偏心轮夹紧机构
在夹具的各种夹紧机构中，以斜楔、螺旋、偏心、铰链机构以及由它们组合而成的夹紧装置应用最为普遍。
一、斜楔夹紧机构
1．夹紧力计算
图3-10夹紧受力图
由上面受力图可知，斜楔静力平衡条件为：
F1＋FRX ＝FQ
其中：F1＝FW tanφ1 ； FRX＝FW tan(α＋φ2)代入上式计算得：
式中：FW 斜楔对工件夹紧力
α 斜楔升角
FQ 原始作用力
φ1 斜楔与工件之间的摩擦角
φ2 斜楔与夹具体之间的摩擦角
2．增力比计算
增力比iF＝夹紧力／原始作用力
如果不考虑摩擦影响理想增力比（即忽略摩擦角）：
3．夹紧行程比计算
图3-11 夹紧受力
工件所要求的夹紧行程h与斜楔相应移动的距离s之比成为行程比iS。由上图可知：夹紧行程＝工件被夹紧行程h/斜楔移动距离S
4．自锁条件
图3-12自锁受力
上图为原始作用力FQ停止作用后斜楔的受力情况。斜楔楔入后，原始力去除，斜楔体自锁条件为F1>FRX
FW tanφ1> FW tan(α-φ2)
φ1> α-φ2或α〈φ1 ＋φ2
因此自锁条件是斜楔升角小于斜楔与工件、与夹具体之间的摩擦角之和，钢件：f＝0.1～0.15摩擦角φ＝5°43′～8°30′，故α<10°～17°
5．升角α的选择
手动夹紧α＝6°～8°，机动夹紧α≤12°，不需要自锁α＝15°～30°
6．结构设计
包括：手动夹紧机构、气动或液压夹紧、斜楔与压板与螺旋等组合结构。
斜楔夹紧机构的计算见下表
二、螺旋夹紧机构
螺旋夹紧机构在生产中使用极为普遍。螺旋夹紧机构结构简单、夹紧行程大，特别是它具有增
力大、自锁性能好两大特点，其许多元件都已标准化，很适用于手动夹紧。它主要有两种典型的结
构形式。
1.单个螺旋夹紧机构
下图a所示为GB/T2161-91六角头压紧螺钉，它是螺钉头部直接压紧工件的一种结构。下图b所示在螺钉头部装上摆动压块，可防止螺钉转动时损伤工件表面或带动工件转动。下图c为用GB/T2149-91球面带肩螺母夹紧结构。
图3-13 单螺旋夹紧
2.螺旋压板夹紧机构
夹紧机构中，结构型式变化最多的是螺旋压板机构。下图中所示为常用的五种典型机构。
图3-14 典型螺旋压板结构
三、偏心夹紧机构
用偏心件直接或间接夹紧工件的机构，称为偏心夹紧机构。偏心件一般有圆偏心和曲线偏心两种类型，圆偏心因结构简单、制造容易而得到广泛的应用。
下图所示为常见的几种圆偏心夹紧机构。圆偏心夹紧机构操作方便、夹紧迅速，缺点是夹紧力和夹紧行程均不大，结构不耐振，自锁可靠性差，故一般适用于夹紧行程及切削负荷较小且平稳的场合。
图3-15偏心夹紧
1.圆偏心轮的应用特性
图3-16偏心轮夹紧特征
上图所示偏心轮直径D，偏心距e。
与斜楔夹紧比较，偏心夹紧主要是圆周上各接触点的升角α不是一个常数。
图3-17 偏心轮升角
如上图知，从任意接触点K分别作与回转中心O、几何中心O1的连线，LOKO1就是K点的升角αK
式中θ——偏心轮回转角度
随着回转角的增大，升角也随之增大，P点处的升角接近最大值，此时OO1连线处于水平位置。
回转焦大于90度以后，升角将随回转角增大而减小，θ=180度时，n点的升角为0度。圆偏心轮升角变化的特性与自锁条件、工作段选择及结构设计等关系极大。
2.圆偏心轮的主要几何参数
（1）自锁条件由于圆偏心轮的弧形楔夹紧与斜楔夹紧的实质相同，因此其自锁条件
（2）若选择1、2之间的弧为工作段（见下图），则夹紧行程
故得:
3.偏心率及结构设计
根据圆偏心轮的自锁条件
D/e之值称为偏心率。D/e值大的自锁性能好，但轮廓尺寸大。当圆偏心轮的外径相同时，偏心率为14的
有较大的偏心距，因而夹紧行程较大，偏心率为20的更能确保自锁，故选择偏心率时，应视具体情况而
定。
偏心夹紧机构
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图3-36(a)所示直径为D，偏心距为e的偏心轮。偏心轮可以看作是一个绕在转轴上的弧形楔(图中径向影线部分)。将偏心轮上起夹紧作用的廓线展开，如图(b)所示，圆偏心实质是一曲线斜楔，夹紧的最大行程为2e，曲线上各点的升角不相等，P点升角最大则夹紧力最小，但P点附近升角变化小，因而夹紧比较稳定。
(1) 圆偏心夹紧的自锁条件：D/e≥14。D/e值叫做偏心轮的偏心特性，表示偏心轮工作的可靠性，此值大，自锁性能好，但结构尺寸也大。
(2) 增力比：i=12~13。
(a) (b)
图3-36 圆偏心夹紧及其圆偏心展开图
(a) 偏心轮夹紧(b) 圆偏心展开图
偏心夹紧的主要优点是操作方便，动作迅速，结构简单，其缺点是工作行程小，自锁性不如螺旋夹紧好，结构不耐振，适用于切削平稳且切削力不大的场合，常用于手动夹紧机构。由于偏心轮带手柄，所以在旋转的夹具上不允许用偏心夹紧机构，以防误操
机械制造工艺学试题及答案(四套全)
一、是非题(10分) 1. 建立尺寸链的“最短原则”是要求组成环的数目最少。 ( √) 2. 圆偏心夹紧机构的自锁能力与其偏心距同直径的比值有关。 ( √) 3. 机械加工中，不完全定位是允许的，欠定位是不允许的。 ( √) 4. 装配精度与零件加工精度有关而与装配方法无关。 ( ×) 5. 细长轴加工后呈纺锤形，产生此误差的主要原因是工艺系统的刚度。( √) 6. 由工件内应力造成的零件加工误差属于随机性误差。 ( √) 7. 采用高速切削能降低表面粗糙度。 ( √) 8. 冷塑性变形使工件表面产生残余拉应力。 ( ×) 9. 精基准选择原则中“基准重合原则”是指工艺基准和设计基准重合。( √) 10.分析工件定位被限制的不定度时，必须考虑各种外力对定位的影响。( √) 二、填空(30分) 1. 为减少误差复映，通常采用的方法有：（提高毛坯制造精度），（提高工艺系统刚度），（多次加工）。 2. 达到装配精度的方法有（互换法），（调整法），（修配法）。 3. 表面质量中机械物理性能的变化包括（加工表面的冷却硬化），（金相组织变化），（残余应力）。 4. 机床主轴的回转误差分为（轴向跳动），（径向跳动），（角度摆动）。 5. 机械加工中获得工件形状精度的方法有（轨迹法），（成型法），
（展成法）。 6. 机床导轨在工件加工表面（法线）方向的直线度误差对加工精度影响大，而在（切线）方向的直线度误差影响小。 8. 夹具对刀元件的作用是确定（刀具）对（工件）的正确加工位置。 9. 应用点图进行误差分析时X和R的波动反映的是（变值性误差的变化）和（随机性误差）的分散程度 。 11.划分工序的主要依据是工作地点是否改变和( 工件是否连续完成)。
曲柄滑块机构的运动分析及应用
机械原理课程机构设计 实验报告 题目：曲柄滑块机构的运动分析及应用 小组成员与学号：泽陆(11071182) 柯宇 (11071177) 熊宇飞(11071174) 保开 (11071183) 班级： 110717 2013年6月10日
摘要 (3) 曲柄滑块机构简介 (4) 曲柄滑块机构定义 (4) 曲柄滑块机构的特性及应用 (4) 曲柄滑块机构的分类 (8) 偏心轮机构简介 (9) 曲柄滑块的动力学特性 (10) 曲柄滑块的运动学特性 (11) 曲柄滑块机构运行中的振动与平衡 (14) 参考文献 (15) 组员分工 (15)
摘要 本文着重介绍了曲柄滑块机构的结构，分类，用途，并进行了曲柄滑块机构的动力学和运动学分析，曲柄滑块机构的运动学特性分析，得出了机构压力表达式，曲柄滑块机构的运动特性分析，得出了滑块的位移、速度和加速度的运动表达式。最后，对曲柄滑块机构运动中振动、平衡稳定性等进行了总结。 关键字：曲柄滑块动力与运动分析振动与平稳性 ABSTRACT The paper describes the composition of planar linkage, focusing on the structure, classification, use of a slider-crank mechanism and making the dynamic and kinematic analysis, kinematics characteristics of the crank slider mechanism analysis for a slider-crank mechanism, on one hand , we obtain the drive pressure of the slider-crank mechanism ,on the other hand,we obtain the expression of displacement, velocity and acceleration of movement. Finally, the movement of the vibration and balance stability of the crank slider mechanism are summarized.
曲柄滑块机构运动分析
曲柄滑块机构运动分析 一、相关参数 在图1所示的曲柄滑块机构中，已知各构件的尺寸分别为mm l 1001=,mm l 3002=,s rad /101=ω,试确定连杆2和滑块3的位移、速度和加速度，并绘制出运动线图。 图1 曲柄滑块机构 二、数学模型的建立 1、位置分析 为了对机构进行运动分析，将各构件表示为矢量，可写出各杆矢所构成的封闭矢量方程。 将各矢量分别向X 轴和Y 轴进行投影，得 0sin sin cos cos 22112211=+=+θθθθl l S l l C (1) 由式（1）得 2、速度分析 将式（1）对时间t 求导，得速度关系 C v l l l l =--=+222111222111sin sin 0 cos cos θωθωθωθω （2） 将（2）式用矩阵形式来表示，如下所示 ??? ???-=??? ?????? ???-1111122222cos sin . 0 cos 1 sin θθωωθθl l v l l C （3） 3、加速度分析 将（2）对时间t 求导，得加速度关系 三、计算程序 1、主程序 %1.输入已知数据 clear; l1=; l2=; e=0; hd=pi/180; du=180/pi; omega1=10; alpha1=0;
%2.曲柄滑块机构运动计算 for n1=1:721 theta1(n1)=(n1-1)*hd; %调用函数slider_crank计算曲柄滑块机构位移、速度、加速度 [theta2(n1),s3(n1),omega2(n1),v3(n1),alpha2(n1),a3(n1)]=slider_crank(theta1(n1),omega1,alpha1,l1,l2,e); end figure(1); n1=0:720; subplot(2,3,1) plot(n1,theta2*du); title('连杆转角位移线图'); xlabel('曲柄转角\theta_1/\circ'); ylabel('连杆角位移/\circ'); grid on subplot(2,3,2) plot(n1,omega2); title('连杆角速度运动线图'); xlabel('曲柄转角\theta_1/\circ'); ylabel('连杆角速度/rad\cdots^{-1}'); grid on subplot(2,3,3) plot(n1,alpha2); title('连杆角加速度运动线图'); xlabel('曲柄转角\theta_1/\circ'); ylabel('连杆角加速度/rad\cdots^{-2}'); grid on subplot(2,3,4) plot(n1,s3); title('滑块位移线图'); xlabel('曲柄转角\theta_1/\circ'); ylabel('滑块位移/\m'); grid on
工件定位与夹紧
第3章工件定位与夹紧 一．简答题： 3-1．工件在夹具中定位、夹紧的任务是什么？ 定位：把工件装好，就是在机床上使工件相对于刀具及机床有正确的位上加工置。工件只有在这个位置上接受加工，才能保证被加工表面达到所要求的各项技术教育要求。 夹紧：把工件夹牢，就是指定位好的工件，在加工过程中不会受切削力、离心力、冲击、振动等外力的影响而变动位置。 3-2．一批工件在夹具中定位的目的是什么？它与一个工件在加工时的定位有何不同？ 3-3．何谓重得定位与欠定位？重复定位在哪些情况下不允许出现？欠定位产生的后果是什么？ 欠定位：按照加工要求应该限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位。欠定位是不允许的。因为欠定位保证不了加工要求。 重复定位：工件的一个或几个自由度被不同的定位元件重复限制的定位称为过定位。当过定位导致工件或定位元件变形，影响加工精度时，应该严禁采用。但当过定位并不影响加工精度，反而对提高加工精度有利时，也可以采用。 3-4．辅助支承起什么作用？使用应注意什么问题？ 生产中，由于工件形状以及夹紧力、切削力、工件重力等原因可能使工件在定位后还产生变形或定位不稳定。常需要设置辅助支承。辅助支承是用来提高工件的支承刚度和稳定性的，起辅助作用，决不允许破坏主要支承的主要定位作用。 各种辅助支承在每次卸下工件后，必须松开，装上工件后再调整和锁紧。 由于采用辅助支承会使夹具结构复杂，操作时间增加，因此当定位基准面精度较高，允许重复定位时，往往用增加固定支承的方法增加支承刚度 3-5．选择定位基准时，应遵循哪些原则？ 定位时据以确定工件在夹具中位置的点、线、面称为定位基准。 定位基准有粗基准和精基准之分。零件开始加工时，所有的面均未加工，只能以毛坯面作定位基准，这种以毛坯面为定位基准的，称为粗基准，以后的加工，必须以加工过的表面做定位基准，以加工过表面为定位基准的称精基准。 在加工中，首先使用的是粗基准，但在选样定位基准时，为了保证零件的加工精度，首先考虑的是选择精基准，精基准选定以后，再考虑合理地选择粗基准。 3-6．夹紧装置设计的基本要求是什么？确定夹紧力的方向和作用点的原则有哪些？ 夹紧机构应满足下面要求： 1. 夹紧过程中，必须保证定位准确可靠，而不破坏原有的定位。 2. 夹紧力的大小要可靠、适应，既要保证工件在整个加工过程中位置稳定不变、振动小，又要使工件不产生过大的夹紧变形。 3. 夹紧装置的自动化和复杂程度应与生产类型相适应，在保证生产效率的前提下，其结构要力求简单，工艺性好，便于制造和维修。 4. 夹紧装置应具有良好的自锁性能，以保证在源动力波动或消失后，仍能保持夹紧状态。 5. 夹紧装置的操作应当方便、安全、省力。 1. 夹紧力方向的确定原则 夹紧力的作用方向不仅影响加工精度，而且还影响夹紧的实际效果。具体应考虑如下几
机械制造工艺学试题及答案
一、是非题 (10分) 1. 建立尺寸链的“最短原则”是要求组成环的数目最少。 ( √ ) 2. 圆偏心夹紧机构的自锁能力与其偏心距同直径的比值有关。 ( √ ) 3. 机械加工中，不完全定位是允许的，欠定位是不允许的。 ( √ ) 4. 装配精度与零件加工精度有关而与装配方法无关。 ( × ) 5. 细长轴加工后呈纺锤形，产生此误差的主要原因是工艺系统的刚度。( √ ) 6. 由工件内应力造成的零件加工误差属于随机性误差。 ( √ ) 7. 采用高速切削能降低表面粗糙度。 ( √ ) 8. 冷塑性变形使工件表面产生残余拉应力。 ( × ) 9. 精基准选择原则中“基准重合原则”是指工艺基准和设计基准重合。( √ ) 10.分析工件定位被限制的不定度时，必须考虑各种外力对定位的影响。( √ ) 二、填空 (30分) 1. 为减少误差复映，通常采用的方法有：（提高毛坯制造精度），（提高工艺系统刚度），（多次加工）。 2. 达到装配精度的方法有（互换法），（调整法），（修配法）。 3. 表面质量中机械物理性能的变化包括（加工表面的冷却硬化），（金相组织变化），（残余应力）。 4. 机床主轴的回转误差分为（轴向跳动），（径向跳动），（角度摆动）。 5. 机械加工中获得工件形状精度的方法有（轨迹法），（成型法），
（展成法）。 6. 机床导轨在工件加工表面（法线）方向的直线度误差对加工精度影响大，而在（切线）方向的直线度误差影响小。 8. 夹具对刀元件的作用是确定（刀具）对（工件）的正确加工位置。 9. 应用点图进行误差分析时和R的波动反映的是（变值性误差的变化）和（随机性误差）的分散程度 。 11.划分工序的主要依据是工作地点是否改变和( 工件是否连续完成 )。
偏心轮夹紧机构
在夹具的各种夹紧机构中，以斜楔、螺旋、偏心、铰链机构以及由它们组合而成的夹紧装置应用最为普遍。 一、斜楔夹紧机构 1．夹紧力计算 图3-10夹紧受力图 由上面受力图可知，斜楔静力平衡条件为： F1＋FRX ＝FQ
其中：F1＝FW tanφ1 ； FRX＝FW tan(α＋φ2)代入上式计算得： 式中：FW 斜楔对工件夹紧力 α 斜楔升角 FQ 原始作用力 φ1 斜楔与工件之间的摩擦角 φ2 斜楔与夹具体之间的摩擦角 2．增力比计算 增力比iF＝夹紧力／原始作用力 如果不考虑摩擦影响理想增力比（即忽略摩擦角）： 3．夹紧行程比计算
图3-11 夹紧受力 工件所要求的夹紧行程h与斜楔相应移动的距离s之比成为行程比iS。由上图可知：夹紧行程＝工件被夹紧行程h/斜楔移动距离S 4．自锁条件
图3-12自锁受力 上图为原始作用力FQ停止作用后斜楔的受力情况。斜楔楔入后，原始力去除，斜楔体自锁条件为F1>FRX FW tanφ1> FW tan(α-φ2) φ1> α-φ2或α〈φ1 ＋φ2 因此自锁条件是斜楔升角小于斜楔与工件、与夹具体之间的摩擦角之和，钢件：f＝0.1～0.15摩擦角φ＝5°43′～8°30′，故α<10°～17° 5．升角α的选择 手动夹紧α＝6°～8°，机动夹紧α≤12°，不需要自锁α＝15°～30° 6．结构设计 包括：手动夹紧机构、气动或液压夹紧、斜楔与压板与螺旋等组合结构。
斜楔夹紧机构的计算见下表 二、螺旋夹紧机构 螺旋夹紧机构在生产中使用极为普遍。螺旋夹紧机构结构简单、夹紧行程大，特别是它具有增
曲柄滑块机构的运动分析及应用修订版
曲柄滑块机构的运动分析及应用修订版 IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】
机械原理课程机构设计 实验报告 题目：曲柄滑块机构的运动分析及应用 小组成员与学号：刘泽陆(11071182) 陈柯宇 (11071177) 熊宇飞(11071174) 张保开 (11071183) 班级： 110717 2013年6月10日 摘要 (3) 曲柄滑块机构简介 (4) 曲柄滑块机构定义 (4) 曲柄滑块机构的特性及应用 (4) 曲柄滑块机构的分类 (8) 偏心轮机构简介 (9)
曲柄滑块的动力学特性 (10) 曲柄滑块的运动学特性 (11) 曲柄滑块机构运行中的振动与平衡 (14) 参考文献 (15) 组员分工 (15) 摘要 本文着重介绍了曲柄滑块机构的结构，分类，用途，并进行了曲柄滑块机构的动力学和运动学分析，曲柄滑块机构的运动学特性分析，得出了机构压力表达式，曲柄滑块机构的运动特性分析，得出了滑块的位移、速度和加速度的运动表达式。最后，对曲柄滑块机构运动中振动、平衡稳定性等进行了总结。 关键字：曲柄滑块动力与运动分析振动与平稳性 ABSTRACT The paper describes the composition of planar linkage, focusing on the structure, classification, use of a slider-crank mechanism and making the dynamic and kinematic analysis, kinematics characteristics of the crank slider mechanism analysis for a slider-crank mechanism, on one hand , we obtain the drive pressure of the slider-crank mechanism ,on the other hand,we obtain the expression of displacement, velocity and acceleration of movement. Finally, the movement of the vibration and balance stability of the crank slider mechanism are summarized.
机械制造工艺学选择与判断题
一、是非题(10分) 1.只增加定位的刚度和稳定性的支承为可调支承。（×） 2.机械加工中，不完全定位是允许的，而欠定位则不允许。（√） 3.一面双销定位中，菱形销长轴方向应垂直于双销连心线。（√） 4.装配精度要求不高时，可采用完全互换法。（×） 5.车削细长轴时，工件外圆中间粗两头细，产生此误差的主要原因是工艺系统刚度差。 （√） 6.机床的热变形造成的零件加工误差属于随机性误差。（×） 7.机床的传动链误差是产生误差复映现象的根本原因。（×） 8.工序集中则使用的设备数量少，生产准备工作量小。（×） 9.工序余量是指加工内、外圆时加工前后的直径差。（×） 10.工艺过程包括生产过程和辅助过程两个部分。（×） 二、填空(30分) 1.机械加工中，加工阶段划分为（粗加工）、（半精加工）、（精加工）、（光整加工）。 2.达到装配精度的方法有（互换法）、（调整法）、（修配法）。 3.加工精度包括（尺寸）、（形状）、（位置）三方面的内容。 4.定位误差由两部分组成，其基准不重合误差是由（定位基准）与（工序基准）不重合造成的，它的大小等于（两基准间尺寸）的公差值。 5.圆偏心夹紧机构中，偏心轮的自锁条件是（ e D) 20 ~ 14 ( ），其中各符号的意义是（D为圆偏 心盘的直径；e为偏心量）。 6.机床主轴的回转误差分为（轴向跳动）、（径向跳动）、（角度摆动）。 7.机械加工中获得工件形状精度的方法有（轨迹法）、（成型法）、（展成法）等几种。 8.机床导轨在工件加工表面（法线）方向的直线度误差对加工精度影响大，而在（切线）方向的直线度误差对加工精度影响小。 9.选择精基准应遵循以下四个原则，分别是：（基准重合）、（基准统一）、（互为基准）、（自为基准）。 10.夹具对刀元件的作用是确定（刀具）对（工件）的正确位置。 11.划分工序的主要依据是( 工作地点不变)和工作是否连续完成。 1.辅助支承起定位作用，而可调支承不起定位作用。（×） 2.菱形销用在一面双销定位中，消除了垂直于连心线方向上的过定位。（√） 3.毛坯误差造成的工件加工误差属于变值系统性误差。（×） 4.装配精度与装配方法无关，取决于零件的加工精度。（×） 5.夹紧力的作用点应远离加工部位，以防止夹紧变形。（×） 6.斜楔夹紧机构的自锁能力只取决于斜角，而与长度无关。（√） 7.粗基准定位时，一般正在加工的表面就是零件的精基准。（×） 8.过盈心轴定位一般用于精加工，此时可保证工件内外圆的同轴度，且可利用过盈量传递扭矩。（√）
曲柄滑块机构运动分析
曲柄滑块机构运动分析 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
曲柄滑块机构运动分析 一、相关参数 在图1所示的曲柄滑块机构中，已知各构件的尺寸分别为 mm l 1001=,mm l 3002=,s rad /101=ω,试确定连杆2和滑块3的位移、速度和加速度，并绘制出运动线图。 图1 曲柄滑块机构 二、数学模型的建立 1、位置分析 为了对机构进行运动分析，将各构件表示为矢量，可写出各杆矢所构成的封闭矢量方程。 将各矢量分别向X 轴和Y 轴进行投影，得 0sin sin cos cos 22112211=+=+θθθθl l S l l C (1) 由式（1）得 2、速度分析 将式（1）对时间t 求导，得速度关系 C v l l l l =--=+222111222111sin sin 0 cos cos θωθωθωθω （2） 将（2）式用矩阵形式来表示，如下所示 ??????-=????????????-11 11122222cos sin . 0 cos 1 sin θθωωθθl l v l l C （3） 3、加速度分析 将（2）对时间t 求导，得加速度关系 三、计算程序 1、主程序 %1.输入已知数据 clear;
l1=; l2=; e=0; hd=pi/180; du=180/pi; omega1=10; alpha1=0; %2.曲柄滑块机构运动计算 for n1=1:721 theta1(n1)=(n1-1)*hd; %调用函数slider_crank计算曲柄滑块机构位移、速度、加速度 [theta2(n1),s3(n1),omega2(n1),v3(n1),alpha2(n1),a3(n1)]=slider_crank(theta1(n1),omega1,alpha1 ,l1,l2,e); end figure(1); n1=0:720; subplot(2,3,1) plot(n1,theta2*du); title('连杆转角位移线图'); xlabel('曲柄转角\theta_1/\circ'); ylabel('连杆角位移/\circ'); grid on subplot(2,3,2) plot(n1,omega2); title('连杆角速度运动线图'); xlabel('曲柄转角\theta_1/\circ'); ylabel('连杆角速度/rad\cdots^{-1}'); grid on
曲柄滑块机构的运动分析及应用精编WORD版
曲柄滑块机构的运动分析及应用精编W O R D 版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
机械原理课程机构设计 实验报告 题目：曲柄滑块机构的运动分析及应用 小组成员与学号：刘泽陆(11071182) 陈柯宇 (11071177) 熊宇飞(11071174) 张保开 (11071183) 班级： 110717 2013年6月10日 摘要 (3) 曲柄滑块机构简介 (4) 曲柄滑块机构定义 (4) 曲柄滑块机构的特性及应用 (4) 曲柄滑块机构的分类 (8) 偏心轮机构简介 (9) 曲柄滑块的动力学特性 (10)
曲柄滑块的运动学特性 (11) 曲柄滑块机构运行中的振动与平衡 (14) 参考文献 (15) 组员分工 (15) 摘要 本文着重介绍了曲柄滑块机构的结构，分类，用途，并进行了曲柄滑块机构的动力学和运动学分析，曲柄滑块机构的运动学特性分析，得出了机构压力表达式，曲柄滑块机构的运动特性分析，得出了滑块的位移、速度和加速度的运动表达式。最后，对曲柄滑块机构运动中振动、平衡稳定性等进行了总结。 关键字：曲柄滑块动力与运动分析振动与平稳性 ABSTRACT The paper describes the composition of planar linkage, focusing on the structure, classification, use of a slider-crank mechanism and making the dynamic and kinematic analysis, kinematics characteristics of the crank slider mechanism analysis for a slider-crank mechanism, on one hand , we obtain the drive pressure of the slider-crank mechanism ,on the other hand,we obtain the expression of displacement, velocity and acceleration of movement. Finally, the movement of the vibration and balance stability of the crank slider mechanism are summarized.
几种夹具设计常用机构
几种夹具设计常用机构
我们在组装车间手工装配线经常可以看到一些常用的机构的应用。通过使用这些机构，来实现零件的定位、夹紧以及装配，最终达到工艺装配要求。 下面简述几种常见的机构，并以实际使用的各种工艺装置作简单说明。 按夹具的使用功能分三种类型进行介绍。 1定位夹紧机构 在继电器零部件组装时，往往需要将夹具的定位型腔打开，便于快速取放零件。零件放置到位后，定位夹紧机构快速对零部件进行精确定位和夹紧，为随后的装配动作提供定位保证。 1）偏心轮 偏心轮夹紧机构是一种快速动作的夹紧机构，一般 采用手柄进行操作。结构简单，制造容易。如图（一） 所示，扳动手柄，带动滑块左右移动，从而实现夹紧。 因需要员工手工扳动手柄进行夹紧，增加员工劳动强 度。所以，这种结构已逐渐由其他方式替代。 图（一）偏心夹紧机构 2）螺旋机构 螺旋机构是利用转动螺旋副实现夹紧压块的移动，来实现夹紧功能。 图（二）是左右螺旋机构的集合使用。 转动手轮，带动丝杠（左右旋）转动，左右 夹紧块平行移动，可以确保零件定位夹紧的 同心位置。这种机构夹紧动作慢，辅助时间 长，工作效率较低，使用场合有局限性。 应用实例：通用搅胶装置 磁路铆接强度检测夹具图（二）螺旋机构
3）杠杆机构 杠杆机构在工艺装置夹具中广泛得到应用。可以实现零件定位夹紧、增力放大、受力方向的转换等。 图（三）利用杠杆的摆动位置对继电器底座进行定位夹紧，夹紧的力度由弹簧决定，可根据需要进行调整。夹具在装配工位时处于夹紧状态，确保零件的定位夹紧。完成装配动作后，夹具返回，利用工装的斜面接触杠杆的末端，使杠杆绕支点转动，夹具的夹紧功能得到释放，故而松开底座，方便零件的取放。这种夹紧结构非常适合在工装中使用。 图（三）杠杆夹紧机构 4）平面四杆机构 图（四）为四杆机构的一个应用实例。 使用操作时，按下手柄，利用机构的 运动特点，左右夹块会按要求左右滑 动，将夹具打开。放入工件后，松开 手柄，夹具在拉簧的作用下复位（拉 簧未画出），实现工件的夹紧。 这种夹具适用于单件的手工操作，可 实现快速装夹。 应用实例：通用检测夹具图（四）四杆机构 2增力放大机构 在工装夹具中，受安装尺寸限制，经常需要用到放大机构，利用杠杆原理来实现
机械制造工艺学试题及答案(四套全)
一、是非题（10分） 1.建立尺寸链的“最短原则”是要求组成环的数目最少。 （V ） 2.圆偏心夹紧机构的自锁能力与其偏心距同直径的比值有关。 （V ） 3.机械加工中，不完全定位是允许的，欠定位是不允许的。 （V ） 4.装配精度与零件加工精度有关而与装配方法无关。 （X ） 5.细长轴加工后呈纺锤形，产生此误差的主要原因是工艺系统的刚度。（V ） 6.由工件内应力造成的零件加工误差属于随机性误差。 （V ） 7.采用高速切削能降低表面粗糙度。 （V ） 8.冷塑性变形使工件表面产生残余拉应力。 （X ） 9.精基准选择原则中“基准重合原则”是指工艺基准和设计基准重合。（V ） 10.分析工件定位被限制的不定度时，必须考虑各种外力对定位的影响。（V ） 二、填空（30分） 1.为减少误差复映，通常采用的方法有：（提高毛坯制造精度），（提高工艺系统刚度），（多次加工）。 2.达到装配精度的方法有（互换法），（调整法），（修配法）。 3.表而质量中机械物理性能的变化包括（加工表面的冷却硬化），（金相组织变化），（残余应力）。 4.机床主轴的回转误差分为（轴向跳动），（径向跳动），（角度摆动）。
5.机械加工中获得工件形状精度的方法有（轨迹法），（成型法），（展成法）。 6.机床导轨在工件加工表而（法线）方向的直线度误差对加工精度影响大，而在（切线）方向的直线度误差影响小。 8.夹具对刀元件的作用是确定（刀具）对（工件）的正确加工位置。 9.应用点图进行误差分析时壬和R的波动反映的是（变值性误差的变化）和（随机性误差）的分散程度 O 11.划分工序的主要依据是工作地点是否改变和（工件是否连续完成）。
曲柄滑块机构的定义
曲柄滑块机构的定义 曲柄滑块机构是铰链四杆机构的演化形式,由若干刚性构件用低副(回转副、移动副)联接而成的一种机构。是由曲柄（或曲轴、偏心轮）、连杆滑块通过移动副和转动副组成的机构。 曲柄滑块的特点及应用 常用于将曲柄的回转运动变换为滑块的往复直线运动;或者将滑块的往复直线运动转换为曲柄的回转运动。对曲柄滑块机构进行运动特性分析是当已知各构件尺寸参数、位置参数和原动件运动规律时,研究机构其余构件上各点的轨迹、位移、速度、加速度等,从而评价机构是否满足工作性能要求,机构是否发生运动干涉等。曲柄滑块机构具有运动副为低副,各元件间为面接触,构成低副两元件的几何形状比较简单,加工方便,易于得到较高的制造精度等优点,因而在包括煤矿机械在内的各类机械中得到了广泛的应用，如自动送料机构、冲床、内燃机空气压缩机等。 优点： 1.面接触低副，压强小，便于润滑，磨损轻，寿命长，传递动力大； 2.低副易于加工，可获得较高精度，成本低； 3.杆可较长，可用作实现远距离的操纵控制； 4.可利用连杆实现较复杂的运动规律和运动轨迹。 缺点： 1.低副中存在间隙，精度低； 2.不容易实现精确复杂的运动规律。 凸轮滑块机构的定义 凸轮机构是由凸轮，从动件和机架三个基本构件组成高副结构。凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。 与凸轮轮廓接触，并传递动力和实现预定的运动规律的构件，一般做往复直线运动或摆动，称为从动件。
凸轮滑块的特点及应用 .优点： 1.能够实现精确的运动规律； 2.设计较简单。 缺点：1.承载能力低,行程短； 2.凸轮轮廓加工困难。 丝杠螺母机构的定义 丝杠螺母机构又称螺旋传动机构。它主要用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动。有以传递能量为主的(如螺旋压力机、千斤顶等)；也有以传递运动为主的如机床工作台的进给丝杠)；还有调整零件之问相对位置的螺旋传动机构等。 丝杠螺母的特点及应用 优点： 1.结构简单，支撑稳定。 2.制动装置由于滚珠丝杠副的传动效率高，又无自锁能力。 缺点： 1.传动形式需要限制螺母的转动，故需导向装置 2.但其轴向尺寸不宜太长，否则刚性较差。因此只适用于行程较小的场合。 齿轮 齿轮齿条机构的定义 齿轮齿条传动是将齿轮的回转运动转变为往复直线运动，或将齿条的往复直线运动转变为齿轮的回转运动。
机械制造工艺学试题与答案(四套全)
一、是非题(10 分) 1. 建立尺寸链的“最短原则”是要求组成环的数目最少。 ( √) 2. 圆偏心夹紧机构的自锁能力与其偏心距同直径的比值有关。 ( √) 3. 机械加工中，不完全定位是允许的，欠定位是不允许的。 ( √) 4. 装配精度与零件加工精度有关而与装配方法无关。 ( ×) 5. 细长轴加工后呈纺锤形，产生此误差的主要原因是工艺系统的刚度。 ( √) 6. 由工件内应力造成的零件加工误差属于随机性误差。 ( √) 7. 采用高速切削能降低表面粗糙度。 ( √) 8. 冷塑性变形使工件表面产生残余拉应力。 ( ×) 9. 精基准选择原则中“基准重合原则”是指工艺基准和设计基准重合。 ( √) 10.分析工件定位被限制的不定度时，必须考虑各种外力对定位的影响。 ( √) 二、填空(30 分) 1. 为减少误差复映，通常采用的方法有：（提高毛坯制造精度），（提高工艺系统刚度），（多次加工）。 2. 达到装配精度的方法有（互换法），（调整法），（修配法）。 3. 表面质量中机械物理性能的变化包括（加工表面的冷却硬化），（金相组织变化），（残余应力）。 4. 机床主轴的回转误差分为（轴向跳动），（径向跳动），（角度摆动）。 5. 机械加工中获得工件形状精度的方法有（轨迹法），（成型法），
（展成法）。 6. 机床导轨在工件加工表面（法线）方向的直线度误差对加工精度影响大，而在（切线）方向的直线度误差影响小。 6. 夹具对刀元件的作用是确定（刀具）对（工件）的正确加工位置。 7. 应用点图进行误差分析时X 和R 的波动反映的是（变值性误差的变化）和（随机性误差）的分散程度 。 11.划分工序的主要依据是工作地点是否改变和( 工件是否连续完成)。
《机床夹具设计》期末考试试卷答案
2009—2010学年第二学期《机床夹具设计》期末考试试卷A 卷答 案 一、 填空题：(每空2分，共 计30分) 1、工件六个自由度完全限制称为完全定位，按加工要求应限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位，夹具上的两个或两个以上的定位元件重复约束同一个自由度的现象，称为过定位。 2、夹紧机构被称为基本夹紧机构的有斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构和偏心轮夹紧机构。 3、工件在夹具中造成定位误差的原因为基准位移误差和基准不重合误差两种。 4、工件的装夹指的是工件的定位和夹紧。 5、斜楔自锁条件是： 21Φ+Φ<α手动夹紧机构一般取α=6度~8度。 6、夹紧装置主要由动力源装置、传力机构、夹紧元件三部分组成。 二、 判断题：(每题1分，共 计10分) 1、零件在加工工艺过程中采用的基准称为工艺基准。（√） 2、在零件图上，用以表达相关 尺寸的基准称为设计基准。（×） 3、欠定位在实际生产中是允许出现的（×） 4、辅助支撑可以提高工件的装 5、定位误差是由于夹具定位元件制造不准确所造成的加工误差（×） 6、夹具装夹广泛应用于各种生产类型（√） 7、组合夹具特别适用于新产品的试制（√） 8、专用夹具是专为某一工件的某道工序的加工而设计制造的夹具（√） 9、圆偏心轮夹紧机构，夹紧行程大、自锁可靠性强。（×） 10、螺旋夹紧机构，夹紧可靠， 自锁性能好，夹紧力和夹紧行程大。（√） 三、多项选择（每题2分共20分） 1、造成定位误差的原因是：（ac ）。 a 、定位基准与工序基准不 姓名 ----------------------------- 班级 -----------------------学 号
matlab曲柄滑块机构的运动学仿真
《系统仿真与matlab》综合试题 题目：曲柄滑块机构的运动学仿真 编号：______________ 21 _____________ 难度系数：___________________________ 姓名______________________ 班级_________________ 学号__________________ 联系方式______________ 成绩________________________________
《系统仿真与matlab 》综合试题 (1) 一、引言........................................................ 3. 二、运动学分析 (3) 1、实例题目 (3) 2、运动分析 (3) 三、M ATLAB程序编写 (5) 四、使用指南和实例仿真 (8) 五、结语 10
亠、引言 曲柄滑块机构是指用曲柄和滑块来实现转动和移动相互转换的平面连杆机构，也称曲柄连杆机构。曲柄滑块机构广泛应用于往复活塞式发动机、压缩机、冲床等的主机构中，把往复移动转换为不整周或整周的回转运动；压缩机、冲床以曲柄为主动件，把整周转动转换为往复移动。这里使用运动学知识，对其运动进行解析，并用MATL AE为其设计仿真模块。 1、运动学分析 1、实例题目 对图示单缸四冲程发动机中常见的曲柄滑块机构进行运动学仿真。已知连杆长度：D 0.1m , r3 0.4m，连杆的转速：2 2 , 3 3 , 设曲柄r2以匀速旋转，2 50r/s。初始条件：2 3 0。仿真以2为 输入，计算3和A，仿真时间0.5 s。 2、运动分析 建立封闭矢量方程: r2+r3=r1 (9)
平面连杆机构及其方案与分析
第二章平面连杆机构及其设计与分析 §2-1 概述 平面连杆机构<全低副机构）:若干刚性构件由平面低副联结而成的机构。 优点： （1）低副，面接触，压强小，磨损少。 （2）结构简单，易加工制造。 （3）运动多样性，应用广泛。 曲柄滑块机构：转动－移动 曲柄摇杆机构：转动－摆动 双曲柄机构：转动－转动 双摇杆机构：摆动－摆动 （4）杆状构件可延伸到较远的地方工作<机械手） （5）能起增力作用<压力机） 缺点： <1）主动件匀速，从动件速度变化大，加速度大，惯性力大，运动副动反力增加，机械振动，宜于低速。 <2）在某些条件下，设计困难。 §2-2平面连杆机构的基本结构与分类 一、平面连杆机构的基本运动学结构 铰链四杆机构的基本结构 1．铰链四杆机构 所有运动副全为回转副的四杆机构。 BC－连杆 AB、CD－连架杆 连架杆：整周回转－曲柄 往复摆动－摇杆 2．三种基本型式
（1）曲柄摇杆机构 定义：两连架杆一为曲柄，另一为摇杆的铰链四杆机构。 特点：、 0～360°, 、＜360° 应用：鳄式破碎机缝纫机踏板机构揉面机 （2）双曲柄机构 定义：两连架杆均作整周转动的铰链四杆机构。 由来：将曲柄摇杆机构中曲柄固定为机架而得。 应用特例：双平行四边形机构 一、是非题（10 分） 1. 建立尺寸链的“最短原则”是要求组成环的数目最少。 （v ） 2. 圆偏心夹紧机构的自锁能力与其偏心距同直径的比值有关。 （v） 3. 机械加工中，不完全定位是允许的，欠定位是不允许的。 （v） 4. 装配精度与零件加工精度有关而与装配方法无关。 （X ） 5. 细长轴加工后呈纺锤形，产生此误差的主要原因是工艺系统的刚度。（v） 6. 由工件内应力造成的零件加工误差属于随机性误差。 （v） 7. 采用高速切削能降低表面粗糙度。 （v） 8. 冷塑性变形使工件表面产生残余拉应力。 （X ） 9. 精基准选择原则中“基准重合原则”是指工艺基准和设计基准重合。（v） 10. 分析工件定位被限制的不定度时，必须考虑各种外力对定位的影响。（v） 二、填空（30 分） 1. 为减少误差复映，通常采用的方法有：（提高毛坯制造精度），（提高工艺系统刚度），（多次加工）。 2. 达到装配精度的方法有（互换法），（调整法），（修配法）。 3. 表面质量中机械物理性能的变化包括（加工表面的冷却硬化），（金 相组织变化），（残余应力）。 4. 机床主轴的回转误差分为（轴向跳动），（径向跳动），（角度摆动）。 5. 机械加工中获得工件形状精度的方法有（轨迹法），（成型法），（展成法）。 6. 机床导轨在工件加工表面（法线）方向的直线度误差对加工精度影响大，而在（切线）方向的直线度误差影响小。 8. 夹具对刀元件的作用是确定（刀具）对（工件）的正确加工位置。 9. 应用点图进行误差分析时X和R的波动反映的是（变值性误差的变化）和（随机性误差）的分散程度 。 11. 划分工序的主要依据是工作地点是否改变和（工件是否连续完成）。 ****** 曲柄滑块机构的运动学分析 *******' SC=input(' 输入滑块行程的均值(mm) SC = '); P=input(' 输入曲柄轴心至滑销最远距离(mm) P = '); E=input(' 输入机构偏心距的均值(mm) E = '); RL=input(' 输入曲柄与连杆长度比的均值 RL = '); DR=input(' 输入曲柄长度偏差(mm) DR = '); DL=input(' 输入连杆长度偏差(mm) DL = '); DE=input(' 输入机构偏心距偏差(mm) DE = '); N=input(' 输入曲柄转速(r/min) N = '); L=sqrt((P-SC)^2-E^2)/(1-RL); fprintf(1,' 连杆长度的均值(mm) L = %3.6f \n',L) R=RL*L; fprintf(1,' 曲柄长度的均值(mm) R = %3.6f \n',R) CR=DR/3;CL=DL/3;CE=DE/3; EL=E/L; fprintf(1,' 偏心距与连杆长度比的均值(mm) EL = %3.6f \n',EL) fprintf(1,' 曲柄长度的标准离差(mm) CR = %3.6f \n',CR) fprintf(1,' 连杆长度的标准离差(mm) CR = %3.6f \n',CL) fprintf(1,' 偏心距的标准离差(mm) CE = %3.6f \n',CE) W=pi*N/30; fprintf(1,' 曲柄的角速度(mm) W = %3.6f \n',W) CRL=sqrt((R*CL)^2+(L*CR)^2)/L^2; fprintf(1,' 曲柄与连杆长度比的标准离差 CRL = %3.6f \n',CRL) CEL=sqrt((E*CL)^2+(L*CE)^2)/L^2; fprintf(1,' 偏心距与连杆长度比的标准离差 CEL = %3.6f \n',CEL) theta=0:10:360; hd=theta.*pi/180; % 计算滑块位移、速度、加速度的均值 S=R.*(1-cos(hd)-EL.*sin(hd)+0.5.*RL.*sin(hd).^2); V=R.*W.*(sin(hd)-EL.*cos(hd)+0.5.*RL.*sin(2.*hd)); A=R.*W^2.*(cos(hd)+EL.*sin(hd)+RL.*cos(2.*hd)); figure(1); subplot(1,3,1); plot(theta,S,'r') title('\bf \mus 线图') m a t l a b曲柄连杆机构 分析 clear;clc; n=750;l=0.975;R=0.0381;h=0.2;omiga=n.*pi/30;tmax=2.*pi/omiga; t=0:0.001:tmax; %计算曲柄转一圈的总t值 alpha1=atan((h+R.*sin(omiga.*t))./sqrt(l.*l-(h+R.*sin(omiga.*t))))+pi; alpha1p=-(R.*omiga.*cos(omiga.*t))./(l.*cos(alpha1)); vb=-R.*omiga.*sin(omiga.*t)+R.*omiga.*cos(omiga.*t).*tan(alpha1); ab=-R.*omiga.^2.*cos(omiga.*t)- (R.*omiga.*cos(omiga.*t)).^2./(l.*(cos(alpha1)).^3) -R.*omiga.^2.*sin(omiga.*t).*tan(alpha1); subplot(1,2,1);plot(t,vb);title('曲柄滑块机构的滑块v-t图'); xlabel('时间t(曲柄旋转一周)');ylabel('滑块速度v');grid on; subplot(1,2,2);plot(t,ab);title('曲柄滑块机构的滑块a-t图'); xlabel('时间t(曲柄旋转一周)');ylabel('滑块加速度a');grid on; %下面黄金分割法求滑块的速度与加速度最大值 epsilon=input('根据曲线初始区间已确定，请输入计算精度epsilon(如输入 0.001):'); a=0;b=0.04; %初始区间 n1=0; %n1用于计算次数 a1=b-0.618*(b-a);y1=-R.*omiga.*sin(omiga.*a1) +R.*omiga.*cos(omiga.*a1).*tan(alpha1); a2=a+0.618*(b-a);y2=-R.*omiga.*sin(omiga.*a2) +R.*omiga.*cos(omiga.*a2).*tan(alpha1); while abs(a-b)>=epsilon if y1<=y2机械制造工艺学试题及答案(四套全)
曲柄滑块机构的运动学分析
matlab曲柄连杆机构分析讲课讲稿