机械原理课程设计书.doc

上海交通大学机械原理课程 设计说明书 设计题目: 飞剪机构设计 学院： 机械与动力工程学院 学生姓名： 高狄 蒋益西 潘佩媛 汪致远 学号： 5100209119 5100209316 5090309005 5100209116 指导教师： 浦耿强老师 目 录 课程设计的目的…………………………………………………1 设计题目与要求…………………………………………………2 2.1 课程设计题目……………………………………………………2 2.2 课程设计要求……………………………………………………3 机构和质心位移方程……………………………………………4 3.1 坐标系的建立……………………………………………………4 3.2 机构位移方程……………………………………………………4 3.3 质心位移方程……………………………………………………4 机构的速度和加速度方程………………………………………5 4.1 机构的速度方程…………………………………………………5 4.2 机构的加速度方程………………………………………………5 机构的静力学分析………………………………………………6 5.1 杆件的受力分析图………………………………………………6 5.2 机构的静力平衡方程……………………………………………7 机构的动力学分析………………………………………………9 机构惯性力平衡条件……………………………………………11 机构的运动特性曲线……………………………………………12 心得体会…………………………………………………………18 参考文献…………………………………………………………19 附录………………………………………………………………20 1． 课程设计的目的 通过机械原理课程设计，使同学掌握机构的位置、速度、加速度、静力学、动力学、惯性力平衡等方法，并能借助计算机实现机构的性能分析和该机构的运动仿真演示。从而了解机构的性能和特性。通过课程设计使学生综合运用机械设计基础课程及有关先修课程的知识，起到巩固、深化、融会贯通及扩展有关机械设计方面知识的作用，树立正确的设计思想。通过课程设计的实践，培养学生分析和解决工程实际问题的能力，使学生掌握机械零件、机械传动装置或简单机械的一般设计方法和步骤。提高学生的有关设计能力，如计算能力、绘图能力以及计算机辅助设计（CAD）（SolidWorks）能力等，使学生熟悉设计资料（手册、图册等）的使用，掌握经验估算等机械设计的基本技能。2. 设计题目与要求 2.1课程设计题目： （13）已知图示飞剪机构中各个构件的尺寸参数、质量、转动惯量、外载荷以及输入构件以匀速运动。 2.2课程设计要求： 1、根据机械原理课程设计选题，选定固定坐标系，用复数向量方法建立机构的位移方程以及各构件的质心位移方程； 2、在机构位移方程基础上，建立机构的速度、加速度方程以及各构件的质心的加速度方程； 3、在已知外力和运动分析的基础上，建立机构的静力学方程（不考虑惯性影响），即求出机构中各构件铰链的受力和输入构件的驱动力（矩）； 4、在已知外力和运动分析基础上，建立考虑惯性和加速度影响的机构动力学方程，即求出考虑惯性时机构中各构件铰链的受力和输入构件的驱动力（矩）； 5、为了使机构实现惯性力完全平衡，用复数向量方法建立该机构的惯性力完全平衡条件。 6、在上述理论分析基础上，利用计算机编程计算并绘出机构随输入运动的输出运动位移、速度、加速度曲线；分别计算并绘出机构在不计惯性和考虑惯性时各构件铰链的受力和输入力（或矩）的曲线。 7、在计算机上，设计软件实现该机构的运动仿真演示。 3. 机构和质心位移方程 3.1 坐标系的建立 如图所示建立坐标系:其中为第i个杆件与x轴的夹角，以逆时针方向为正方向。 3.2机构位移方程 利用复数向量法建立机构的位移方程： 3.3质心位移方程 利用复数向量法建立各杆件质心的位移方程： 4. 机构的速度和加速度方程 4.1机构的速度方程： 对机构的位移方程求一次导，得到机构的速度方程。 4.2机构的加速度方程： 对机构的速度方程求一次导，即是对机构的位移方程求两次导，得到机构的加速度方程。 5. 机构的静力学分析 5.1 杆件的受力分析图 R1杆： R2杆：