液壓課程設計---牛頭刨床導桿機構的運動分析、動態(tài)靜力分析

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><b>　　專業(yè)班級：</b></p><p><b>　　學 號：</b></p><

2、p><b>　　學 生：</b></p><p><b>　　指導老師： </b></p><p>　　2012年 12月 8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(如圖0-1所示)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。全班同學在分為兩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2張1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

4、內容聯系性，和能夠通過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>　　關鍵字：牛頭刨床、靜力分析、機械原理</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　

5、　摘 要I</b></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><b>　　2.1設計數據2</b></p><p>　　2.2機構運動簡圖（見手繪圖）2</p><p>　　3

6、 導桿機構的運動分析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>

7、;　　總 結8</b></p><p><b>　　主要收獲與建議9</b></p><p><b>　　參考文獻10</b></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

8、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>　?。?） 對機械運動的受力分析;</p>

9、<p>　?。?） 要求學生根據設計任務，繪制必要的圖紙。</p><p>　　圖1-1小組任務分布圖</p><p>　　表1.1 具體分組情況表</p><p>　　2導桿機構的基本尺寸確定</p><p><b>　　2.1設計數據</b></p><p>　　表2.1 設計

10、已知數據表</p><p><b>　　設計數據分析計算：</b></p><p>　　2.2機構運動簡圖（見手繪圖）</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，

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>　　（1）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： &

12、lt;/p><p>　　大小 ? 0.581 ?</p><p>　　方向 ⊥O4A ⊥O2A ∥O4B</p><p>　　取速度極點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>　　（2）取5構件作為研究對象，列速度矢量方程。</p>&

14、lt;p>　　得： </p><p>　　大小： ? 0.451m/s ?</p><p>　　方向： 水平 ⊥O4B ⊥BC</p><p>　　取速度極點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>　　因構件2和3在A點處的轉動副相連，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構件重合點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構件為研究對象,列加速度矢量方程,得：

19、</p><p>　　大?。?? ?</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><

21、p>　　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× </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構件進行運動靜力分析，對點取矩得：</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P”，比例尺=50N/mm，作力多邊形。</p>&

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

28、　　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

29、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>　　主要收獲與建議</b>&l

30、t;/p><p>　　這次課程設計是對牛頭刨床曲柄擺干機構結構分析、機構的運動分析、機構的力分析，通對牛頭刨床機構的機構運動和動力分析，加深了我對平面機構的結構分析理解。課程設計中通過用矢量方程圖解法作機構的速度機構及加速度的圖解分析以及不考慮摩擦時機構的力分析，并手繪出機構運動簡圖、速度矢量圖、加速度矢量圖，將機械制圖、機械原理對機構的結構、運動、力分析等理論知識用于實踐，加深了對機械原理這門課程的理解，既增強了對

31、理論知識的掌握與充分提高了自身的實踐能力。同時體驗到了團結協作的力量，通過小組成員對機構不同位置的機構運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真審查方向問題，否則很容易出現錯誤，從而導致大量的修改工作，既浪費時間又會弄臟圖紙，而且會緩慢整個團隊的整體速度。</p><p><b>　　參考文獻</b>