杆件3和滑块2组成，为RPR杆组。
（如下图所示）
功能是将原动件的转动转化为杆件的来回摇动。
Ⅱ级杆组Ⅱ：由杆件4与滑块5组成，为RRP杆组。
（如下图所示）
功能是将杆件3的来回摇动转变为滑块的来回滑动。
三、运动分析
使用平面II级机构运动与动力分析软件，按照下图（局部）进行操作。
各点运动参数（局部）
长度变化参数（局部）
各构件角运动参数（局部）
1、 D点的运动分析
滑块D的运动线图（位移—速度—加速度线图）
2、构件3和4的运动分析。
（1）构件3的运动线图（角位移—角速度—角加速度）
（2）构件4的运动线图（角位移—角速度—角加速度）
3、点S4的运动分析
点S4的运动轨迹
四、结论
根据计算结果以及线图可得：在原动件1绕固定铰链A 做定轴转动的驱动力下，滑块D在水平面上做直线往复运动。
五、心得体会
通过这次对六杆机构运动的分析,我们对机械原理课程设计又有了更深一步的理解与认识,对连杆机构的运动特点有了更深一步的了解,使我们学到了实践性的东西.
通过平面II级机构运动与动力分析软件,我们可以清晰的看出平面六杆机构中的各个点的运动曲线规律,可以
通过该软件直观清晰的看出各个点的速度变化情况以及各个构件的角速度变化情况.通过这次的六杆机构运动的分析,我们熟练的掌握了平面II级机构运动与动力分析软件.
通过此次的六杆机构运动的分析,也使我们了解到团队合作的重要性,只有将每个人的想法聚集到一起才能做出更好的结果.
最后,通过这一次的六杆机构运动分析,我们找到了很多在学习机械原理中的不足之处,我们通过此次课程设计进行对机械原理课程的查缺补漏,并能在今后的学习生活中做到学有所用。
六、参考文献
1.机械原理教程，张伟社主编。
第2版，西北工业大学出版社。
2006.8。
2.机械原理，孙恒，陈作模，葛文杰主编。
西北工业大学机械原理及机械零件教研室编。
第7版。
北京高等教育出版社，2006.5。
１１。