液壓課程設(shè)計---牛頭刨床導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析、動態(tài)靜力分析

1、<p><b>　　課程設(shè)計說明書</b></p><p>　　課題名稱：機(jī)械原理課程設(shè)計</p><p>　　學(xué) 院：機(jī)電工程系</p><p><b>　　專業(yè)班級：</b></p><p><b>　　學(xué) 號：</b></p><

2、p><b>　　學(xué) 生：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師： </b></p><p>　　2012年 12月 8日</p><p>　　《機(jī)械原理課程設(shè)計》評閱書</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>

3、;　　牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機(jī)床，本次課程設(shè)計的主要內(nèi)容是牛頭刨床導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)(如圖0-1所示)的運(yùn)動分析和動態(tài)靜力的分析以及不同設(shè)計方案的比較。全班同學(xué)在分為兩個小組后每人選擇一個相互不同的位置，獨(dú)立繪制運(yùn)動簡圖，進(jìn)行速度、加速度以及機(jī)構(gòu)受力分析，繪制相關(guān)運(yùn)動曲線圖，最后將上述各項(xiàng)內(nèi)容繪制在2張1號圖紙上，并完成課程設(shè)計說明書。</p><p>　　本次《機(jī)械原理》課程設(shè)計的主要特點(diǎn)是具有較高的工作獨(dú)立性

4、內(nèi)容聯(lián)系性，和能夠通過此次課程設(shè)計將相關(guān)課程中的相關(guān)知識融會貫通，進(jìn)一步加深學(xué)生所學(xué)的理論知識，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立解決有關(guān)課程實(shí)際問題的能力，使學(xué)生對于機(jī)械運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的分析和設(shè)計有一個比較完整的概念。</p><p>　　關(guān)鍵字：牛頭刨床、靜力分析、機(jī)械原理</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　

5、　摘 要I</b></p><p><b>　　1設(shè)計任務(wù)1</b></p><p>　　2導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的基本尺寸確定2</p><p><b>　　2.1設(shè)計數(shù)據(jù)2</b></p><p>　　2.2機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖（見手繪圖）2</p><p>　　3

6、 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析3</p><p>　　3.1 速度分析3</p><p>　　3.2 加速度分析4</p><p>　　4導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析6</p><p>　　4.1 運(yùn)動副反作用力分析6</p><p>　　4.2 曲柄平衡力矩分析6</p><p><b>

7、;　　總 結(jié)8</b></p><p><b>　　主要收獲與建議9</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)10</b></p><p><b>　　1設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　（1） 小組成員按設(shè)計任務(wù)書要求想三個方案、小組討論確定所選

8、最優(yōu)設(shè)計方案;</p><p>　?。?） 確定桿件尺寸;</p><p>　?。?） 繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖；</p><p>　?。?） 對機(jī)械行運(yùn)動分析，求出相關(guān)點(diǎn)或相關(guān)構(gòu)件的參數(shù)，如點(diǎn)的位移、速度。列表，并繪制相應(yīng)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動線圖如位移與原動件角曲線；速度與原動轉(zhuǎn)角曲線;</p><p>　?。?） 對機(jī)械運(yùn)動的受力分析;</p>

9、<p>　?。?） 要求學(xué)生根據(jù)設(shè)計任務(wù)，繪制必要的圖紙。</p><p>　　圖1-1小組任務(wù)分布圖</p><p>　　表1.1 具體分組情況表</p><p>　　2導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的基本尺寸確定</p><p><b>　　2.1設(shè)計數(shù)據(jù)</b></p><p>　　表2.1 設(shè)計

10、已知數(shù)據(jù)表</p><p><b>　　設(shè)計數(shù)據(jù)分析計算：</b></p><p>　　2.2機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖（見手繪圖）</p><p>　　3 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析</p><p><b>　　3.1 速度分析</b></p><p>　　由于構(gòu)件2和構(gòu)件3在A處的轉(zhuǎn)動副相連，

11、故，大小等于, 方向垂直于線，指向與一致。</p><p>　　計算得： =5.23rad/s</p><p>　　計算得： =5.23×0.111m/s=0.581m/s （⊥）</p><p>　?。?）取構(gòu)件3和4的重合點(diǎn)A進(jìn)行速度分析,列速度矢量方程</p><p>　　得： &

12、lt;/p><p>　　大小 ? 0.581 ?</p><p>　　方向 ⊥O4A ⊥O2A ∥O4B</p><p>　　取速度極點(diǎn)P，速度比例尺µv=0.005(m/s)/mm ，手繪作速度多邊形</p><p><b>　?。ㄒ娛掷L圖）。</b></p><

13、p><b>　　得： </b></p><p>　　=0.275m/s (⊥O4A)</p><p>　　而 =ω4 ·lO4B</p><p>　　計算得： = 0.451m/s</p><p>　?。?）取5構(gòu)件作為研究對象，列速度矢量方程。</p>&

14、lt;p>　　得： </p><p>　　大?。?? 0.451m/s ?</p><p>　　方向： 水平 ⊥O4B ⊥BC</p><p>　　取速度極點(diǎn)P，速度比例尺μv=0.005(m/s)/mm ，作速度多邊形（如手繪圖）。</p><p>　　得： =0.436

15、m/s (水平向右)</p><p><b>　　=0.103m/s</b></p><p><b>　　3.2 加速度分析</b></p><p>　　因構(gòu)件2和3在A點(diǎn)處的轉(zhuǎn)動副相連，故其大小等于ω22lO2A,方向由A指向O2。</p><p>　　aA2n =ω22·lO2A&l

16、t;/p><p>　　已知： ω2=5.23rad/s</p><p>　　計算得： = aA2n =5.232×0.111m/s2=3.036m/s2</p><p>　　aA4n =ω42·lO4A=0.161 m/s2</p><p>　　= 0.599m/s2</p><p>　　取3、

17、4構(gòu)件重合點(diǎn)A為研究對象，列加速度矢量方程。</p><p><b>　　得： </b></p><p>　　大小: ω42lO4A ? ？ 3.036m/s2</p><p>　　方向: A→O4 ⊥O4B ∥A O2 ⊥O4B（向右） ∥O2A</p&

18、gt;<p>　　取加速度極點(diǎn)P’,加速度比例尺µa=0.02（）/mm ，手繪作加速度多邊形。</p><p><b>　　得：</b></p><p>　　= 2.077 m/s2 </p><p>　　= 4.4 rad/ s2</p><p>　　取5構(gòu)件為研究對象,列加速度矢量方程,得：

19、</p><p>　　大小： ? ?</p><p>　　方向： 水平 ⊥O4B ⊥BC</p><p><b>　　0.263m/s2</b></p><p>　　= 4.02 m/s2</p><p&

20、gt;　　=0.0382 m/s2</p><p>　　取加速度極點(diǎn)P’,加速度比例尺µa=0.02（）/mm ，作加速度多邊形</p><p>　　得： =3.4m/s2 (方向水平向右)</p><p>　　4導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析</p><p>　　4.1 運(yùn)動副反作用力分析</p><

21、p>　　取“6”點(diǎn)為研究對象，分離5、6構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)動靜力分析。</p><p>　　FI6= G6/g× </p><p>　　已知： F =3800N</p><p><b>　　G6=784N</b></p><p><b>　　3.4 m/s2,

22、</b></p><p>　　計算得： FI6 =272N</p><p>　　大小： 3800 ？ ？ </p><p>　　方向： 豎直向下 延x向左 ⊥x ∥x ∥x</p><p>　　取極點(diǎn)P”，比例尺=50N/mm，作力多邊形（見手

23、繪圖）。</p><p><b>　　得：</b></p><p>　　FR56 =4075N</p><p>　　FR16 = 950N</p><p>　　4.2 曲柄平衡力矩分析</p><p>　?。?）分離3、4構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)動靜力分析，對點(diǎn)取矩得：</p><p>

24、　　ΣM O4=FR45·h45+FR34·h34+G·hG+FI4·hI4+=0 </p><p>　　已知： FR54=-FR45=4075N </p><p>　　h54=0.768m</p><p><b>　　G4=215.6N</b></p><p>　　h

25、I4=0.387m</p><p>　　J=1.2kg·m 2</p><p>　　所以： FI4=-m·as4=96.8N </p><p>　　α=4.4 rad/ s2</p><p>　　M= Jα=5.28 N·m</p><p>　　計算得： FR34 = 6652N&l

26、t;/p><p><b>　　又：</b></p><p>　　大小 6652 215.6 ？ ？ 4075</p><p>　　方向 ⊥ 豎直向下 ∥ ⊥ ⊥左指 ∥BC</p><p>　　取極點(diǎn)P”，比例尺=50N/mm，作力多邊形。</p>&

27、lt;p>　　得： FO4x=2650N</p><p>　　FO4y=1000N</p><p>　?。?）對曲柄2進(jìn)行運(yùn)動靜力分析</p><p>　　得： FR34 = 6652N</p><p>　　Mb = 357.8N·m</p><p><b>

28、　　總 結(jié)</b></p><p>　　通過本次課程設(shè)計，對于機(jī)械運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)的分析與設(shè)計有了一個比較完整的概念，同時，也培養(yǎng)了我表達(dá)，歸納總結(jié)的能力。此外，通過此次設(shè)計我也更加明確了自己所學(xué)知識的用途，這為以后的學(xué)習(xí)指明了方向，讓我在以后的學(xué)習(xí)中更加思路清晰，明確重點(diǎn)，從而向更好的方向努力。同時在設(shè)計的整個過程中葉發(fā)現(xiàn)了自己的很多的缺點(diǎn)，眼高手低，細(xì)節(jié)問題注意程度不夠，在處理關(guān)鍵的數(shù)據(jù)時往往要

29、重復(fù)的計算好幾遍，漏掉一個小數(shù)點(diǎn)就會導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏差很大。</p><p>　　在課程設(shè)計中，我也學(xué)會了團(tuán)隊合作的精神，在遇到不一致的問題時，通過不斷的討論，和老師的指導(dǎo)，最終達(dá)成統(tǒng)一的答案。在分析加速度的方向時，有的開始不確定，當(dāng)發(fā)現(xiàn)錯誤后，擦掉又改上正確的。不斷的檢查，發(fā)現(xiàn)新的錯誤，細(xì)心的改正，最終完成課程設(shè)計。</p><p><b>　　主要收獲與建議</b>&l

30、t;/p><p>　　這次課程設(shè)計是對牛頭刨床曲柄擺干機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析、機(jī)構(gòu)的力分析，通對牛頭刨床機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動和動力分析，加深了我對平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析理解。課程設(shè)計中通過用矢量方程圖解法作機(jī)構(gòu)的速度機(jī)構(gòu)及加速度的圖解分析以及不考慮摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的力分析，并手繪出機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖、速度矢量圖、加速度矢量圖，將機(jī)械制圖、機(jī)械原理對機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動、力分析等理論知識用于實(shí)踐，加深了對機(jī)械原理這門課程的理解，既增強(qiáng)了對

31、理論知識的掌握與充分提高了自身的實(shí)踐能力。同時體驗(yàn)到了團(tuán)結(jié)協(xié)作的力量，通過小組成員對機(jī)構(gòu)不同位置的機(jī)構(gòu)運(yùn)動特性與受力情況綜合分析與繪制圖。</p><p>　　無論是畫速度多邊形，加速度多邊形還是力多邊形都要認(rèn)真審查方向問題，否則很容易出現(xiàn)錯誤，從而導(dǎo)致大量的修改工作，既浪費(fèi)時間又會弄臟圖紙，而且會緩慢整個團(tuán)隊的整體速度。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b>