牛頭刨床課程設(shè)計(jì)牛頭刨床中導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

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1、 《機(jī) 械 原 理》 課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 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) 設(shè)維0901班 學(xué)生姓名 易兵 學(xué) 號(hào) 2009630644

2、 指導(dǎo)教師(簽字) 6 月 21日 至 7 月2 日 牛頭刨床中導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)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)的分析和設(shè)計(jì)有一個(gè)比較完整的概念。 2課程

3、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。 第二章、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.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。 第三章 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的已知條件 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 符號(hào) n2 lo2o4 lo2A lo4B lBC 單位 r/min mm mm mm mm 長(zhǎng)度 72 430 110 810 0.36 lo4B 第四章 畫機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 按1：2.5的比例尺畫出第十點(diǎn)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，如下圖

4、 圖１－１ 第五章 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 1、速度分析： 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ω2一致。 ω2=2πn2/60 rad/s=7.54 rad/s υA3=υA2=ω2lO2A=7.540.11m/s=0.829 m/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 υA4=υA3+υA4A3 大小 ? 0.829 ？ 方向 ⊥O4A ⊥O2A

5、 ∥O4B 取速度極點(diǎn)P，速度比例尺v=0.02(m/s)/mm ,作速度多邊形如圖1-2 圖1-2 則由圖1-2知， υA4=μv=3.90.02m/s=0.78 m/s υA4A3=1.350.02m/s=0.27 m/s 又 ω4=υA4/ lO4A=0.78/0.325 rad/s =2.4 rad/s υB=ω4 AB=2.40.81 m/s=1.94 m/s 取5構(gòu)件作為研究對(duì)象，列速度矢量方程，得 υC5=

6、υB5+υC5B5 大小 ? 1.94 ? 方向 ∥1桿 ⊥O4B ⊥BC 取速度極點(diǎn)P，速度比例尺μv=0.02(m/s)/mm, 作速度多邊行如圖1-2。 則由圖1-2知， υC5= μv=960.02 m/s=1.92 m/s υC5B5=80.02 m/s=0.16 m/s ω5=υC5B5/ lBC=0.16/0.292=0.55 rad/s 2.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， 故=,其大小等于ω22lO2A,方向由A指向O2。 ω2=7.54

7、rad/s, ==ω22LO2A=7.5420.11 m/s2=6.25m/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 = + aA4τ= aA3n + aA4A3K + aA4A3r 大小: ? ω42lO4A ? 6.25 2ω4υA4 A3 ? 方向： ? B→A ⊥O4B A→O2 ⊥O4B（向左） ∥O4B（沿導(dǎo)路） 取加速度極點(diǎn)為P＇,加速度比例尺a=0.1（m/s2）/mm, 作加速度多邊形如圖1-3所示. 圖１—3 則由圖1-3知,

8、 aA4τ =3.3 m/s2 aB4τ =3.30.81/0.325=8.22 m/s2 取5構(gòu)件為研究對(duì)象,列加速度矢量方 ac5= aB5+ ac5B5n+ a c5B5τ ac5= aB5n+ a B5τ+ ac5B5n+ a c5B5τ 大小 ? 4.67 8.22 0.07 ? 方向 ⊥1 ∥AB ⊥AB ∥BC ⊥BC 其加速度多邊形如圖1─4所示,有 圖１—4 ac5=8.67m/s2 用同樣的方法得到第五點(diǎn)的速度和加速度 1 按1：2.5

9、的比例尺畫出第五點(diǎn)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，如下圖 圖2-1 2計(jì)算各點(diǎn)的速度和加速度 υA4=υA3+υA4A3 大小 ? 0.829 ？ 方向 ⊥O4A ⊥O2A ∥O4B 其速度多邊形如圖2─2所示,有 圖2-2 υA4=0.81m/s ω4=υ4/ LO4A=0.81/0.537=1.508 rad/s υA4A3=0.18m/s υC5=υB5+υC5B5 大小

10、 ? 1.15 ? 方向 ∥1桿 ⊥O4B ⊥BC 其速度多邊形如圖2─2所示,有 υC5=1.14m/s υC5B5=0.06m/s ω5=0.06/0.573=0.11rad/s aA4 = + aA4τ= aA3n + aA4A3K + aA4A3r 大小: ? ω42lO4A ? 6.25 2ω4υA4 A3 ? 方向： ? B→A ⊥O4B A→O2 ⊥O4B（向右）

11、 //AB 其加速度多邊形如圖2─3所示,有 圖2-3 aA4A3K =2ω4υA4 A3=0.54m/s2 =1.22m/s2 aA4=1.45m/s2 aB4=1.450.81/0.573=2.05m/s2 ac5= aB5+ ac5B5n+ a c5B5τ 大小 ? 2.05 0.004 ？ 方向 ⊥1 已知 //BC ⊥

12、BC 其加速度多邊形如圖2─4所示,有 圖2-4 ac5= 1.26m/s2 項(xiàng)目 位置 ω2 υa3 υb υC ω4 aA3 aA4τ aC ε4 大小 方向 大小 方向 5桿 7.54 0.829 1.15 1.14 1.508 向里 6.25 0.78 1.14 1.36 左 10桿 7.54 0.829 1.94 1.92 2.4 向里 6.25 3.3 8.67 10.15 左 單位 1/s m/s m/s m/

13、s 1/s 1/s m/s2 m/s2 m/s2 1/s2 1/s2 第六章 求刨頭的位移，速度和加速度曲線 速度與時(shí)間，加速度與時(shí)間曲線。 a,速度圖線 圖3-1 由以上三條曲線，速度與施加，加速度與時(shí)間曲線，可以看出牛頭刨床的運(yùn)行過程，c點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況。 第七章 參考文獻(xiàn) 1、機(jī)械原理/孫恒，陳作模主編——六版——北京2001 2、理論力學(xué)Ⅰ/哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)研究室編——六版——北京2002.8 3、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書/羅洪田主編——北京1986.10 4、機(jī)械原理與課程設(shè)計(jì) 上冊(cè)/張策主編——北京2004.9 第八章 總結(jié) 通過本次課程設(shè)計(jì)，對(duì)于機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的分析與設(shè)計(jì)有了一個(gè)較完整的概念，同時(shí)，也培養(yǎng)了我表達(dá)，歸納總結(jié)的能力。 9