第六章-平面连杆机构CAD-1-杆组法课件.ppt

1、第五章第五章 平面连杆机构运动分析与机构运动模拟平面连杆机构运动分析与机构运动模拟一、运动分析的目的和基本方法一、运动分析的目的和基本方法机构的运动分析：机构的运动分析：根据给定的原动件运动规律，求出机构中其它构根据给定的原动件运动规律，求出机构中其它构件的运动，即求出各构件的位置、速度、加速度，或角位置、角速件的运动，即求出各构件的位置、速度、加速度，或角位置、角速度、角加速度等运动参数。度、角加速度等运动参数。目的：目的：研究评价机构的运动及动力性能，或求出某些构件上特定点研究评价机构的运动及动力性能，或求出某些构件上特定点的运动轨迹，以确定机构的行程或外形尺寸。的运动轨迹，以确定机构的行

2、程或外形尺寸。机构运动分析的基本方法：机构运动分析的基本方法：约束法：约束法：视机构为质点系，各运动副之间以杆长为约束建立非线性视机构为质点系，各运动副之间以杆长为约束建立非线性方程组，求解位置、速度和加速度的方法。方程组，求解位置、速度和加速度的方法。杆组法：杆组法：机构可视为有机构可视为有级机构和若干基本杆组组成，级机构和若干基本杆组组成， 给定给定级机级机构运动规律后，机构中各基点的运动是确定，杆组法是一种从构运动规律后，机构中各基点的运动是确定，杆组法是一种从级级机构开始，通过逐次求解各基本杆组来完成机构运动分析的方法。机构开始，通过逐次求解各基本杆组来完成机构运动分析的方法。一、机构

3、和杆组的基本知识一、机构和杆组的基本知识1. 平面连杆机构的自由度与构件数、运动副数的关系：平面连杆机构的自由度与构件数、运动副数的关系：HLPPnF23其中：F连杆机构的自由度n连杆机构的活动构件数LP连杆机构低副的数目（低副指两构件通过面接触而构成的运动副，引入两个约束）HP连杆机构高副的数目（高副指两构件通过点或线接触而构成的运动副，引入一个约束）对于由低副组成的平面连杆机构，其自由度满足：对于由低副组成的平面连杆机构，其自由度满足：LPnF23 如果机构的主动件都以低副与机架连接，则主动件的自由度为一，如果机构的主动件都以低副与机架连接，则主动件的自由度为一，且机构的自由度数等于主动件

4、个数时，机构具有确定的运动。且机构的自由度数等于主动件个数时，机构具有确定的运动。机构拆除原动件后余下构件组的自由度数应为零。这种机构可视为机构拆除原动件后余下构件组的自由度数应为零。这种机构可视为原动件及自由度为零的构件组和机架组成。原动件及自由度为零的构件组和机架组成。2. 级机构级机构：原动件与机架组成的机构称为：原动件与机架组成的机构称为级机构级机构3. 基本杆组基本杆组（阿苏尔杆组）（阿苏尔杆组）最简单、不可再分、自由度为零的最简单、不可再分、自由度为零的构件组称为基本杆组。构件组称为基本杆组。通过低副连接的 基本杆组应满足的条件：023LPnFLPn23 级基本杆组级基本杆组2个活

5、动构件3个低副组成的基本杆组。级基本杆组级基本杆组4个活动构件6个低副组成，其中包含一个三副构件的基本杆组。级基本杆组级基本杆组4个活动构件6个低副组成，其中包含两个三副构件的基本杆组。常见杆组的结构类型常见杆组的结构类型级基本杆组级基本杆组2个活动构件3个低副组成的基本杆组。RRRRRPRPRPRPPPR级基本杆组级基本杆组4个活动构件6个低副组成，其中包含一个三副构件的基本杆组。级基本杆组级基本杆组4个活动构件6个低副组成，其中包含两个三副构件的基本杆组。4. 平面连杆机构的分解平面连杆机构的分解（1）画出机构简图。（2）计算机构自由度F，并标记原动件。（3）从机构远离原动件处试拆一个基本

6、杆组，检验其余部分是否仍为一个自由度为F的机构。（4）继续从余下的简单机构中试拆一个基本杆组，直至剩下F个主动件为至。平面连杆机构分解例：平面连杆机构分解例：（1）对运动副和构件编号，计算自由度F=1，标记主动件AB。（2）拆掉和构件组成的RRP杆组EF。（3）拆掉和构件组成的RRR杆组BCD。（5）所有杆组都是级杆组，故为级机构。HLPPnF23杆组法的基本思想：杆组法的基本思想：根据机构组成原理，机构由级机构和基本杆组组成，当给定一级机构运动规律后，机构中各基本杆组的运动是确定的、可解的。因此，机构的运动分析可从级机构开始，通过逐次求解各基本杆组来完成。BCDEAF二、杆组运动分析二、杆组

7、运动分析1. 同一构件上点的运动分析同一构件上点的运动分析ABArBrllrrABsincoslyylxxABAB已知：已知：A点的运动规律。点的运动规律。求：求：B点的运动规律。点的运动规律。位置：位置：cossinlydtyylxdtdxxAABAAB速度：速度：cossinsincos222222 llydtydyllxdtxdxAABAAB加速度：加速度：2. RRR杆组运动分析杆组运动分析已知：已知：BByxB,DDyxD,BClCDl求：求：12CCyxC,（1）位置分析）位置分析DCDBCBCLrLrr2121sinsincoscosDCDBCBCDCDBCBClylyylxlx

8、xBDDCBCLLLsincossincoscoscos2121DBDCBCDBDCBCllllll2222cos2DBDCDBDCBClllllDBlBDBDxxyyarctg先分析两个位置角先分析两个位置角OBCDBCLBrCrDrDCL12xy2222cos2DBDCDBDCBClllll令：令：DBDCDBDCBClllllC2cos2222121211sinCS112CStgsinsinsincoscoscos2121DBDCBCDBDCBCllllllcoscossinsin221DBDCDBDClllltg2的取值根据的取值根据S1和和C1的正负号情况具体分析确定的正负号情况具体

9、分析确定OBCDBCLBrCrDrDCL1201S机构的工作位置机构的工作位置01S机构的工作位置机构的工作位置RRR杆组位置分析应注意的问题：杆组位置分析应注意的问题：OBCDBCLBrCrDrDCL12为保证机构存在，所给已知条件应满足如下机构装配条件，并在计算中随时验算：BCDCDBlllBCDCDBlll S1取正负号与机构两种可能的工作位置有关， S1取“+”时BCD顺时针排列； S1取“-”时BCD逆时针排列。运动分析时应根据机构实际的工作状态指明杆组处于哪种工作位置。 如下两种状态出现时，机构运动具有不确定性，应注意避免。BCDCDBlllBCDCDBlll速度分析速度分析212

10、1sinsincoscosDCDBCBCDCDBCBClylyylxlxx22112211coscossinsinDCDBCBCDCDBCBClylyylxlxx0coscos0sinsin22112211DCBCBDDCBCBDllyyllxx0022112211CCYSSXvv11121221GYSXCGYSXCvvvv其中：其中：12211SCSCG带入求得带入求得C点点 运动速度运动速度加速度分析加速度分析0coscos0sinsin22112211DCBCBDDCBCBDllyyllxx0sincossincos0cossincossin22222121112222212111 DC

11、DCBCBCBDDCDCBCBCBDllllyyllllxx0022112211 CCYSSXGYSXCGYSXC1121221 其中：其中：222121CCxxXBD 222121SSyyYBD 22112211sinsincoscosDCBCDCBClSlSlClC3. RRP杆组的运动分析杆组的运动分析已知：已知：BClCDlBBBBBByxyxyxB ,KKKKKKyxyxyxK ,222, 求：求：CCCCCCyxyxyxC ,221221cossinsinsincoscosCDKBCBCCDKBCBClSylyylSxlxx位置分析：位置分析：BCCDllG21sin22cossi

12、nKBKByyxxG令：令：BCCDllGS211sin212111cosSC21其中：其中：11CStg 221221cossinsinsincoscosCDKBCBCCDKBCBClSylyylSxlxx代入下式可求代入下式可求得得S和点和点C位置位置2222sincoscossinCDKCCDKClyylxxSBCCDllGS211sin保证机构存在的条件如下：保证机构存在的条件如下：BCCDllG滑块滑块D的位移方程为：的位移方程为：22sincosSyySxxKDKD代入下式可求得点代入下式可求得点D位移位移BCCDllGS211sin212111cosSC速度分析速度分析22122

13、1cossinsinsincoscosCDKBCBCCDKBCBClSylyylSxlxx一阶求导，解方程一阶求导，解方程3423212113222211sincoscossinGGSGlGGSGlSGGCDBC21421321sin,cos,GGyyGxxGKBKB1111cossinBCBCBCBClyylxx222222cossinsincosSSyySSxxKDKD点点C运动速度运动速度点点D运动速度运动速度加速度分析加速度分析221221cossinsinsincoscosCDKBCBCCDKBCBClSylyylSxlxx二阶求导，解方程二阶求导，解方程22234224242211

14、61532142222262512sincos2cossin SlGGlGSGSlGGSGllGlSSGGCDCDBCBCBCCDKBKByyGxxG 65,其中：其中：1211112111sincoscossin BCBCBCBCBCBCllyyllxx三、杆组法运动分析与模拟三、杆组法运动分析与模拟基本步骤：基本步骤：1. 划分基本杆组划分基本杆组 该六杆机构由该六杆机构由级机构级机构AB、一个、一个RRR级杆组级杆组BCD和一个和一个RRP 级杆组级杆组CE组成组成2. 确定分析步骤确定分析步骤（1）由同一构件上点的运动分析模块求出曲柄）由同一构件上点的运动分析模块求出曲柄lAB上点上点

15、B的位置、的位置、速度、加速度；速度、加速度；（2）调用）调用RRR 级杆组运动分析模块，分析级杆组运动分析模块，分析BCD 级杆组；级杆组；已知：已知：BBBBBByxyxyxB ,DDDDDDyxyxyxD ,求：求：CCCCCCyxyxyxC ,DCBCDCBCDCBC ,（3）调用）调用RRP 级杆组运动分析模块，分析级杆组运动分析模块，分析CE 级杆组；级杆组；已知：已知：CCCCCCyxyxyxC ,和导路运动。和导路运动。求：求：EEEEEEyxyxyxE ,ACDEB3. 画出程序框图画出程序框图开始开始机构赋值：机构赋值：t=0调用同一构件上点的运动分析模块计算调用同一构件上

16、点的运动分析模块计算B点运动参数点运动参数调用调用RRR运动分析模块计算运动分析模块计算C点运动参数和点运动参数和BC ，CD 调用调用RRP运动分析模块计算运动分析模块计算E点运动参数和点运动参数和CE t=t+tt360模拟运动分析模拟运动分析结束结束YN4. 编制程序并调试运行，进行模拟运动分析编制程序并调试运行，进行模拟运动分析作业：分别用杆组法和矢量三角形法对如图所示机构进行运动分析。作业：分别用杆组法和矢量三角形法对如图所示机构进行运动分析。要求：写出分析步骤，并注明每一步骤中的已知参数和待求参数。要求：写出分析步骤，并注明每一步骤中的已知参数和待求参数。用杆组法分析要求画出程序框

17、图。用杆组法分析要求画出程序框图。CBDAOEF其中：其中：OA为原动杆，各杆长度均已知。为原动杆，各杆长度均已知。11醉翁亭记 1反复朗读并背诵课文，培养文言语感。2结合注释疏通文义，了解文本内容，掌握文本写作思路。3把握文章的艺术特色，理解虚词在文中的作用。4体会作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、导入新课范仲淹因参与改革被贬，于庆历六年写下岳阳楼记，寄托自己“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的政治理想。实际上，这次改革，受到贬谪的除了范仲淹和滕子京之外，还有范仲淹改革的另一位支持者北宋大文学家、史学家欧阳修。他于庆历五年被贬谪到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期间，欧阳修在滁

18、州留下了不逊于岳阳楼记的千古名篇醉翁亭记。接下来就让我们一起来学习这篇课文吧！【教学提示】结合前文教学，有利于学生把握本文写作背景，进而加深学生对作品含义的理解。二、教学新课目标导学一：认识作者，了解作品背景作者简介：欧阳修(10071072)，字永叔，自号醉翁，晚年又号“六一居士”。吉州永丰(今属江西)人，因吉州原属庐陵郡，因此他又以“庐陵欧阳修”自居。谥号文忠，世称欧阳文忠公。北宋政治家、文学家、史学家，与韩愈、柳宗元、王安石、苏洵、苏轼、苏辙、曾巩合称“唐宋八大家”。后人又将其与韩愈、柳宗元和苏轼合称“千古文章四大家”。关于“醉翁”与“六一居士”：初谪滁山，自号醉翁。既老而衰且病，将退休

19、于颍水之上，则又更号六一居士。客有问曰：“六一何谓也？”居士曰：“吾家藏书一万卷，集录三代以来金石遗文一千卷，有琴一张，有棋一局，而常置酒一壶。”客曰：“是为五一尔，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于此五物之间，岂不为六一乎？”写作背景：宋仁宗庆历五年(1045年)，参知政事范仲淹等人遭谗离职，欧阳修上书替他们分辩，被贬到滁州做了两年知州。到任以后，他内心抑郁，但还能发挥“宽简而不扰”的作风，取得了某些政绩。醉翁亭记就是在这个时期写就的。目标导学二：朗读文章，通文顺字1初读文章，结合工具书梳理文章字词。2朗读文章，划分文章节奏，标出节奏划分有疑难的语句。节奏划分示例环滁/皆山也。其/西南诸峰，林

20、壑/尤美，望之/蔚然而深秀者，琅琊也。山行/六七里，渐闻/水声潺潺，而泻出于/两峰之间者，酿泉也。峰回/路转，有亭/翼然临于泉上者，醉翁亭也。作亭者/谁？山之僧/曰/智仙也。名之者/谁？太守/自谓也。太守与客来饮/于此，饮少/辄醉，而/年又最高，故/自号曰/醉翁也。醉翁之意/不在酒，在乎/山水之间也。山水之乐，得之心/而寓之酒也。节奏划分思考“山行/六七里”为什么不能划分为“山/行六七里”？明确：“山行”意指“沿着山路走”，“山行”是个状中短语，不能将其割裂。“望之/蔚然而深秀者”为什么不能划分为“望之蔚然/而深秀者”？明确：“蔚然而深秀”是两个并列的词，不宜割裂，“望之”是总起词语，故应从其

21、后断句。【教学提示】引导学生在反复朗读的过程中划分朗读节奏，在划分节奏的过程中感知文意。对于部分结构复杂的句子，教师可做适当的讲解引导。目标导学三：结合注释，翻译训练1学生结合课下注释和工具书自行疏通文义，并画出不解之处。【教学提示】节奏划分与明确文意相辅相成，若能以节奏划分引导学生明确文意最好；若学生理解有限，亦可在解读文意后把握节奏划分。2以四人小组为单位，组内互助解疑，并尝试用“直译”与“意译”两种方法译读文章。3教师选择疑难句或值得翻译的句子，请学生用两种翻译方法进行翻译。翻译示例：若夫日出而林霏开，云归而岩穴暝，晦明变化者，山间之朝暮也。野芳发而幽香，佳木秀而繁阴，风霜高洁，水落而石

22、出者，山间之四时也。直译法：那太阳一出来，树林里的雾气散开，云雾聚拢，山谷就显得昏暗了，朝则自暗而明，暮则自明而暗，或暗或明，变化不一，这是山间早晚的景色。野花开放，有一股清幽的香味，好的树木枝叶繁茂，形成浓郁的绿荫。天高气爽，霜色洁白，泉水浅了，石底露出水面，这是山中四季的景色。意译法：太阳升起，山林里雾气开始消散，烟云聚拢，山谷又开始显得昏暗，清晨自暗而明，薄暮又自明而暗，如此暗明变化的，就是山中的朝暮。春天野花绽开并散发出阵阵幽香，夏日佳树繁茂并形成一片浓荫，秋天风高气爽，霜色洁白，冬日水枯而石底上露，如此，就是山中的四季。【教学提示】翻译有直译与意译两种方式，直译锻炼学生用语的准确性，

23、但可能会降低译文的美感；意译可加强译文的美感，培养学生的翻译兴趣，但可能会降低译文的准确性。因此，需两种翻译方式都做必要引导。全文直译内容见我的积累本。目标导学四：解读文段，把握文本内容1赏析第一段，说说本文是如何引出“醉翁亭”的位置的，作者在此运用了怎样的艺术手法。明确：首先以“环滁皆山也”五字领起，将滁州的地理环境一笔勾出，点出醉翁亭坐落在群山之中，并纵观滁州全貌，鸟瞰群山环抱之景。接着作者将“镜头”全景移向局部，先写“西南诸峰，林壑尤美”，醉翁亭坐落在有最美的林壑的西南诸峰之中，视野集中到最佳处。再写琅琊山“蔚然而深秀”，点山“秀”，照应上文的“美”。又写酿泉，其名字透出了泉与酒的关系，

24、好泉酿好酒，好酒叫人醉。“醉翁亭”的名字便暗中透出，然后引出“醉翁亭”来。作者利用空间变幻的手法，移步换景，由远及近，为我们描绘了一幅幅山水特写。2第二段主要写了什么？它和第一段有什么联系？明确：第二段利用时间推移，抓住朝暮及四季特点，描绘了对比鲜明的晦明变化图及四季风光图，写出了其中的“乐亦无穷”。第二段是第一段“山水之乐”的具体化。3第三段同样是写“乐”，但却是写的游人之乐，作者是如何写游人之乐的？明确：“滁人游”，前呼后应，扶老携幼，自由自在，热闹非凡；“太守宴”，溪深鱼肥，泉香酒洌，美味佳肴，应有尽有；“众宾欢”，投壶下棋，觥筹交错，说说笑笑，无拘无束。如此勾画了游人之乐。4作者为什么

25、要在第三段写游人之乐？明确：写滁人之游，描绘出一幅太平祥和的百姓游乐图。游乐场景映在太守的眼里，便多了一层政治清明的意味。太守在游人之乐中酒酣而醉，此醉是为山水之乐而醉，更是为能与百姓同乐而醉。体现太守与百姓关系融洽，“政通人和”才能有这样的乐。5第四段主要写了什么？明确：写宴会散、众人归的情景。目标导学五：深入解读，把握作者思想感情思考探究：作者以一个“乐”字贯穿全篇，却有两个句子别出深意，不单单是在写乐，而是另有所指，表达出另外一种情绪，请你找出这两个句子，说说这种情绪是什么。明确：醉翁之意不在酒，在乎山水之间也。醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。这种情绪是作者遭贬谪后的抑郁，作者并未在文

26、中袒露胸怀，只含蓄地说：“醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。”此句与醉翁亭的名称、“醉翁之意不在酒，在乎山水之间也”前后呼应，并与“滁人游”“太守宴”“众宾欢”“太守醉”连成一条抒情的线索，曲折地表达了作者内心复杂的思想感情。目标导学六：赏析文本，感受文本艺术特色1在把握作者复杂感情的基础上朗读文本。2反复朗读，请同学说说本文读来有哪些特点，为什么会有这些特点。(1)句法上大量运用骈偶句，并夹有散句，既整齐又富有变化，使文章越发显得音调铿锵，形成一种骈散结合的独特风格。如“野芳发而幽香，佳木秀而繁阴”“朝而往，暮而归，四时之景不同，而乐亦无穷也”。(2)文章多用判断句，层次极其分明，抒情淋漓尽

27、致，“也”“而”的反复运用，形成回环往复的韵律，使读者在诵读中获得美的享受。(3)文章写景优美，又多韵律，使人读来不仅能感受到绘画美，也能感受到韵律美。目标导学七：探索文本虚词，把握文言现象虚词“而”的用法用法文本举例表并列1.蔚然而深秀者；2.溪深而鱼肥；3.泉香而酒洌；4.起坐而喧哗者表递进1.而年又最高；2.得之心而寓之酒也表承接1.渐闻水声潺潺，而泻出于两峰之间者；2.若夫日出而林霏开，云归而岩穴暝；3.野芳发而幽香，佳木秀而繁阴；4.水落而石出者；5.临溪而渔；6.太守归而宾客从也；7.人知从太守游而乐表修饰1.朝而往，暮而归；2.杂然而前陈者表转折1.而不知人之乐；2.而不知太守之

28、乐其乐也虚词“之”的用法用法文本举例表助词“的”1.泻出于两峰之间者；2.醉翁之意不在酒；3.山水之乐；4.山间之朝暮也；5.宴酣之乐位于主谓之间，取消句子独立性而不知太守之乐其乐也表代词1.望之蔚然而深秀者；2.名之者谁(指醉翁亭)；3.得之心而寓之酒也(指山水之乐)【教学提示】更多文言现象请参见我的积累本。三、板书设计路线：环滁琅琊山酿泉醉翁亭风景：朝暮之景四时之景山水之乐(醉景)风俗：滁人游太守宴众宾欢 太守醉宴游之乐(醉人)心情：禽鸟乐人之乐乐其乐与民同乐(醉情) 可取之处重视朗读，有利于培养学生的文言语感，并通过节奏划分引导学生理解文意，突破了仅按注释疏通文义的桎梏，有利于引导学生自主思考；不单纯关注“直译”原则，同时培养学生的“意译”能力，引导学生关注文言文的美感，在一定程度上有助于培养学生的核心素养。不足之处文章难度相对较高，基础能力低的学生难以适应该教学。 会员免费下载会员免费下载