機械原理牛頭刨床課程設(shè)計--牛頭刨床導(dǎo)桿機構(gòu)的運動分析、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：機械原理課程設(shè)計</p><p>　　學(xué) 院：機電工程系</p><p><b>　　專業(yè)班級： </b></p><p><b>　　學(xué) 號： </b></p>&l

2、t;p><b>　　學(xué) 生： </b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師： </b></p><p>　　2013 年 12月 27日</p><p>　　《機械原理課程設(shè)計》評閱書</p><p><b>　　摘 要</b></p><

3、;p>　　選取方案三，利用圖解法對1點和6電狀態(tài)時牛頭刨床導(dǎo)桿機構(gòu)進行運動分析、動態(tài)靜力分析，并匯總本方案所得各位置點的速度、加速度、機構(gòu)受力數(shù)據(jù)繪制曲線圖。</p><p>　　進行方案比較，確定最佳方案。</p><p>　　將一個班級分為 3 組，每組11人左右，一組選擇一個備選方案進行如下分析工作：</p><p><b>　　課程設(shè)計內(nèi)容：

4、</b></p><p>　　牛頭刨床導(dǎo)桿機構(gòu)的運動分析、動態(tài)靜力分析；</p><p>　?。?）繪制機構(gòu)運動簡圖（兩個位置）；</p><p>　?。?）速度分析、加速度分析；</p><p>　?。?）機構(gòu)受力分析（求平衡力矩）；</p><p>　　（4）繪制運動線圖。</p><

5、;p>　　（上述三項作在一張A1號圖紙上）</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p><b>　　1設(shè)計任務(wù)1</b></p><p>　　2導(dǎo)桿機構(gòu)的基本尺寸確定2</p><

6、p>　　3 導(dǎo)桿機構(gòu)的運動分析4</p><p>　　3.1 速度分析4</p><p>　　3.2 加速度分析5</p><p>　　4導(dǎo)桿機構(gòu)的動態(tài)靜力分析8</p><p>　　4.1 運動副反作用力分析8</p><p>　　4.2 曲柄平衡力矩分析10</p><p>

7、;<b>　　總 結(jié)11</b></p><p><b>　　致 謝12</b></p><p><b>　　參考文獻13</b></p><p><b>　　1設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　一、課程設(shè)計的性質(zhì)、目的和任務(wù)</p

8、><p>　　機械原理課程設(shè)計是高等工業(yè)學(xué)校機械類專業(yè)學(xué)生第一次較全面的機械運動學(xué)和動力學(xué)分析與設(shè)計的訓(xùn)練，是本課程的一個重要教學(xué)環(huán)節(jié)。其意義和目的在于：</p><p>　　以機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計為結(jié)合點，把機械原理課程設(shè)計的各章理論和方法融會貫通起來，進一步鞏固和加深學(xué)生所學(xué)的理論知識；</p><p>　　培養(yǎng)學(xué)生獨立解決有關(guān)本課程實際問題的能力，使學(xué)生對于機械運

9、動學(xué)和動力學(xué)的分析和設(shè)計有一個較完整的概念，具備計算、制圖和使用技術(shù)資料的能力。</p><p>　　二、課程設(shè)計教學(xué)的內(nèi)容和要求</p><p>　　將一個班級進行分組，每組10人左右，一組選擇一個備選方案進行如下分析工作：</p><p><b>　　課程設(shè)計內(nèi)容：</b></p><p>　　牛頭刨床導(dǎo)桿機構(gòu)的運動

10、分析、動態(tài)靜力分析；</p><p>　　（1）繪制機構(gòu)運動簡圖；</p><p>　?。?）速度分析、加速度分析； （1張1號圖紙）</p><p>　?。?）機構(gòu)動態(tài)靜力分析；</p><p>　?。?）繪制運動線圖。（1張1號圖紙）</p><p><b>　　要求：</b&

11、gt;</p><p><b>　　獨立完成以下文件：</b></p><p>　　1號圖紙兩張（運動分析、動態(tài)靜力分析，運動線圖）；</p><p>　?。?）符合一般制圖要求；</p><p>　　（2）圖面清潔，線條均勻；</p><p>　　設(shè)計說明書一份。（見說明書要求）</p&g

12、t;<p>　　三、課程設(shè)計的基本要求及進度安排</p><p>　　機械原理課程設(shè)計是對牛頭刨床導(dǎo)桿機構(gòu)進行運動分析、動態(tài)靜力分析，并根據(jù)給定機器的工作要求，在此基礎(chǔ)上對機構(gòu)進行運動設(shè)計。</p><p><b>　　基本要求：</b></p><p>　　了解簡單機械傳動系統(tǒng)運動設(shè)計及方案設(shè)計基本原理。</p>

13、<p>　　熟悉平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、運動分析、動態(tài)靜力分析的基本知識。</p><p>　　熟練掌握常用機構(gòu)的分析與設(shè)計的基本知識和技能。</p><p>　　2導(dǎo)桿機構(gòu)的基本尺寸確定</p><p>　　圖2-1 機構(gòu)運動簡圖</p><p><b>　　本組選擇第二組數(shù)據(jù)</b></p>&l

14、t;p><b>　　表2.1 設(shè)計數(shù)據(jù)</b></p><p>　　θ=180°=32.4 (2-1)</p><p>　　LAO2=360×sin=100.4 (2-2)</p><p>　　=

15、 (2-3)</p><p>　　LBO4=591.6 </p><p>　　LCB=195.2 </p><p>　　3 導(dǎo)桿機構(gòu)的運動分析</p><p><b>

16、;　　3.1 速度分析</b></p><p>　　取曲柄位置“1'”進行速度分析。因構(gòu)件2和3在A處的轉(zhuǎn)動副相連，故VA3=VA2，，其大小等于w2·lO2A，方向垂直于O2A線，指向與w2一致。</p><p>　　w2=2πn2/60 rad/s=2×3.14×52／60=5.44rad/s</p><p>　

17、　VA3=VA2=w2·lO2A=5.44×100.4/1000m/s=0.546m/s（⊥O2A）</p><p>　　lO4A=0.457m</p><p>　　曲柄位置“3”速度分析，加速度分析（列矢量方程，畫速度圖，加速度圖）</p><p>　　取曲柄位置“3”進行速度分析，其分析過程同曲柄位置“1”。</p><p

18、>　　取構(gòu)件3和4的重合點A進行速度分析。列速度矢量方程，得</p><p>　　V =V + V</p><p>　　大小 ? √ ?</p><p>　　方向 ⊥O4A ⊥O2A ∥O4B</p><p>　　A點的速度分析圖：µv=0.004(m/s)/mm，<

19、;/p><p>　　圖3-1 A點的速度分析</p><p><b>　　則由圖3-1知，</b></p><p>　　V=·μv=0.53m/s</p><p>　　V=a3a4·μv=0.12m/s</p><p>　　w4=V∕l=1.16rad/s</p>

20、<p>　　VB=w4×l==0.686 m/s</p><p>　?。命c的速度分析：µv=0.04(m/s)/mm，</p><p>　　取5構(gòu)件為研究對象，列速度矢量方程，得</p><p>　　V = V + V</p><p>　　大小 ? √ ?<

21、;/p><p>　　方向 沿導(dǎo)軌 ⊥O4B ⊥CB</p><p>　　其速度多邊形如圖3-2所示，</p><p>　　圖3-2 C點的速度分析</p><p>　　有 V= Lpc ·μv=0.687 m/s</p><p>　　V= Lcb·μv=0.042m/

22、s</p><p>　　w5=V∕Lcb =0.215rad/s</p><p><b>　　3.2 加速度分析</b></p><p>　　取曲柄位置“1'”進行加速度分析,分析過程同曲柄位置“3”.取曲柄構(gòu)件3和4的重合點A進行加速度分析.列加速度矢量方程,得</p><p>　　aA4= a A4n

23、+ a A4τ = a A3n + a A4A3k + a A4A3γ</p><p>　　大小 wl ? wl 2w4VA4A3 ?</p><p>　　方向 B→A ⊥O4B A→O2 ⊥O4B（向左） ∥O4B（沿導(dǎo)路）</p&

24、gt;<p>　　取加速度極為P＇,加速度比例尺=0.016（m/s2）/mm,作加速度多邊形</p><p>　　圖3-3 A點的加速度分析　　</p><p>　　a A4τ= p·μa =0.374m/s</p><p>　　= a A4τ∕l =0.818rad/s</p><p><b>　　用加

25、速度影象法求得</b></p><p>　　a B5 = a B4 = a A4 ×l/l=2.95m/s </p><p>　　取5構(gòu)件的研究對象，列加速度矢量方程，得</p><p>　　aC5= + + aC5B5n + aC5B5τ</p><p>　　大小 ? √ √

26、 √ ? </p><p>　　方 ∥xx √ ⊥O4B C→B ⊥BC</p><p>　　取加速度極點為P＇,加速度比例尺μa=0.008（m/s）/mm,其加速度多邊形如圖3-4</p><p><b>　　、</b></p><p>　　圖3-4 C

27、點的加速度分析</p><p>　　故 aC5 = p´C·μa =0.5m/s2</p><p>　　4導(dǎo)桿機構(gòu)的動態(tài)靜力分析</p><p>　　4.1 運動副反作用力分析</p><p>　　取“4”點為研究對象，分離5、6構(gòu)件進行運動靜力，力分析圖如下：</p><p>　　圖4-1

28、 5、6構(gòu)件的靜力分析</p><p>　　然后可以列出等式如： </p><p>　　又ΣF=G+F+F+F+F=0，作力多邊圖，µN=40N/mm。</p><p>　　圖4-2 力多邊圖 </p><p>　　F=4046N，F(xiàn)=579.6N</p><p>　　分離3,4構(gòu)件進行運

29、動靜力分析，畫出桿組力體圖 </p><p>　　圖4-3 桿組力體圖 </p><p>　　已知： F=-F=4046N，G=200N</p><p>　　M=-JS4·α=-1.2×0.818N·m= -0.982N·m對O4點取矩得：</p><p>　　ΣMA=Fl－Fl-Fl－Gl=0（以

30、上各距離都為A點到該力所在直線的</p><p><b>　　垂直距離）</b></p><p><b>　　F=5207.75</b></p><p>　　又 ΣF=F+F+F+G+F+F=0,作力的多邊形（見圖4-4），µN=40N/mm。</p><p>　　圖4-4 力的多邊形圖

31、</p><p>　　4.2 曲柄平衡力矩分析</p><p><b>　　取構(gòu)件2做受力分析</b></p><p>　　圖4-5 構(gòu)件2受力分析圖 </p><p>　　F=F=5207.75N</p><p>　　對O2點取距，得平衡力矩為：</p><p>　　M=

32、502.1N/m</p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　歷時一周，從論文選題到搜集資料，從開題報告、寫初稿到反復(fù)修改，期間經(jīng)歷了喜悅、聒噪、痛苦和彷徨，在寫作論文的過程中心情是如此復(fù)雜。如今，伴隨著這篇畢業(yè)論文的最終成稿，復(fù)雜的心情煙消云散，自己甚至還有一點成就感。</p><p>　　通過本次課程設(shè)計，對構(gòu)件的速

33、度加速的分析有了更深的理解，并能靈活運用。很好的鞏固了所學(xué)運動學(xué)知識。在力結(jié)構(gòu)分析中拆分桿組，對各個構(gòu)件桿組進行受力分析并利用繪圖法求解約束力。同時熟練了繪圖的注意事項，對所學(xué)的知識有了一個較系統(tǒng)認識，學(xué)有所用。</p><p>　　達到了本次設(shè)計的要求，能把機械原理課程設(shè)計的各章理論和方法融會貫通起來，進一步鞏固和加深了所學(xué)的理論知識；培養(yǎng)了獨立解決有關(guān)本課程實際問題的能力，對于機械運動學(xué)和動力學(xué)的分析和設(shè)計有

34、一個較完整的概念，具備計算、制圖和使用技術(shù)資料的能力。</p><p>　　經(jīng)過為期5天的課程設(shè)計,我有了很多收獲。首先，我在這次課程設(shè)計中,進一步鞏固了所學(xué)的機械原理知識 ,對運動分析和受力分析有了進一步的了解,，通過這一次的課程設(shè)計，我進一步鞏固和加深了所學(xué)的基本理論、基本概念和基本知識，培養(yǎng)了自己分析和解決與本課程有關(guān)的具體機械所涉及的實際問題的能力。對平面連桿機構(gòu)有了更加深刻的理解，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定了

35、堅實的基礎(chǔ)。而且，這次課程設(shè)計過程中，與同學(xué)激烈討論，團結(jié)合作，最終完美的實現(xiàn)了預(yù)期的目的，大家都受益匪淺，也對這次經(jīng)歷難以忘懷。 其次通過這次課程設(shè)計，對牛頭刨床的工作原理及內(nèi)部各傳動機構(gòu)及機構(gòu)選型、運動方案的確定以及對導(dǎo)桿機構(gòu)運動分析有了初步詳細精確的了解，這都將為我以后參加工作實踐有了很大的幫助。非常有成就感，培養(yǎng)了很深的學(xué)習(xí)興趣。 還有,我們在這次課程設(shè)計中,用到了電腦知識,對于對于使用電腦繪制工程圖有了初步的了解，對于以后

36、的電腦繪圖和文件編輯有了基本的認識。 我在這次設(shè)計中感到了合作的力量，增強了自己的團隊精神。這將使我受益終生。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本課題在選題及演算過程是在**老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。她嚴肅的科學(xué)態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，**老師都始終給予