1、機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)號: 姓名: 班級: 成績:同組實(shí)驗(yàn)同學(xué): 實(shí)驗(yàn)日期: 指導(dǎo)教師:1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 學(xué)習(xí)在ADAMS軟件平臺(tái)上建立擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的參數(shù)化仿真模型,并對該機(jī)構(gòu)模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)分析和機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)2. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)是一種應(yīng)用十分廣泛的典型機(jī)構(gòu),如下圖所示該機(jī)構(gòu)工作時(shí),曲柄為原動(dòng)件,勻速轉(zhuǎn)動(dòng),滑塊2為執(zhí)行構(gòu)件,做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)滑塊2從左向右運(yùn)動(dòng)時(shí)稱為工作行程,此時(shí)要求速度較低并且均勻;滑塊2從右向左運(yùn)動(dòng)時(shí)稱為空回行程,此時(shí)要求速度較高,以提高工作效率為此,該機(jī)構(gòu)應(yīng)具有急回特性另外,滑塊2在工作行程中,受到阻力FP的作用,而在空回行程中則不受阻力作用已知:曲柄的轉(zhuǎn)速

2、為n(r/min),各構(gòu)件的尺寸質(zhì)心位置和質(zhì)量;導(dǎo)桿繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JS及阻力FP的變化規(guī)律;滑塊2的導(dǎo)路位于導(dǎo)桿端點(diǎn)B所做圓弧高的平分線上要求:建立擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)尺寸的數(shù)學(xué)模型;建立擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的參數(shù)化仿真模型;對機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真分析;對機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究和優(yōu)化設(shè)計(jì)3. 實(shí)驗(yàn)參數(shù):方案號導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析n/(r/min)lP1P2/mmlP1P6/mmlP2P3/mm/mmm導(dǎo)桿/kgm滑塊2/kgFPmax/NJS導(dǎo)桿/kgm21603801105400.25207070001.1其中,lP3P9=lP2P3,曲柄滑塊2和連桿的質(zhì)量均為0,導(dǎo)桿質(zhì)心點(diǎn)位于0

3、.5lP2P3處4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果;(1) 機(jī)構(gòu)在左極限位置時(shí),在直角坐標(biāo)系下的建模過程,即機(jī)構(gòu)各點(diǎn)的坐標(biāo)表達(dá)式設(shè)計(jì)點(diǎn)Loc_XLoc_YLoc_ZPOINT_10.00.020.0POINT_20.0DV_M_P2_Y0.0POINT_3DV_M_P3_XDV_M_P3_Y0.0POINT_4DV_M_P4_XDV_M_P4_Y0.0POINT_5DV_M_P5_XDV_M_P5_Y0.0POINT_6DV_M_P6_XDV_M_P6_Y20.0POINT_7DV_M_P7_XDV_M_P7_Y0.0POINT_8DV_M_P8_XDV_M_P8_Y0.0POINT_9DV_M_P9_XDV_M

4、_P9_Y0.0POINT_10DV_M_P9_X + 30DV_M_P9_Y-10.0(2)滑塊2質(zhì)心點(diǎn)的位移速度和加速度曲線(3)導(dǎo)桿的角速度和角加速度曲線(4)阻力曲線各轉(zhuǎn)動(dòng)副的受力曲線和曲柄上的平衡力矩曲線機(jī)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果報(bào)告5. 思考題: (1)擺動(dòng)導(dǎo)桿有沒有急回特性?如果有,所設(shè)計(jì)方案中其行程速度變化系數(shù)k為多少? 答:有,且k=(180+)/(180-),根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù),得=2*=2*arcsin(11/38)= 33.65,故k=1.460(2)對擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)化建模的步驟是什么? 答:1.建立設(shè)計(jì)變量:即建立設(shè)計(jì)初始參數(shù)和建立設(shè)計(jì)變量;2.建立設(shè)計(jì)點(diǎn):在Point Table

5、上創(chuàng)建設(shè)計(jì)點(diǎn)及其數(shù)值或表達(dá)式;3.創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)件:對于本模型,有滑塊1導(dǎo)桿曲柄滑塊2和連桿;4.創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)副:即創(chuàng)建相應(yīng)位置的轉(zhuǎn)動(dòng)副或移動(dòng)副;5.給機(jī)構(gòu)施加驅(qū)動(dòng):在相應(yīng)位置加驅(qū)動(dòng)力;6.機(jī)構(gòu)仿真:觀察其運(yùn)動(dòng)情況;7.細(xì)化機(jī)構(gòu)仿真模型:即修改質(zhì)心位置慣性參數(shù)加力力的參數(shù)化等(3)在對擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)前,為什么要進(jìn)行設(shè)計(jì)研究?答:當(dāng)需要迅速獲得一個(gè)經(jīng)過改善的模型,即在對擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)前,它應(yīng)滿足機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)提出的各種要求和所有的必須動(dòng)作,在滿足一定的設(shè)計(jì)條件下,要對一些變量進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的研究,從中找出一種方案使機(jī)構(gòu)中各鉸鏈點(diǎn)的支反力達(dá)到最小值故進(jìn)行設(shè)計(jì)研究很有必要(4)試舉擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)在工程實(shí)際中23個(gè)應(yīng)用案例 答:1. M6的低頻振動(dòng)攻絲工作臺(tái)用擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)近似替代低頻振動(dòng)攻絲機(jī)中的簡諧扭振機(jī)構(gòu),對近似替代的可能性和可行性進(jìn)行了分析得出結(jié)論:當(dāng)曲柄長度與機(jī)架長度之比小于0.1時(shí),擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)可以足夠精確地輸出正弦函數(shù)給出了該機(jī)構(gòu)在攻螺紋直徑為 M6的低頻振動(dòng)攻絲工作臺(tái)中的應(yīng)用實(shí)例2. 小袋包裝機(jī)針對我國國內(nèi)全自動(dòng)計(jì)量杯式小袋包裝機(jī)上傳動(dòng)系統(tǒng)的不足,提出了搖塊式擺動(dòng)導(dǎo)桿滑槽間歇機(jī)