哈工大機械原理大作業(yè)15題

1、 大作業(yè)大作業(yè) 1 1 連桿機構連桿機構1 1運動分析題目運動分析題目2 2機構的結構分析及基本桿組劃分機構的結構分析及基本桿組劃分1結構分析與自由度計算 機構各構件都在同一平面內運動，活動構件數 n=5，PL=7，分布在A、B、C、D、E、F、G。沒有高副，則機構的自由度為 F=3xn-2xPL-lxPll=3x5-2x7-0=12基本桿組劃分圖 1-15 中 1 為原動件，先移除之。之后按順序進行拆分，就可以得到由桿2，3 組成的 RPP級桿組和 4，5 組成的 RPR 級桿組，機構分解圖如下： （1） (2) (3)(1)*cos*sinBBxABwtyABwt (2)xC=lab*co

2、swt+,求 C 點得坐標和與2222cos*labwtlablbcX 軸的角度 (3)xD=lcd*cos+xC,yD=lcd*sin ylAB=100;lBD=400;lAE=400;lBC=200;syms t ;fai=10*t;xB=lAB*cos(fai);yB=lAB*sin(fai);xC=lAB*cos(fai)+sqrt(lBC.2+lAB.2*(cos(fai)2-lAB.2);yC=0;theta=asin(lAB*sin(fai)/lBC);xD=(lBD-lBC)*cos(theta)+xC;yD=(lBD-lBC)*sin(theta);a=0:0.001*pi:

3、2*pi;Xd=subs(xD,t,a);Yd=subs(yD,t,a);plot(Xd,Yd);afa=atan(yD/xD)wD=diff(afa,t);aD=diff(afa,t,2);a=0:0.001*pi:2*pi;afa=subs(afa,t,a);afa=subs(afa,t,a);wD=subs(wD,t,a);aD=subs(aD,t,a);plot(a,afa);plot(a,wD);plot(a,aD);D 點的運動軌跡圖像：點的運動軌跡圖像：角位移：00.00628330920110628 0.01256735861553440.01885287268386310.0

4、2514054420080590.03143101824222110.03772487579457350.04402261699198770.05032464386995070.05663124254991480.06294256477567620.06925860873069920.07557919907575370.08190396615861930.08823232436246810.09456344957719260.1008962557986910.1072293708852700.1135611115281540.1198894575247970.1262120254794790.

5、1325260420955150.1388283172673010.1451152172280460.1513826380599340.1576259799269650.1638401224457100.1700194016645090.1761575891753900.1822478739333690.1882828474022140.1942544926817260.2001541782960480.2059726573324030.2117000726118710.2173259685453390.2228393102759670.2282285106323420.23348146531

6、26200.2385855965892250.2435279056670060.2482950336477200.2528733308541370.2572489340535770.2614078509000980.2653360506950560.2690195603562510.2724445642957330.2755975067447410.2784651949397100.2810349015028140.2832944643195840.2852323822375660.2868379049843600.2881011158284380.2890130056770860.28956

7、55375156610.2897517003321680.2895655519308500.2890022503072090.2880580735240670.2867304282837360.2850178476263750.2829199783918880.2804375592568860.277572390295991300320340360380400420440460480500-100-80-60-40-20020406080100角位移圖像角位移圖像：角速度：22.00011822646060 2.00047039819964 2.001048976289762.00184134

8、266206 2.00282972081821 2.00399106584304 2.005296924783172.00671326883312 2.00820029919875 2.00971222900046 2.011197044145142.01259624674593 2.01384458540997 2.01486977755195 2.015592229828602.01592476382423 2.01577235524544 2.01503189609092 2.013591990531992.01133279654215 2.00812592661275 2.003834

9、42213763 1.998312817181021.99140730828754 1.98295604766386 1.97278957736245 1.960731421921261.94659885614843 1.93020386327442 1.91135429642000 1.889855253154881.86551066878206 1.83812512884557 1.80750589524075 1.773465133280951.73582231928558 1.69440679991907 1.64906046592296 1.599640494411021.54602

10、210596923 1.48810127589254 1.42579733348845 1.359055379959441.28784845436608 1.21217937889964 1.13208221936120 1.047623304393010.9589017574990250.8660495088944190.7692307692307700.6686409635887470.5645051410361630.4570758916753260.3466308186091630.2334696258603330.1179108943192840.000288625779016211

11、 -0.119051360264801-0.23975509119902701234567-0.4-0.3-0.2-0.100.10.20.3tafa角速度圖像：角速度圖像：01234567-4-3-2-10123twD角加速度圖像：角加速度圖像：角加速度 00.07513235283778400.1486674411956260.2189978226728880.2844957886696930.3435034591938430.3943231617850680.4352082069310810.4643541873834890.4798909473960470.47987538992446

12、30.4622853149702940.4250145101155050.3658693443028890.2825671472820040.1727366888104560.0339211023182427-0.136416374404501-0.340883445955447-0.582146182382407-0.862912402214766-1.18591060761408 -1.55386408971778-1.96945986954727-2.43531221253059 -2.95392055658112-3.52762182810961-4.15853728976501 -4

13、.84851426917257-5.59906335865458-6.41129194863485 -7.28583525595225-8.22278632306308-9.22162678186765 -10.2811604797463-11.3994523350626-12.5737750019727 -13.8005660554977-15.0753984332909-16.3929667684477 -17.7470920007927-19.1307462521713-20.5360993936751 -21.9545880300268-23.3770068015483-24.7936

14、209926309 -26.1942984839539-27.5686581489384-28.9062309328316 -30.1966291250419-31.4297187961216-32.5957900637460 -33.6857198056506-34.6911216619647-35.6044786550823 -36.4192544732767-37.1299803689617-37.7323156554125 -38.2230808810526-38.6002638506560-38.8629996846799 -39.0115270071220-39.047123087

15、1449-38.9720213034832 -38.7893146419556-38.5028490784265-38.117110657890901234567-40-30-20-100102030403.3.對計算結果進行分析對計算結果進行分析 角位移近似為余弦函數曲線，位移隨原動件轉角按余弦規(guī)律變化，速度則大致為為正弦變化規(guī)律，加速度變化規(guī)律大致可以看出包含了更高階的正余弦諧波分量，總之波形都即為規(guī)整，而原動件作的是勻速定軸轉動。這就反映出短傳動鏈具有傳遞更精準運動且傳動效率高的特點。 大作業(yè)大作業(yè) 3 3 齒輪傳動設計齒輪傳動設計1 1、設計題目設計題目機構運動簡圖：如圖所示一個機械傳

16、動系統(tǒng)，運動由電動機 1 輸入，經過機械傳動系統(tǒng)變速后由圓錐齒輪 16 輸出三種不同的轉速。根據表中的傳動系統(tǒng)原始參數設計該傳動系統(tǒng)。表 機械傳動系統(tǒng)原始參數滑移齒輪傳動定軸齒輪傳動圓柱齒輪圓錐齒輪電機轉速（r/min）輸出軸轉速（r/min）帶傳動最大傳動比最大傳動比模數一對齒輪最大傳動比模數一對齒輪最大傳動比模84.524.53432 2、傳動比的分配計算、傳動比的分配計算電動機轉速n=1450r/min，輸出轉速n1=17 r/min，n2=23 r/min，n3=30 r/min，帶傳動的最大傳動比=2.8,滑移齒輪傳動的最大15491013231567811

17、141216傳動比=4.5，定軸齒輪傳動的最大傳動比=4.5。根據傳動系統(tǒng)的原始參數可知，傳動系統(tǒng)的總傳動比為=1450/30=48.33348.333. =1450/23=63.04363.043. =1450/17=85.29485.294傳動系統(tǒng)的總傳動比由帶傳動、滑移齒輪傳動和定軸齒輪傳動三部分實現。設帶傳動的傳動比為，滑移齒輪的傳動比為，定軸齒輪傳動的傳動比為 ，則總傳動比令=4.54.5則可得定軸齒輪傳動部分的傳動比為 = =6.7696.7695 . 48 . 2294.85 滑移齒輪傳動的傳動比 = =2.8562.856769. 65 . 2333.48=3.7253.725

18、769. 65 . 2043.63定軸齒輪傳動由 3 對齒輪傳動組成，則每對齒輪的傳動比為4892. 1769. 6max3ddii3 3、齒輪齒數的確定、齒輪齒數的確定根據滑移齒輪變速傳動系統(tǒng)中對齒輪齒數的要求，可大致選擇齒輪5、6、7、8、9 和 10 為角度變位齒輪，其齒數： 2727，= 7777， 2222， 8282，1717，8686；它們的齒頂高系數=1，徑向間隙系數=0.25，分度圓壓力角=20，實際中心距=104.000104.000mm。根據定軸齒輪變速傳動系統(tǒng)中對齒輪齒數的要求，可大致選擇齒輪11、12、13 和 14 為角度變位齒輪，其齒數：=1818，3434。它們

19、的齒頂高系數=1，徑向間隙系數=0.25，分度圓壓力角=20,實際中心距=79.00079.000mm。圓錘齒輪 15 和 16 選擇為標準齒輪2222，4242，齒頂高系數=1，徑向間隙系數=0.2，分度圓壓力角=20（等于嚙合角） 。4 4、滑移齒輪變速傳動中每對齒輪幾何尺寸及重合度的計算、滑移齒輪變速傳動中每對齒輪幾何尺寸及重合度的計算4.1 滑移齒輪 5 和齒輪 6序號項目代號計算公式及計算結果齒輪 527271齒數齒輪 677772模數2 23壓力角20204齒頂高系數1 15頂隙系數0.250.256標準中心距 = = ( ()/2=104)/2=1047實際中心距1041048嚙

20、合角20)coscos(aaacr9變位系數齒輪 50.310.31齒輪 6-0.31-0.31齒輪 52.62mm2.62mm10齒頂高齒輪 61.38mm1.38mm齒輪 51.880mm1.880mm11齒根高齒輪 63.120mm3.120mm齒輪 554.000mm54.000mm12分度圓直徑齒輪 6154.000mm154.000mm齒頂圓直徑齒輪 559.24mm59.24mm13齒輪 6156.760mm156.760mm齒輪 550.240mm50.240mm14齒根圓直徑齒輪 6147.760mm147.760mm齒輪 531.0631.0615齒頂圓壓力角齒輪 622.

21、6022.6016重合度 /2=1.665/2=1.6654.2 滑移齒輪 7 和齒輪 8序號項目代號計算公式及計算結果齒輪 722221齒數齒輪 882822模數2 23壓力角20204齒頂高系數1 15頂隙系數0.250.256標準中心距 = = ( ()/2=104)/2=1047實際中心距1041048嚙合角20)arccos(aa齒輪 70.40.49變位系數齒輪 8-0.4-0.4齒輪 72.800mm2.800mm10齒頂高齒輪 81.200mm1.200mm齒輪 71.700mm1.700mm11齒根高齒輪 83.300mm3.300mm齒輪 744.000mm44.000mm

22、12分度圓直徑齒輪 8164.000mm164.000mm齒頂圓直徑齒輪 749.6mm49.6mm13齒輪 8166.4mm166.4mm齒輪 740.600mm40.600mm14齒根圓直徑齒輪 8157.400mm157.400mm15齒頂圓壓力角齒輪 733.5333.53齒輪 822.15922.15916重合度 /2=1.611/2=1.6114.3 滑移齒輪 9 和齒輪 10序號項目代號計算公式及計算結果齒輪齒輪 9 917171 1齒數齒數齒輪 1086862模數2 23壓力角20204齒頂高系數1 15頂隙系數0.250.256標準中心距 = = ( ()/2=103)/2=

23、1037實際中心距1041048嚙合角463.21)arccos(aa齒輪 90.4600.4609變位系數齒輪 100.0580.058齒輪 92.884mm2.884mm10齒頂高齒輪 102.08mm2.08mm齒輪 91.58mm1.58mm11齒根高齒輪 102.264mm2.264mm齒輪 934.000mm34.000mm12分度圓直徑齒輪 10172.000mm172.000mm齒頂圓直徑齒輪 939.768mm39.768mm13齒輪 10176.528mm176.528mm齒輪 930.840mm30.840mm14齒根圓直徑齒輪 10167.472mm167.472mm齒

24、輪 936.07236.07215齒頂圓壓力角齒輪 1023.61623.61616重合度 /2=1.510/2=1.5105 5、 定軸齒輪變速傳動中每對齒輪幾何尺寸及重合度的計算定軸齒輪變速傳動中每對齒輪幾何尺寸及重合度的計算5.1 圓柱齒輪 11 與齒輪 12 (齒輪 13 與 14 和齒輪 11 與 12 對應相同)序號項目代號計算公式及計算結果齒輪 1118181齒數齒輪 1234342模數3 33壓力角20204齒頂高系數1 15頂隙系數0.250.256標準中心距 = = ( ()/2=78.000)/2=78.0001211zz 7實際中心距79.500079.50008嚙合角785.22)cos*arccos(aa齒輪 110.3300.3309變位系數齒輪 120.0190.019齒輪 113.942mm3.942mm10齒頂高齒輪 123.012mm3.012mm齒輪 112.760mm2.760mm11齒根高齒輪 123.690mm3.690mm齒輪 1136mm36m