牛頭刨床導桿機構的運動分析、動態(tài)靜力分析--機械原理課程設計

1、<p><b>　　課程設計說明書</b></p><p>　　課題名稱：機械原理課程設計</p><p>　　學 院：機電工程系</p><p>　　專業(yè)班級：機械設計制造及其自動化103</p><p><b>　　學 號： </b></p><p>

2、;<b>　　學 生： </b></p><p><b>　　指導老師： </b></p><p>　　2012年 12月 11日</p><p>　　《機械原理課程設計》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床，本次課程設計的主要內容是牛頭刨床導桿機構的運動分析和動態(tài)靜力的分析以及不同設計方案的比較。全班同學在分為三個小組后每人選擇一個相互不同的位置，獨立繪制運動簡圖，進行速度、加速度以及機構受力分析，繪制相關運動曲線圖，最后將上述各項內容繪制在一張0號圖紙上，并完成課程設計說明書。</p><p>　　本次《機械原理》課程設計的主要特點是具有較高的工作獨立性內容聯系性，和能夠通過

4、此次課程設計將相關課程中的相關知識融會貫通，進一步加深學生所學的理論知識，培養(yǎng)學生的獨立解決有關課程實際問題的能力，使學生對于機械運動學和動力學的分析和設計有一個比較完整的概念。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　青島理工大學琴島學院I</p><p><b>　　課程設計說明書I</b&

5、gt;</p><p>　　摘 要III</p><p><b>　　1設計任務1</b></p><p>　　2導桿機構的基本尺寸確定2</p><p>　　3 導桿機構的運動分析3</p><p>　　3.1 速度分析:3</p><p>　　3.2 加

6、速度分析4</p><p>　　4導桿機構的動態(tài)靜力分析6</p><p>　　4.1 運動副反作用力分析6</p><p>　　4.2 曲柄平衡力矩分析6</p><p><b>　　總 結8</b></p><p><b>　　參考文獻9</b></

7、p><p><b>　　1設計任務</b></p><p>　?。?） 小組成員按設計任務書要求想三個方案、小組討論確定所選最優(yōu)設計方案;</p><p>　?。?） 確定桿件尺寸;</p><p>　?。?） 繪制機構運動簡圖；</p><p>　?。?） 對機械行運動分析，求出相關點或相關構件的參

8、數，如點的位移、速度。列表，并繪制相應的機構運動線圖如位移與原動件角曲線；速度與原動轉角曲線;</p><p>　　（5） 對機械運動的受力分析;</p><p>　?。?） 要求學生根據設計任務，繪制必要的圖紙。</p><p>　　2導桿機構的基本尺寸確定</p><p><b>　　見表1-1</b></p&

9、gt;<p><b>　　表1-1</b></p><p><b>　　小組分布圖</b></p><p>　　3 導桿機構的運動分析</p><p><b>　　3.1 速度分析:</b></p><p>　　由于構件2和構件3在A處的轉動副相連，故VA2=VA

10、3，大小等于ω2 lO2A, 方向垂直于O2 A線，指向與ω2一致。</p><p>　　ω2=2πn2/60 </p><p>　　計算得： ω2=5.76rad/s</p><p>　　υA2=ω2·lO2A </p><p>　　計算得： υA3=υ

11、A2=5.76×0.099m/s=0.572m/s （⊥O2A）</p><p>　?。?）取構件3和4的重合點A進行速度分析,列速度矢量方程</p><p>　　得： υA4=υA3+υA4A3 </p><p>　　大小 ? √ ?</p><p>　　

12、方向 ⊥O4A ⊥O2A ∥O4B</p><p>　　取速度極點P，速度比例尺µv=0.01(m/s)/mm ，手繪作速度多邊形。</p><p><b>　　由圖得： </b></p><p>　　υA4=0.271m/s (⊥O4A)</p><p>　　而 υB5=ω42 ·lO

13、4B=0.238 m/s</p><p>　?。?）取5構件作為研究對象，列速度矢量方程。</p><p>　　得： υC = υB + υCB </p><p>　　大小： ? √ ?</p><p>　　方向： 水平 ⊥O4B ⊥BC</p><p&

14、gt;　　取速度極點P，速度比例尺μv=0.025(m/s)/mm ，作速度多邊形如圖。</p><p><b>　　由圖得： </b></p><p>　　υC=0.43m/s (水平向右)</p><p>　　υCB=0.14m/s</p><p>　　ω4=υA4/ lO4A=0.71 rad/s</p&

15、gt;<p><b>　　3.2 加速度分析</b></p><p>　　因構件2和3在A點處的轉動副相連，故aA2n = aA3n其大小等于ω22lO2A,方向由A指向O2。</p><p>　　aA2n =ω22·lO2A </p><p>　　已知： ω

16、2=5.76rad/s</p><p>　　計算得： aA3n = aA2n =5.762×0.0992m/s2=3.29m/s2、、</p><p>　　aA4n =ω42·lO4A=0.045 m/s2</p><p>　　aA4A3k =2ω4υA4A3=0.66 m/s2</p><p>　　取3、4構件重合點A為

17、研究對象，列加速度矢量方程。</p><p><b>　　得：</b></p><p>　　aA4 = aA4n + aA4τ = aA3n + aA4A3k + aA4A3r </p><p>　　大小: ? ω42lO4A ? √ 2ω4υA4A3 ? 方向: ?

18、 A→O4 ⊥O4B A→O2 ⊥O4B（向右） ∥O4B</p><p>　　取加速度極點P’,加速度比例尺µa=0.02（m/s2）/mm ，手繪作加速度多邊形。</p><p><b>　　由圖知：、</b></p><p>　　aA4τ=2.2 m/s2 </p><p>　　= a

19、A4τ/ lO4A=4.89rad/ s2</p><p>　　取5構件為研究對象,列加速度矢量方程。</p><p><b>　　得：</b></p><p>　　ac5 = aBn + aBτ + acBn + a cBτ </p><p>　　大小： ? √ √

20、 √ ?</p><p>　　方向： 水平 B→A ⊥O4B C→B ⊥BC</p><p>　　aBn=ω42 lO4B=0.32</p><p>　　1 aBτ=·lO4B=3.13 m/s2</p><p>　　acBn=υCB2/ lCB=0.5 m/s2<

21、/p><p>　　取加速度極點P’,加速度比例尺µa=0.04（m/s2）/mm ，作加速度多邊形如圖所示。</p><p>　　得： ac5 =3.54m/s2 (方向水平向右)</p><p>　　4導桿機構的動態(tài)靜力分析</p><p>　　4.1 運動副反作用力分析</p><p>

22、;　　取“6”點為研究對象，分離5、6構件進行運動靜力分析。</p><p>　　FI6= G6/g×ac </p><p>　　已知： F =4000N</p><p><b>　　G6=686N</b></p><p>　　ac=ac5=3.54m/s2,</p

23、><p>　　計算得： FI6 =247.8N</p><p>　　ΣF=P+G6+FI6+FR16+FR45=0 </p><p>　　取極點P”，比例尺µN=30N/mm，作力多邊形如圖。</p><p><b>　　由圖得：</b></p><p>　　FR45

24、=4275N</p><p>　　FR16 =690N</p><p>　　4.2 曲柄平衡力矩分析</p><p>　?。?）分離3、4構件進行運動靜力分析，</p><p><b>　　對O4點取矩得：</b></p><p>　　ΣM O4=FR45·h45+FR34·h

25、34+G·hG+FI4τ·hI4+M=0 </p><p>　　已知： FR54=-FR45=4275N </p><p><b>　　h54=0.06m</b></p><p><b>　　G4=274.4N</b></p><p>　　hI4=0.0866m</

26、p><p>　　J=1.1kg·m 2</p><p>　　所以： FI4=-m·as4=62.16N </p><p>　　α=4.84 rad/ s2</p><p>　　M= Jα=5.324 N·m</p><p>　　計算得：FR34=5787.2N</p>

27、<p><b>　　又：</b></p><p>　　ΣF=FR54+FR32+FI4+G4+F14=0 </p><p>　　取極點P”，比例尺µN=30N/mm，作力多邊形。</p><p>　　得 FR4=1960N</p><p>　?。?）對曲柄2進行運

28、動靜力分析</p><p>　　得： FR34 =5787.2N</p><p>　　Mb=277.8N·m</p><p><b>　　總 結</b></p><p>　　通過本次課程設計，對于機械運動學與動力學的分析與設計有了一個比較完整的概念，同時，也培養(yǎng)了我表達，歸納總結的能力。此外，通過

29、此次設計我也更加明確了自己所學知識的用途，這為以后的學習指明了方向，讓我在以后的學習中更加思路清晰，明確重點，從而向更好的方向努力。同時在設計的整個過程中葉發(fā)現了自己的很多的缺點，眼高手低，細節(jié)問題注意程度不夠，在處理關鍵的數據時往往要重復的計算好幾遍，漏掉一個小數點就會導致數據偏差很大。</p><p>　　在課程設計中，我也學會了團隊合作的精神，在遇到不一致的問題時，通過不斷的討論，和老師的指導，最終達成統(tǒng)一

30、的答案。在分析加速度的方向時，有的開始不確定，當發(fā)現錯誤后，擦掉又改上正確的。不斷的檢查，發(fā)現新的錯誤，細心的改正，最終完成課程設計。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 機械工程手冊編輯委員會編．機械設計手冊【M】．第3版．北京：機械工業(yè)出版社，2008</p><p>　　[2] 作者．機械設計手冊【M