机构优化设计综合实验报告动导杆机构资料.doc
摆
机构优化设计综合实验报告
学号: 姓名: 班级: 成
绩:
同
1. 实验目的:
学习在ADAMS软件平台上建立摆动导杆机构的参数化仿真模型,并对该机构模型进行运动学､动力学分析和机构的优化设计｡
2. 实验内容:
摆动导杆机构是一种应用十分广泛的典型机构,如下图所示｡
组
实
验
同
学
:
实验日期: 指导教师:
该机构工作时,曲柄为原动件,匀速转动,滑块2为执行构件,做往复直线运动｡滑块2从左向右运动时称为工作行程,此时要求速度较低并且均匀;滑块2从右向左运动时称为空回行程,此时要求速度较高,以提高工作效率｡为此,该机构应具有急回特性｡另外,滑块2在工作行程中,受到阻力F的作用,而在空回行程中则不受阻力作用
P
｡
已知:曲柄的转速为n(r/min),各构件的尺寸､质心位置和质量;导杆绕质心的转动惯量J及阻
S
力F的变化规律;滑块2的导路位于导杆端点B
P
所做圆弧高的平分线上｡要求:
（1） 建立摆动导杆机构运动尺寸的数学模
型;
（2） 建立摆动导杆机构的参数化仿真模型; （3） 对机构进行运动学和动力学仿真分析; （4） 对机构进行设计研究和优化设计｡ 3. 实验参数: 方案号 n /(r/) 1 lP1P2 导杆机构的运动学分析 导杆机构的动力学分析 lP1P6 lP2P3 /m /mm /mm minmλ mmFJ导 /m杆 /k/kg /N m /kgg m^2 滑PmaS导杆块2x60 380 110 540 0.220 70 705 P3P9P2P31.1 00 其中,l=λl,曲柄､滑块2和连杆的质量均为0,导杆质心点位于0.5l处 P2P3
4. 实验结果;
(1) 机构在左极限位置时,在直角坐标系下的建模过程,即机构各点的坐标表达式｡
设计点 POINT_1 POINT_2 3 4 5 6 7 8 9 X X X X X X X 0.0 DV_M_P2_Y 0.0 0.0 0.0 Y Y Y Y 0.0 0.0 0.0 Y Y Y 0.0 Loc_X 0.0 Loc_Y 0.0 Loc_Z 20.0 POINT_DV_M_P3_DV_M_P3_POINT_DV_M_P4_DV_M_P4_POINT_DV_M_P5_DV_M_P5_POINT_DV_M_P6_DV_M_P6_20.0 POINT_DV_M_P7_DV_M_P7_POINT_DV_M_P8_DV_M_P8_POINT_DV_M_P9_DV_M_P9_POINT_DV_M_P9_DV_M_P9_-10.0
10 ｡
X + 30 Y (2)滑块2质心点的位移､速度和加速度曲线
(3)导杆的角速度和角加速度曲线｡
(4)阻力曲线､各转动副的受力曲线和曲柄上的平衡力矩曲线｡
（5） 机构优化结果报告｡
5. 思考题:
(1)摆动导杆有没有急回特性?如果有,所设计方案中其行程速度变化系数k为多少? 答:有,且k=(180°+θ)/(180°-θ),根据现有数据,得θ=2*α=2*arcsin(11/38)= 33.65°,故k=1.460｡
(2)对摆动导杆机构进行参数化建模的步骤是什么?
答:1.建立设计变量:即建立设计初始参数和建立设计变量;
2.建立设计点:在Point Table上创建
设计点及其数值或表达式;
3.创建运动件:对于本模型,有滑块1
､导杆､曲柄､滑块2和连杆;
4.创建运动副:即创建相应位置的转
动副或移动副;
5.给机构施加驱动:在相应位置加驱
动力;
6.机构仿真:观察其运动情况; 7.细化机构仿真模型:即修改质心位
置､惯性参数､加力､力的参数化等｡
(3)在对摆动导杆机构进行优化设计前,为什么要进行设计研究?
答:当需要迅速获得一个经过改善的模型,即在对摆动导杆机构进行优化设计前,它应满足机构设计提出的各种要求和所有的必须动作,在满足一定的设计条件下,要对一些变量进行设计方案的研究,从中找出一种方案使机构中各铰链点的支反力达到最小值｡故进行设计研究很有必要｡
(4)试举摆动导杆机构在工程实际中2—3个应用案例｡
答:1. M6的低频振动攻丝工作台
用摆动导杆机构近似替代低频振动攻丝机中的简谐扭振机构,对近似替代的可能性和可行性进行了分析｡得出结论:当曲柄长度与机架长度之比小于0.1时,摆动导杆机构可以足够精确地输出正弦函数｡给出了该机构在攻螺纹直径为 M6的低频振动攻丝工作台中的应用实例｡
2. 小袋包装机
针对我国国内全自动计量杯式小袋包装机上传动系统的不足,提出了摇块式摆动导杆滑槽间歇机构实施量杯旋转盘动停结合,保证计量杯有充足的时间加料和排料;并确定了此机构的基本参数和几何尺寸,还分析了该机构的运动特性. 3. 牛头刨床
牛头刨床的摆动导杆的机构用
于调整滑枕的行程
