牛頭刨床導桿機構的運動分析、動態(tài)靜力分析

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上青島理工大學琴島學院課程設計說明書課題名稱：機械原理課程設計學 院：機電工程系專業(yè)班級：機械設計制造及其自動化081學 號：學 生：劉浩然指導老師：胡之楊 青島理工大學琴島學院教務處 2010 年 12 月 23 日機械原理課程設計評閱書題目牛頭刨床導桿機構的運動分析、動態(tài)靜力分析學生姓名劉浩然學號 指導教師評語及成績指導教師簽名： 年 月 日答辯評語及成績 答辯教師簽名： 年 月 日教研室意見總成績： 室主任簽名： 年 月 日專心-專注-專業(yè)目錄1摘要1概述機械原理課程是高等學校機械類近機類專業(yè)本、?？茖W生較全面地運用已學過的知識，特別是機械原理部分已學過的知識的知

2、識第一次較全面地對一項工程實際的應用問題從任務分析、調查研究、方案比較、方案確定、繪制出機構運動簡圖、進行機械運動和動力學分析與設計的基本訓練，是該課程的一個重要實踐環(huán)節(jié)。其目的在于運用已學過的知識培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力，用創(chuàng)新思想確定出解決工程實際問題的方案及其有關尺寸，并學會將方案繪制出機構運動簡圖的能力。培養(yǎng)學生對確定的機構運動簡圖進行機構運動分析及動力分析，學會按任務進行調研、實驗、查閱技術資料、設計計算、制圖等基本技能。在此基礎上初步掌握計算機程序的編制，并能用計算機解決工程技術問題。學會運用團隊精神，集體解決技術難點的能力。2任務:1. 按設計任務書要求調研、比較設計的可能方案，比較方案

3、的優(yōu)劣，最終確定所選最優(yōu)設計方案；2. 確定桿件尺寸；3. 繪制機構運動簡圖；4. 對機械行運動分析，求出相關點或相關構件的參數(shù)，如點的位移、速度、加速度；構件的角位移、角速度、角加速度。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；加速度與原動件轉角曲線；5. 根據(jù)給定機器的工作要求，在此基礎上設計飛輪；6. 根據(jù)方案對各機構進行運動設計，如對連桿機構按行程速比系數(shù)進行設計；對凸輪機構按從動件運動規(guī)律設計凸輪輪廓曲線；對齒輪機構按傳動比要求設計齒輪減速機構，確定齒輪傳動類型，傳動比并進行齒輪幾何尺寸計算，繪制齒輪嚙合圖。按間歇運動要求設計間歇運動機等等；7. 要求學

4、生根據(jù)設計任務，繪制必要的圖紙；8. 編制設計計算程序及相應曲線、圖形；編寫設計說明書。9. 機械原理課程設計的方法，大致可分為圖解法和解析法兩種，圖解法的幾何概念氣清晰、直觀，但需逐個位置分別分析設計計算精度較低；解析法精度高，且可對各個位置進行迅速分析計算，但需要有效方便的計算軟件。隨著計算機呃普及，計算繪圖軟件增多，圖解法除了用人工繪圖分析設計，還出現(xiàn)了利用計算機進行圖解設計分析計算，他的精度也可隨之提高，同時又保持了形象，直觀的優(yōu)點，因此此法也不失是一種值得提倡的方法。 2 運動分析:1. 工作原理及工藝動作過程牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機床。刨床工作時, 如圖(1-1）所示，由

5、導桿機構2-3-4-5-6帶動刨頭6和刨刀7作往復運動。刨頭右行時，刨刀進行切削，稱工作行程，此時要求速度較低并且均勻；刨頭左行時，刨刀不切削，稱空回行程，此時要求速度較高，以提高生產率。為此刨床采用有急回作用的導桿機構。刨頭在工作行程中，受到很大的切削阻力，而空回行程中則沒有切削阻力。切削阻力如圖(b）所示。設計內容導桿機構的運動分析符號n2單位r/minmm方案I603801105400.250.524050O2AO4xys6s3Xs6CBYs6234567n2FrYFr圖（1-1）對5點進行速度分析：2 導桿機構的運動分析 速度分析速度分析取速度比例尺=對A點： = + 方向： /大?。?/p>

6、 ？ ？=V= V=速度圖見圖2對于C點： = + 方向： / 大?。?？ ？= = = =速度圖見圖3 加速度分析選取加速度比例尺為=對于A點：= + = + + 方向： A A / 大?。?？ ?由于= =2= 已知，由加速度圖知：=， =。=, =/=0.5 。加速度圖見圖4對于C點 = + + 方向：/ B CB 大?。?？ ？ 由= ,=已知，根據(jù)根據(jù)加速度圖可得：=， 加速度圖見圖5 3導桿機構的動態(tài)靜力分析3.1 對位置5點進行動態(tài)靜力分析 取“5”點為研究對象，分離5、6構件進行運動靜力分析已知G6=700N，又ac=ac5=0.22m/s2,那么我們可以計算FI6= G6/g

7、×ac = (700/9.8×2.9)=207.14 N設與水平導軌的夾角為，可測得的大小為由 , 可計, 分離3,4構件進行運動靜力分析，3.2分離3,4構件進行運動靜力分析，已知： FR54=FR45=7445N，G4=200N由此可得： FI4 = -G4/g × a4 = 15.76N 根據(jù)，其中，分別為,作用于的距離（其大小可以測得），可以求得：=8955N。由力矢量圖-圖6知 ： =4700 N曲柄2進行運動靜力分析，作組力體圖作用于的距離為h，其大小為0.11m所以曲柄上的平衡力矩為：，方向為逆時針。4總 結經過為期5天的課程設計,我有了很多收獲。首

8、先，我在這次課程設計中,進一步鞏固了所學的機械原理知識 ,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計，我進一步鞏固和加深了所學的基本理論、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的具體機械所涉及的實際問題的能力。對平面連桿機構有了更加深刻的理解，為后續(xù)課程的學習奠定了堅實的基礎。而且，這次課程設計過程中，與同學激烈討論，團結合作，最終完美的實現(xiàn)了預期的目的，大家都受益匪淺，也對這次經歷難以忘懷。其次通過這次課程設計，對牛頭刨床的工作原理及內部各傳動機構及機構選型、運動方案的確定以及對導桿機構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。

9、非常有成就感，培養(yǎng)了很深的學習興趣。還有,我們在這次課程設計中,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，對于以后的電腦繪圖和文件編輯有了基本的認識。我在這次設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。5方案比較選擇重要評價指標，將備選方案性能數(shù)據(jù)填入附表1，利用附表2所列評價指標計算公式將計算結果填入附表3。在附表3中以方案1為基準方案,(ACR)jk 為比較評定因素，其值為各方案的(AF)jk之比（最小的為最佳方案）。附表1：機構性能比較表指標數(shù)據(jù)項目方案1方案2方案3備注功能質量0.7750.8051.24工作段刨頭最大速度0.4840.60.96工作

10、段刨頭平均速度6.0964.812.72工作段刨頭最大加速度29.42.90.33工作段刨頭加速度最大變化率1208.741726.5804.73工作段刨頭的最大慣性力10250.5711465013005.6機架對曲柄的最大反力175271320013052.62機架對導桿的最大反力0°/14°0°/4°0°/2.26°最小傳動角構件3、4/構件5、698511001430.6最大平衡力矩經濟適用性能最大運動輪廓尺寸540X312580X301418X181長寬機構復雜程度6X76x76X7構件數(shù)運動副數(shù)附表2：機構評價指標序號指標

11、類型指標名稱指標值 1運動性能工作段刨頭接近等速運動的程度2工作段刨頭加速度曲線平均斜率3動力性能刨頭最大慣性力4兩組最小傳動角平均值的倒數(shù)5最大機架反力6最大平衡力矩7經濟適用性最大運動輪廓尺寸長寬8機構復雜程度構件數(shù)運動副數(shù)附表2中部分符號含義如下：、：切削工作段刨頭加速度曲線的最大、最小斜率；、：分別與和相對應的曲柄轉角；：一級四桿機構的最小傳動角；：二級四桿機構最小傳動角。附表3：與計算值表以方案1為基準方案, 為比較評定因素，其值為各方案的之比（最小的為最佳方案）。序號（同附表2）方案1方案2方案311.612.241.41.81.12529.0511.740.1920.320.10353120081726.50.065804.730.6748.3128.653.45150.736.112510250.5711146501.42913065.61.27469