机械原理曲柄滑块_设计曲柄摇杆机构例题及解析

机械原理曲柄滑块_设计曲柄摇杆机构例题及解析曲柄滑块结构设计_曲柄滑块圆盘设计

机械设计——曲柄滑块

一、零件

1、主动杆

在这里插入图片描述

草图:

草图1:大圆直径20mm,两圆圆心之距60mm,连接线50mm,一边绘制小圆直径8mm。

草图2:在凸台面上无圆孔一端绘制小圆直径8mm。

特征:

凸台拉伸3:拉伸草图1,给定深度3mm。(圆孔用于配合圆盘)

凸台拉伸4:拉伸草图2,等距1.5mm,两侧堆成9mm。(用于配合连杆和圆盘)

2、连杆

在这里插入图片描述

草图:

草图1:大圆直径20mm,两圆圆心之距300mm,连接线290mm,一边绘制小圆直径8mm。

草图2:在凸台面上无圆孔一端绘制小圆直径8mm。

特征:

凸台拉伸3:拉伸草图1,一定深度3mm。(圆孔用于配合主动杆)

凸台拉伸4:拉伸草图2,给定深度10mm(用于配合滑块)

3、圆盘

在这里插入图片描述

草图

草图1:大圆直径150mm,圆弧槽口宽度12mm,弧度60度,圆弧半径59—61mm,圆周阵列3个。

草图2:圆盘中心圆直径8mm。

草图3:圆孔直径8mm。

特征:

凸台拉伸1:拉伸草图1,给定深度10mm。

凸台拉伸2:拉伸草图2,给定深度3mm。(配合主动杆)

切除拉伸1:切除草图3,完全贯穿。(配合主动杆)

4、滑块

在这里插入图片描述

草图

草图1:长为100mm,宽为50mm的矩形。

草图2:滑块中心位置圆,直径8mm。

特征

凸台拉伸1:拉伸草图1,给定深度50mm。

切除拉伸1:切除草图2,完全贯穿。

5、轨道

在这里插入图片描述

草图

草图1:长为300mm,宽为60mm的矩形。

草图2:绘制与长方体上、下、左三个方向相距20mm的矩形。

在轨道高度1/2处建立基准面1,并绘制与原点水平方向相距360mm的轴线。(配合圆盘)

特征

凸台拉伸1:拉伸草图1,给定深度90mm。

切除拉伸1:切除草图2,完全贯穿。

二、装配体

在这里插入图片描述

先导入轨道,固定轨道在原点,再依次导入其他零件。

配合

重合1:连杆与滑块面重合;

同心1:连杆凸台与滑块圆孔同心;

同心2:圆盘圆孔与主动杆凸台同心;

重合2:主动杆与圆盘面重合;

同心4:主动杆圆孔与圆盘凸台同心;

同心5:主动杆凸台与连杆圆孔同心;

重合3:连杆与主动杆面重合;

重合4:滑块与轨道侧面重合;

重合5:滑块与轨道地面重合;

重合6:圆盘原点与轴线重合。

三、动画及Motion分析

动画

0s时间线将相机视图调整到前视,放置旋转马达在圆盘上,方向逆时针,速度20 rad/s = 20*30/pi RPM,然后计算运动算例。

曲柄滑块

Motion分析

选择结果与图解,类别-位移/速度/加速度,子类别-分别选取线性位移、线性速度、线性加速度,结果分量为X分量,选取滑块某一面,然后生成图解。

线性位移
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线性速度

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线性加速度

在这里插入图片描述

四、编程计算绘图

将solidwork生成的图解导出csv文件,用matlab读取csv文件,将数据取出,用plot函数绘制滑块的实际参数曲线。根据课本给出的公式,绘制滑块的理论参数曲线。

代码

r = 60; % 主动件杆长

l = 300; % 连杆长度

w = 20; % 角速度

theta = 0:pi/100:4*pi;

size = [100, 200, 1400, 400];

s1 = r*cos(theta)+l*(1-(r*sin(theta)/l).^2).^0.5;

v1 = -r*w*(sin(theta)+0.5*(r/l)*sin(2*theta)/(l-(r*sin(theta)/l).^2).^0.5);

a1 = -r*w.^2*(cos(theta)+r*(l.^2*(1-2*cos(theta))-r.^2*sin(theta).^4)/(l.^2-(r*sin(theta)).^2).^1.5);

s2 = csvread('滑块位移曲线.csv', 2, 0);

v2 = csvread('滑块速度曲线.csv',2, 0);

a2 = csvread('滑块加速度曲线.csv', 2, 0);

 

figure('name','滑块参数曲线');

set(figure(1),'position',size);

 

subplot(1, 3, 1);

yyaxis left;

plot(theta/pi*180, s1, '--r');

ylabel('理论位移s/mm');

yyaxis right;

plot(s2(:, 1)*20/pi*180, s2(:, 2), '-b');

ylim([140, 260]);

xlabel('曲柄转角\theta/(°)');

ylabel('实际位移s/mm');

xlim([0, 720]);

x_new = linspace(0, 720, 9);

xticks(x_new);

title('滑块位移曲线');

legend('理论滑块位移','实际滑块位移');

grid on;

% figure(2);

subplot(1, 3, 2);

plot(theta/pi*180, v1/1000, '--r');

hold on;

plot(v2(:, 1)*20/pi*180,v2(:, 2)/1000, '-b');

xlabel('曲柄转角\theta/(°)');

ylabel('滑块速度v/(m/s)');

xlim([0, 720]);

x_new = linspace(0, 720, 9);

xticks(x_new);

title('滑块的速度曲线');

legend('理论滑块速度','实际滑块速度');

grid on;

% figure(3);

subplot(1, 3, 3);

plot(theta/pi*180, a1/1e6, '--r');

hold on;

plot(a2(:, 1)*20/pi*180, a2(:, 2)/1e6, '-b');

xlabel('曲柄转角\theta/(°)');

ylabel('滑块加速度a/(m/s^2)');

xlim([0, 720]);

x_new = linspace(0, 720, 9);

xticks(x_new);

title('滑块的加速度曲线');

legend('理论滑块加速度','实际滑块加速度');

grid on;

曲线图

在这里插入图片描述

今天的文章机械原理曲柄滑块_设计曲柄摇杆机构例题及解析分享到此就结束了,感谢您的阅读。

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