牛頭刨床課程設(shè)計(jì)

1、機(jī) 械 原 理課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)題目 牛 頭 刨 床 設(shè) 計(jì) 學(xué)院(部) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 專業(yè)班級(jí) 機(jī) 械 051 班 學(xué)生姓名 程 陽(yáng) 銳 學(xué) 號(hào) 2 5 指導(dǎo)教師(簽字) 張 艷 7 月 16 日 至 7 月 22 日共 1 周 2007 年 7 月 19 日牛頭刨床中導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析及動(dòng)態(tài)靜力分析第一章 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的目的和任務(wù)1課程設(shè)計(jì)的目的：機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是高等工業(yè)學(xué)校機(jī)械類學(xué)生第一次全面的機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析與設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，是本課程的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)。起目的在于進(jìn)一步加深學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立解決有關(guān)課程實(shí)際問(wèn)題的能力，使學(xué)生對(duì)于機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)

2、的分析和設(shè)計(jì)有一個(gè)比較完整的概念，具備計(jì)算，和使用科技資料的能力。在次基礎(chǔ)上，初步掌握電算程序的編制，并能使用電子計(jì)算機(jī)來(lái)解決工程技術(shù)問(wèn)題。2課程設(shè)計(jì)的任務(wù)：機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是對(duì)機(jī)器的主題機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。動(dòng)態(tài)靜力分析，并根據(jù)給定的機(jī)器的工作要求，在次基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)；或?qū)Ω鱾€(gè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)。要求根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，繪制必要的圖紙，編制計(jì)算程序和編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)等。第二章、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的方法機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)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。第三章、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的基本要求1 作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，再作機(jī)構(gòu)兩個(gè)位置的速度，加速度圖，列矢量運(yùn)動(dòng)方程；2作機(jī)構(gòu)

3、兩位置之一的動(dòng)態(tài)靜力分析，列力矢量方程，再作力的矢量圖；3.用描點(diǎn)法作機(jī)構(gòu)的位移，速度，加速度與時(shí)間的曲線。第四章 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的已知條件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：設(shè) 計(jì)內(nèi) 容導(dǎo) 桿 機(jī) 構(gòu) 的 運(yùn) 動(dòng) 分 析導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析符號(hào)n2L0204L02AL04BLBCL04S4XS6YS6G4G6PYPJS4單位r/minmmNmmkgm2方案603801105400.25L04B0.5L04B240502007007000801.164350905800.3L04B0.5L04B200502208009000801.2724301108100.36L04B0.5L04B180402206208000

4、1001.2第五章 選擇設(shè)計(jì)方案1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖圖2、選擇表中方案。第六章 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析1、曲柄位置“1”速度分析，加速度分析（列矢量方程，畫(huà)速度圖，加速度圖）取曲柄位置“1”進(jìn)行速度分析。因構(gòu)件2和3在A處的轉(zhuǎn)動(dòng)副相連，故VA2=VA3，其大小等于W2lO2A，方向垂直于O2 A線，指向與2一致。 2=2n2/60 rad/s=6.28rad/sA3=A2=2·lO2A=6.28×0.11m/s=0.69m/s（O2A）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，得 A4=A3+A4A3大小 ? ?方向 O4A O2A O4B取速度極點(diǎn)P，速度比例尺µv=

5、0.01(m/s)/mm ,作速度多邊形如圖1-2圖1-2則由圖1-2知， A3=·v=69×0.01m/s=0.69 m/s A4A3=0 m/s用速度影響法求得，B5=B4=0 m/s又 4=A4/ lO4A=0 rad/s取5構(gòu)件作為研究對(duì)象，列速度矢量方程，得 C5=B5+C5B5大小 ? ?方向 XX O4B BC取速度極點(diǎn)P，速度比例尺v=0.01(m/s)/mm, 作速度多邊行如圖1-2。則由圖1-2知， C5= ·v=0m/s C5B5=0m/s CB=0 rad/s2.加速度分析：取曲柄位置“1”進(jìn)行加速度分析。因構(gòu)件2和3在A點(diǎn)處的轉(zhuǎn)動(dòng)副相連，

6、故=,其大小等于22lO2A,方向由A指向O2。2=6.28rad/s, =22·LO2A=6.282×0.11 m/s2=4.34m/s2 取3、4構(gòu)件重合點(diǎn)A為研究對(duì)象，列加速度矢量方程得： aA4 = + aA4= aA3n + aA4A3K + aA4A3v大小: ? 42lO4A ? 24A4 A3 ?方向： ? BA O4B AO2 O4B（向左） O4B（沿導(dǎo)路）取加速度極點(diǎn)為P,加速度比例尺µa=0.1（m/s2）/mm,作加速度多邊形如圖1-3所示.圖3則由圖1-3知, aA4 =P´a4´·a =4.3m/s2用加

7、速度影象法求得aB5 = aB4 =6.38 m/s2取5構(gòu)件為研究對(duì)象,列加速度矢量方程,得ac5= aB5+ ac5B5n+ a c5B5大小 ? ?方向 XX CB BC其加速度多邊形如圖13所示,有ac5 =p ´c5´·a =0.58 m/s22、曲柄位置“6”速度分析，加速度分析（列矢量方程，畫(huà)速度圖，加速度圖）取曲柄位置“6”進(jìn)行速度分析，其分析過(guò)程同曲柄位置“1”。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，得A4=A3+A4A3大小 ? ?方向 O4A O2A O4B取速度極點(diǎn)P，速度比例尺µv=0.01(m/s)/mm，作速度

8、多邊形如圖1-4。 圖4則由圖1-4知，A4=pa4·v=61×0.01=0.61 m/s A4A3=a3a4·v=34×0.01m/s=0.34 m/sB5=B4=A4·O4B/ O4A=0.81 m/s取5構(gòu)件為研究對(duì)象，列速度矢量方程，得C5=B5+C5B5大小 ? ?方向 XX O4B BC其速度多邊形如圖1-4所示，有 C5= ·v=79×0.01=0.79 m/s 取曲柄位置“6”進(jìn)行加速度分析,分析過(guò)程同曲柄位置“3”.取曲柄構(gòu)件3和4的重合點(diǎn)A進(jìn)行加速度分析.列加速度矢量方程,得aA4= a A4n + a

9、A4= a A3n + a A4A3k + a A4A3大小 ? 42lO4A ? 24A4 A3 ?方向 ? BA O4B AO2 O4B（向右） O4B（沿導(dǎo)路）取加速度極點(diǎn)為P,加速度比例尺a=0.05（m/s2）/mm,作加速度多邊形圖1-5圖1-5則由圖15知， a A4= a4´a4·a =24×0.05 m/s2 =1.2m/s24= a A4lO4A = 21×0.05 m/s2=1.05 m/s2a A4 = p´a4´·a = 33×0.05 m/s2 =1.65 m/s2用加速度影象法求得a

10、B5 = a B4 = a A4 ×lO4B/lO4A=0.125 m/s2 取5構(gòu)件的研究對(duì)象，列加速度矢量方程，得aC5= aB5+ aC5B5n+ aC5B5大小 ? ?方向 xx CB BC其加速度多邊形如圖15所示，有aC5B5= C5´C5·a =23×0.05 m/s2 =1.15 m/s2aC5 = p´C5·a =41×0.05m/s2 =2.05 m/s2第七章機(jī)構(gòu)運(yùn)態(tài)靜力分析取“1”點(diǎn)為研究對(duì)象，分離5、6構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)靜力分析，作阻力體如圖16所示。圖16已知G6=700N，又ac=ac5=0.58m/

11、s2,那么我們可以計(jì)算FS6=- G6/g×ac =-700/10×0.58=-40.6N 又F=P+G6+FS6+Fp45+FR16=0，作為多邊行如圖1-7所示，µN=10N/mm。圖1-7由圖1-7力多邊形可得： FR45=-aFR45·µN=-40×10N=-400N FR16= FS6 FR16·µN=4.06×10N=40.6N 分離3,4構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)靜力分析，桿組力體圖如圖1-8所示， 已知： FR54=-FR45=400N，G4=200N 由此可得： FS4=-G4/g×aS4

12、=20×4.3=86N MS4=-JS4·S4=-1.1×4.3/0.3637 N·m= -11.N·8m 在圖1-8中，對(duì)A點(diǎn)取矩得： MA=FR54cos8。lAB+MS4-FS4·cos60。·ls4A-G4sin13。·lS4A+FO4·O4A=0圖1-8代入數(shù)據(jù)， 得FO4=-170.6N 又 F=FR54+FR32+FS4'+G4+FO4n+FO4=0,作力的多邊形如圖1-9所示，µN=10N/mm。 圖1-9由圖1-9可得： FR23=FO4FR32·µN=66.97×10N=669.7N FO4n=aFO4n·µN=4.9×10N=49N 對(duì)曲柄2進(jìn)行運(yùn)動(dòng)靜力分析，作組力體圖如圖1-10所示，µL=10N/m。 圖1-10 Fr32=669.7N第八章 求刨頭的位移，速度和加速度曲線位移與時(shí)間，速度與時(shí)間，加速度與時(shí)間曲線。 a,位移圖線b,速度圖線圖1-11由以上三條曲線，位移與時(shí)間，速度與施加，加速度與時(shí)間曲線，可以看