高等机构学第4章-三位置运动生成平面四杆机构综合课件.ppt

1、第第4章章 三位置运动生成平面四杆机构综合三位置运动生成平面四杆机构综合韩建友韩建友机械工程学院机械工程学院 第第4章章 三位置运动生成平面四杆机构综合三位置运动生成平面四杆机构综合第第4章章 三位置运动生成平面四杆机构综合三位置运动生成平面四杆机构综合第第4章章 三位置运动生成平面四杆机构综合三位置运动生成平面四杆机构综合4.1、刚体平面运动矩阵及铰链点公式的推导、刚体平面运动矩阵及铰链点公式的推导4.2、给定连架杆长度的三位置运动生成机构综合、给定连架杆长度的三位置运动生成机构综合4.3、给定连架杆夹角的三位置运动生成机构综合、给定连架杆夹角的三位置运动生成机构综合4.4、给定连杆在第、给

2、定连杆在第1位形瞬心点的三位置运动生成机构综合位形瞬心点的三位置运动生成机构综合4.5、计算示例、计算示例第第4章章 三位置运动生成平面四杆机构综合三位置运动生成平面四杆机构综合第第4章章 三位置运动生成平面四杆机构综合三位置运动生成平面四杆机构综合图图4-1 刚体平面运动示意图刚体平面运动示意图1112131212223313233iiiiiiiiiiDDDDDDDDDD(4-1)111121131111211221231111313233cos,sin,cossin,sincos,sincos,0,0,1iiiiiiiiiiiiiiiiiiiDDDxxyDDDyxyDDD 式中：式中：为连

3、杆平面第为连杆平面第 位置相对于第位置相对于第1位置的转角。位置的转角。11iii第第4章章 三位置运动生成平面四杆机构综合三位置运动生成平面四杆机构综合图图4-1 刚体平面运动示意图刚体平面运动示意图第第4章章 三位置运动生成平面四杆机构综合三位置运动生成平面四杆机构综合第第4章章 三位置运动生成平面四杆机构综合三位置运动生成平面四杆机构综合4.1、刚体平面运动矩阵及铰链点公式的推导、刚体平面运动矩阵及铰链点公式的推导4.2、给定连架杆长度的三位置运动生成机构综合、给定连架杆长度的三位置运动生成机构综合4.3、给定连架杆夹角的三位置运动生成机构综合、给定连架杆夹角的三位置运动生成机构综合4.

4、4、给定连杆在第、给定连杆在第1位形瞬心点的三位置运动生位形瞬心点的三位置运动生 高等机构学高等机构学成机构综合成机构综合4.5、计算示例、计算示例第第4章章 三位置运动生成平面四杆机构综合三位置运动生成平面四杆机构综合4.2、给定连架杆长度的三位置运动生成机构综合给定连架杆长度的三位置运动生成机构综合式中参数式中参数4.2、给定连架杆长度的三位置运动生成机构综合给定连架杆长度的三位置运动生成机构综合4.1、刚体平面运动矩阵及铰链点公式的推导、刚体平面运动矩阵及铰链点公式的推导4.2、给定连架杆长度的三位置运动生成机构综合、给定连架杆长度的三位置运动生成机构综合4.3、给定连架杆夹角的三位置运

5、动生成机构综合、给定连架杆夹角的三位置运动生成机构综合4.4、给定连杆在第、给定连杆在第1位形瞬心点的三位置运动生位形瞬心点的三位置运动生 高等机构学高等机构学成机构综合成机构综合4.5、计算示例、计算示例第第4章章 三位置运动生成平面四杆机构综合三位置运动生成平面四杆机构综合设连架杆与设连架杆与 轴的夹角为轴的夹角为 ，有该连架杆所在直线的斜率满足，有该连架杆所在直线的斜率满足x1010tanccyyCxx4.3、给定连架杆夹角的三位置运动生成机构综合给定连架杆夹角的三位置运动生成机构综合(4-14)1)若 且 100cyy100cxx将式将式(4-6)代入式代入式(4-14)可得圆心点可得

6、圆心点 的分布曲线的分布曲线00203030203020203020303020()()()()CxyG KG KC N KN KN GN G(4-15)将式将式(4-15)展开，得到的是一条关于展开，得到的是一条关于 和和 的三次曲线的三次曲线0 x0y000CUV(4-16)2030302013020203020303020120303020ccN KN KxG KG KN GN GyG KG K(4-6)同样如果将式同样如果将式(4-8)代入式代入式(4-14)可得圆点可得圆点 的分布曲线的分布曲线11(,)ccxy11233223322332()()()()cccccccccccccc

7、CxyG KG KC N KN KN GN G(4-17)将式将式(4-17)展开展开，得到的是一条关于，得到的是一条关于 和和 的三次曲线的三次曲线1cx1cy0ccCUV(4-18)式中参数式中参数00(,)xy4.3、给定连架杆夹角的三位置运动生成机构综合给定连架杆夹角的三位置运动生成机构综合2)若若100cyy将式将式(4-6)代入代入 可得关于可得关于 和和 的三次曲线的三次曲线100cyy0 x0y00V(4-19)将式将式(4-8)代入代入 可得关于可得关于 和和 的三次曲线的三次曲线100cyy1cx1cy0cV(4-20)100cxx100cxx3)若若 且且 100cxx1

8、00cyy将式将式(4-6)代入代入 可得关于可得关于 和和 的三次曲线的三次曲线0 x0y00U(4-21)将式将式(4-8)代入代入 可得关于可得关于 和和 的三次曲线的三次曲线1cx1cy0cU(4-22)2030302013020203020303020120303020ccNKNKxGKGKNGNGyGKGK(4-6)233203223233202332ccccccccccccccccN KN KxG KG KN GN GyG KG K(4-8)4.1、刚体平面运动矩阵及铰链点公式的推导、刚体平面运动矩阵及铰链点公式的推导4.2、给定连架杆长度的三位置运动生成机构综合、给定连架杆长度

9、的三位置运动生成机构综合4.3、给定连架杆夹角的三位置运动生成机构综合、给定连架杆夹角的三位置运动生成机构综合4.4、给定连杆在第、给定连杆在第1位形瞬心点的三位置运动生位形瞬心点的三位置运动生 高等机构学高等机构学成机构综合成机构综合4.5、计算示例、计算示例第第4章章 三位置运动生成平面四杆机构综合三位置运动生成平面四杆机构综合4.4、给定连杆在第给定连杆在第1位形瞬心点的三位置运动生成机构综合位形瞬心点的三位置运动生成机构综合式中参数式中参数4.4、给定连杆在第给定连杆在第1位形瞬心点的三位置运动生成机构综合位形瞬心点的三位置运动生成机构综合4.1、刚体平面运动矩阵及铰链点公式的推导、刚

10、体平面运动矩阵及铰链点公式的推导4.2、给定连架杆长度的三位置运动生成机构综合、给定连架杆长度的三位置运动生成机构综合4.3、给定连架杆夹角的三位置运动生成机构综合、给定连架杆夹角的三位置运动生成机构综合4.4、给定连杆在第、给定连杆在第1位形瞬心点的三位置运动生位形瞬心点的三位置运动生 高等机构学高等机构学成机构综合成机构综合4.5、计算示例、计算示例第第4章章 三位置运动生成平面四杆机构综合三位置运动生成平面四杆机构综合4.5、计算示例计算示例表表4-1 给定的有限分离三位置参数给定的有限分离三位置参数2030302013020203020303020120303020ccNKNKxGKG

11、KNGNGyGKGK(4-6)222000UVW(4-11)图图4-2 r=10,15,20和和25的的圆点圆心点分布曲线圆点圆心点分布曲线4.5、计算示例计算示例图图4-2 r=10,15,20和和25的圆点圆心点分布曲线的圆点圆心点分布曲线4.5、计算示例计算示例图图4-3 杆长变化规律杆长变化规律4.5、计算示例计算示例图图4-4 10和和20的圆点圆心点分布曲线的圆点圆心点分布曲线r 4.5、计算示例计算示例4.5、计算示例计算示例2030302013020203020303020120303020(46)ccN KN KxG KG KN GN GyG KG K4.5、计算示例计算示例

12、1-曲柄摇杆；2-双曲柄；3-双摇杆；4-三摇杆(外-内摆动)；5-摇杆曲柄；6-三摇杆(外-外摆动)；7-三摇杆(内-外摆动)；8-三摇杆(内-内摆动)图图4-5 机构类型分布图机构类型分布图4.5、计算示例计算示例图图4-6 可行域分布图可行域分布图4.5、计算示例计算示例图图4-7 综合所得机构综合所得机构第第4章章 三位置运动生成平面四杆机构综合三位置运动生成平面四杆机构综合习题习题第第4 4章章 三位置运动生成平面四杆机构综合三位置运动生成平面四杆机构综合习题习题习表习表P4-1 给定的有限分离三位置参数给定的有限分离三位置参数习图习图P4-1 抓纱机构示意图抓纱机构示意图习题习题习

13、表习表P4-2 给定的有限分离三位置参数给定的有限分离三位置参数习题习题习表习表4-3 给定的有限分离三位置参数给定的有限分离三位置参数 第四章第四章 完完第第4 4章章 三位置运动生成平面四杆机构综合三位置运动生成平面四杆机构综合4.2、给定连架杆长度的三位置运动生成机构综合给定连架杆长度的三位置运动生成机构综合32220100200030040050006007008032220100200030040050006007008022010020030004005006010312221322022313221303322(),Ua xa x ya xa ya x ya xa yaVb yb

14、 x yb xb yb x yb xb ybWr c xc yc x yc xc ycaA AA AaA AA AaA A233231263522213625324024313421502331243233213422322635212236253160233627323326372235262536702436273134263721802736,A AA AA AA AA AaA AA AaA AA AA AA AA AA AA AA AaA AA AA AA AA AA AaA AA AA AA AaA A37261032212231202132312230233133214024323

15、42232263521223625315023322431332234213126352221362532602335273133253721702,A AbA AA AbA AA AbA AA AbA AA AA AA AA AA AbA AA AA AA AA AA AA AA AbA AA AA AA AbA435273234253722352625368027353725102132312220322122313031213222213122324031263522213625325032263521223625316035,AA AA AA AA AA AbA AA AcA AA A

16、cA AA AcA AA AA AA AcA AA AA AA AcA AA AA AA AcA A 262536A A222000UVW(4-11)式中：式中：4.2、给定连架杆长度的三位置运动生成机构综合给定连架杆长度的三位置运动生成机构综合式中：式中：222cccUVW(4-13)322211211314151161718322211211314151161718221121311415161213231222(),cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccUa xa x ya xa ya x ya xa yaVb xb x y

17、b xb yb x yb xb ybWr c xc yc x yc xc ycaA AA Aa3221223132532352221342332312433224263136215253126323521362232242331223433216253427323524372223343324726342731,cccccA AA AaA AA AA AA AA AA AaA AA AaA AA AA AA AA AA AA AA AaA AA AA AA AA AA AaA AA AA362437218273437241223132212312221323253135214362226323

18、321322422342331526312532352236213124332221342332625332,cccccccAA AaA AA AbA AA AbA AA AbA AA AbA AA AA AA AA AA AbA AA AA AA AA AA AA AA AbA AA731352337217263327323623372233242334827333723131222132222313221331213222213122324312433222134233253321322422,cccccccAA AA AbA AA AA AA AA AA AbA AA AcA AA Ac

19、A AA AcA AA AA AA AcA AA AA AA AcA AA AA342331633242334,cAA AcA AA A4.3、给定连架杆夹角的三位置运动生成机构综合给定连架杆夹角的三位置运动生成机构综合000CUV(4-16)式中3222201002000300040050060007008009032222010020003000400500600070080090102132312220312132222131223,Uaxax yax yaxayax yaxayaVbybx ybx ybxbybx ybxbybaA AA AaA AA AA AA A2303221223

20、14023323522213631262532332250342124316024323321342222362531322635212331702732332637222536352623368034,aA AA AaA AA AA AA AA AA AaA AA AaA AA AA AA AA AA AA AA AaA AA AA AA AA AA AaA A26372124362731903726273610322122312021323122303121322221312232402331332150243234223226352122362531602332243133,A AA A

21、A AaA AA AbA AA AbA AA AbA AA AA AA AbA AA AbA AA AA AA AA AA AbA AA AA A2234213126352221362532702335273133253721802435273234253722352625369027353725,A AA AA AA AA AbA AA AA AA AbA AA AA AA AA AA AbA AA A4.3、给定连架杆夹角的三位置运动生成机构综合给定连架杆夹角的三位置运动生成机构综合式中0ccCUV(4-18)3222211211311415161171819322221121131141

22、5161171819131222132232,ccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccUaxax yax yaxayax yaxayaVbybx ybx ybxbybx ybxbybaA AA AaA A21213131212232322313221435222134233231243322253253621263163521362232342331223433212531263273524372223343324,cccccA AA AA AaA AA AaA AA AA AA AA AA AaA AA AaA AA AA AA AA AA A

23、A AA AaA AA AA AA A2534273283624372126342731937242734122313221231222132331213222213122324253135215362226323321322422342331,cccccccA AA AaA AA AA AA A aA AA AbA AA A bA AA A bA AA AA AA AbA AA A bA AA AA AA AA AA Ab626312532352236213124332221342332725332731352337218263327323623372233242334927353725,c

24、cccA AA AA AA AA AA AA AA AbA AA AA AA AbA AA AA AA AA AA A bA AA A4.4、给定连杆在第给定连杆在第1位形瞬心点的三位置运动生成机构综合位形瞬心点的三位置运动生成机构综合220100200300040050060220100200300040050060102331332121323122202432342232212231302332()()()(),yyUaxayax yaxayaVbxbybx ybxbybaA AA AIA AA AaA AA AIA AA AaA A243133223421402335273133253

25、7213126352221362532502435273234253722322635212236253160273537253526253610()()()()()()(yyyA AA AA AaA AA AA AA AIA AA AA AA AaA AA AA AA AIA AA AA AA AaA AA AIA AA Ab3322233231222132202431342131222132302331243233213422402336273233263722352221363126253250243627313426)()()(),()()(xxxA AA AIA AA AbA AA

26、AIA AA AbA AA AA AA AbA AA AA AA AIA AA AA AA AbA AA AA A37213622253132263521602736372625363526)()()()xxA AIA AA AA AA AbA AA AIA AA A0000()()0 xyUxIVyI(4-25)式中4.4、给定连杆在第给定连杆在第1位形瞬心点的三位置运动生成机构综合位形瞬心点的三位置运动生成机构综合11()()0ccxccyUxIVyI(4-27)式中22112131141516221121311415161253135213122213223622263222313221

27、()()()(),cccccccccccccccccccccccccccycyUaxayax yaxayaVbxbybx ybxbybaA AA AIA AA AaA AA AIA AA Aa3263125323522362142533273135233721312433222134233252633273236233722332132242234233162733372333242()()()()()(ccycycyA AA AA AA AaA AA AA AA AIA AA AA AA AaA AA AA AA AIA AA AA AA AaA AA AIA AA334125323522213231222263136213221223132531263235213622425342732352437222134233231243322526342)()()()(),()()(cxcxccxcAbA AA AIA AA AbA AA AIA AA AbA AA AA AA AbA AA AA AA AIA AA AA AA AbA AA73136243721322423313321223462734372423343324)()()()xcxAA AA AIA AA AA AA AbA AA AIA AA A