機械課程設(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>　　專業(yè)班級：機械設(shè)計制造及其自動化</p><p><b>　　學(xué) 號：</b></p><p><

2、;b>　　學(xué) 生：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師</b></p><p>　　《機械原理課程設(shè)計》評閱書</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　選取方案一，利用圖解法對6點狀態(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

3、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12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)的運動分析、動態(tài)靜力分析

4、；</p><p>　?。?）繪制機構(gòu)運動簡圖（兩個位置）；</p><p>　　（2）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>　?。?）繪制運動線圖。</p><p>　?。ㄉ鲜鏊捻椬髟谝粡?號圖紙上</p><p><b>　

5、　目 錄</b></p><p>　　青島理工大學(xué)琴島學(xué)院1</p><p><b>　　課程設(shè)計說明書1</b></p><p><b>　　摘 要3</b></p><p><b>　　1設(shè)計任務(wù)5</b></p><p&

6、gt;　　2 導(dǎo)桿機構(gòu)的運動分析6</p><p>　　3導(dǎo)桿機構(gòu)的動態(tài)靜力分析9</p><p><b>　　5總 結(jié)12</b></p><p><b>　　6參考文獻13</b></p><p><b>　　1設(shè)計任務(wù)</b></p><p

7、>　　一、課程設(shè)計的性質(zhì)、目的和任務(wù)</p><p>　　1．課程設(shè)計的目的：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><

8、;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>　　2．課程設(shè)計的任務(wù)：機械原理課程設(shè)計的任務(wù)是對機器的主題機構(gòu)進行運動分析。動態(tài)靜力分析，并根據(jù)給定的機器的工作要求，在次基礎(chǔ)上設(shè)計；或?qū)Ω鱾€機構(gòu)進行運動設(shè)計。要求根據(jù)設(shè)計任務(wù)，繪制必要的圖紙，編制計算程序和編寫說明書等。</p>

9、<p>　　二、機械原理課程設(shè)計的方法</p><p>　　機械原理課程設(shè)計的方法大致可分為圖解法和解析法兩種。圖解法幾何概念比較清晰、直觀；解析法精度較高。</p><p>　　三、機械原理課程設(shè)計的基本要求</p><p>　　1．作機構(gòu)的運動簡圖，再作機構(gòu)兩個位置的速度，加速度圖，列矢量運動方程；</p><p>　　2．

10、作機構(gòu)兩位置之一的動態(tài)靜力分析，列力矢量方程，再作力的矢量圖；</p><p>　　3．用描點法作機構(gòu)的位移，速度，加速度與時間的曲線。</p><p>　　四、機械原理課程設(shè)計的已知條件</p><p><b>　　設(shè)計數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　圖1-1方案一，六點所示位置機構(gòu)簡圖。</p>&

11、lt;p>　　2 導(dǎo)桿機構(gòu)的運動分析</p><p><b>　　2.1 速度分析</b></p><p>　　取曲柄位置位置6速度分析。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O2 A線，指向與w2一致。</p><p>　　w2=2πn2

12、/60 rad/s=5.02rad/s</p><p>　　VA3=VA2=w2·lO2A=7.536×0.11m/s=0.54m/s（⊥O2A）</p><p>　　lO4A=0.243m</p><p>　　曲柄位置“6”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“6”進行速

13、度分析，其分析過程同曲柄位置“1”。</p><p>　　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>　　VA4 =VA3 + VA4A3</p><p>　　大小 ? √ ?</p><p>　　方向 ⊥O4A ⊥O2A ∥O4B</p>&

14、lt;p>　　A點的速度分析圖：µv=0.05(m/s)/mm，</p><p>　　圖2 A點的速度分析</p><p><b>　　則由圖1-4知，</b></p><p>　　VA4=·μv=0.54m/s</p><p>　　VA4A3=a3a4·μv=36×0.0

15、2m/s=0.14m/s</p><p>　　w4=VA4∕lO4A =1.071rad/s</p><p>　　Ｃ點的速度分析：µv=0.05(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>　　VC= VB + VCB</p><p>　　其速度多邊形如圖3

16、所示，</p><p>　　圖3 C點的速度分析</p><p>　　有 VC= ·μv=0.525 m/s</p><p>　　VCB= Lcb·μv=0.045m/s</p><p>　　w5=VCB∕Lcb =0.335rad/s</p><p><b>　　2.2

17、 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“6”.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 + a A4τ = a A3n + a A4A3k + a A4A3γ</p><p>　　大小

18、 w42lO4A ? w22lO2A 2w4VA4 A3 ?</p><p>　　方向 B→A ⊥O4B A→O2 ⊥O4B（向左） ∥O4B（沿導(dǎo)路）</p><p>　　取加速度極為P＇,加速度比例尺=0.05（m/s2）/mm,作加速度多邊形圖</p><

19、p>　　圖4 A點的加速度分析</p><p>　　a A4τ= p·μa =1.118m/s2</p><p>　　= a A4τ∕lO4A =0.75rad/s2</p><p><b>　　用加速度影象法求得</b></p><p>　　a B5 = a B4 = a A4 ×lO4B/

20、lO4A=0,733m/s2 </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 ? √ √ √ ?</p><p>　　方向 ∥xx √ ⊥O4B C→B ⊥BC</p>&l

21、t;p>　　取加速度極點為P＇,加速度比例尺μa=0.05（m/s2）/mm,其加速度多邊形如圖1─5</p><p>　　圖5 C點的加速度分析</p><p>　　故 aC5 = p´C5″·μa =0.42m/s2</p><p>　　3導(dǎo)桿機構(gòu)的動態(tài)靜力分析</p><p>　　3.1 運動副反作

22、用力分析</p><p>　　取“1'”點為研究對象，分離5、6構(gòu)件進行運動靜力分析，作阻力體如圖 6所示。</p><p>　　圖6 5、6構(gòu)件的靜力分析</p><p>　　已知G6=700N，又ac=ac5=0.42m/s2,那么我們可以計算</p><p>　　FI6=- G6/g×ac =-70×1

23、.624=29.4N</p><p>　　又ΣF=P+G6+FI6+F5c =0，作為多邊行如圖7所示，µN=30N/mm。</p><p>　　圖7 5、6構(gòu)件的靜力分析力的矢量圖</p><p>　　由圖 7力多邊形可得： </p><p>　　F5c =4560N</p><p>　　分離3,4構(gòu)件

24、進行運動靜力分析，桿組力體圖如圖 8所示</p><p>　　圖8 3,4構(gòu)件運動靜力分析</p><p>　　已知： F45=- F5c =4560N，G4=200N</p><p>　　由此可得： </p><p>　　Mis=-JS4·α4=-1.1×0.75N·m= -0.825N·

25、;m</p><p>　　在圖1-8中，對A點取矩得：</p><p>　　ΣMA=1.2*2.61+220*2.61*0.292/9.8+220*sin6.553*0.29+9104.77* cos1.96*0.29-F3At=0</p><p>　　代入數(shù)據(jù)， 得F3At=4960N </p><p>　　又 ΣF=F45+F3At+

26、FIs+G4+Fo4n+Fo4τ=0,作力的多邊形如圖9所示，µN=30N/mm。 </p><p>　　圖9 3,4構(gòu)件運動靜力分析力的矢量圖</p><p>　　3.2 曲柄平衡力矩分析</p><p>　　對曲柄2進行運動靜力分析，作組力體圖如圖10所示，</p><p>　　圖10 曲柄2進行運動靜力分析</p&g

27、t;<p>　　M= FR32×0.09=517.8N·m</p><p><b>　　5總 結(jié)</b></p><p>　　通過本次課程設(shè)計，對構(gòu)件的速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

28、知識有了一個較系統(tǒng)認(rèn)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><b>　　6參考文獻</b></p><