机械原理课程设计——Ice Cream
格，在选择的时候考虑相关影响因素即可达到想要的要求
五、运动分析
5.1整体运动方案结构简图
电动机位置
小结：此方案没有复杂的电路控制，只需电机驱动即可完成全套动作，故障率低，易维修，但因为有四个凸轮而使得成本有所上升。
11
机械原理课程设计——Ice Cream
5.2曲柄滑块机构运动分析
曲柄滑块机构分析参考，具体实际要用的只是一部分，曲柄变为间歇的摆动：
5.2.1位移分析
图1 曲柄滑块机构运动简图
如图1 所示， 设已知该机构的尺寸L1、L2和b 及主动件1 的角位移?1、角速度?1和角加速度?1， 试求连杆2 的角位移?2、角速度?2和角加速度?2及滑块3 的位移S、速度s和加速度1 中四边形OABC 各矢量的方向， 有:
?????????s 。按图
L1ei?1?L2ei?1?s?ib(1)
分别取实部和虚部,并在b前加符号系数N,得：
s?L1cos?1?L2cos?2（2）Nb?L1sin?1L2?2?arcsin
（3）12
机械原理课程设计——Ice Cream
式中， 当偏距b 位于y 轴的正方向时，N=1 ， 反之N=－1 。
5.2.2 速度分析
将式（1） 对时间求导， 得
L1?1?iei?1+L2?2?iei?2?s?由此解得
s????1?L1sin??1??2?cos?2L1cos?1L2cos?2?4?
?5?
?2????1?6?5.2.3 加速度分析
将式（4） 对时间求导， 得
L1?1??iei?1?L1?1?2ei?1?L2?2??iei?2?L2?2?2ei?2?s??L1[?1??sin??1??2??cos??1??2?]?L2?1?2s?????8?cos?2L1?1?sin?1?L1?1??cos?1?L2?1sin?2???2??9??L2cos?222?7?由此解得
5.2.4曲柄滑块机构的速度仿真
已知： 曲柄滑块机构中， 曲柄长r2?36mm, 连杆长r3?140mm,
曲柄的角速度?2 =185rad/s 。曲柄滑块具有一个自由度， 仿真以
?2为输入来计算?3和r1?.
13
机械原理课程设计——Ice Cream
图2 曲柄滑块运动简图
建立如图所示的封闭矢量图，则曲柄滑块的闭环矢量方程为
r2?r3?r1?10?
将此方程分别分解到x 轴和y 轴坐标轴上， 得到
r2cos?2?rcos?3?r1?11?
r2sin?2?r3sin?3?0将上式对时间求导， 有
?r2w2sin?2?r3w3sin?3?r1??12?
r2w2cos?2+r3w3cos?3?0其中：r1?是r1大小的变化率， 方程（12）写成矩阵形式为
?r3sin?3??rcos?3?31??w3???r2w2sin?2??13? ??????0???r1????r2w2cos?2?2已知条件：曲柄的初始角加速度?2?10rad/s， 其他条件同上。将
式（13 ） 对时间求导， 写成矩阵形式：
?r3sin?31???3???r2w22cos?2?r2?2sin?2?r3w32cos?3???14? ??rcos?0???????223?3???r1????r2w2sin?2?r2?2cos?2?r3w3sin?3?14
机械原理课程设计——Ice Cream
1）计算曲柄长度和连杆长度H=50mm2L?P?R??300?50?mm?250mmR?2)计算机构尺度参数影响因素，即滑块位移函数h(R,L)关于曲柄长度R和连杆长度L的偏导数。由于滑块销心P点的位移函数Lhj?R(1?cos?j?sin2?j?j?1。，，2。???，360。?2R则关于曲柄长度R和连杆长度L的偏导数为?h?1?cos?j?R2?hsin?lj ??L2
Matlab建模分析（源程序见附录）：
15