牛头刨床机械原理课程设计.doc

青岛理工大学课程设计说明书课题名称：机械原理课程设计学 院：专业班级：学 号：学 生：指导老师： 青岛理工大学教务处年 月 日1摘 要本次设计的主要目的是了解牛头刨床的切削运动过程，通过图解法测算构件的速度、加速度、力、力矩等，依据所测数据画出机构在推程回程阶段速度、加速度、位移力矩等的变化曲线。其次，以机械系统运动方案设计为结合点，把机械原理课程设计的各章理论和方法融会贯通起来，进一步巩固和加深了所学的理论知识；培养了独立解决有关本课程实际问题的能力，对于机械运动学和动力学的分析和设计有了一个较完整的概念，具备计算、制图和使用技术资料的能力。本次设计的主要特点是化繁为简，将整个运动过程简化为几个特殊点，通过对特殊点的分析总结作出设计要求所需目标。1目 录摘 要I1设计任务12导杆机构的基本尺寸确定22.1 构件基本尺寸的确定22.2 机构运动简图23导杆机构的运动分析33.1 速度分析33.2 加速度分析44导杆机构的动态静力分析74.1 运动副反作用力分析74.2 曲柄平衡力矩分析9总 结10致 谢11参考文献12 1 机械原理课程设计 说明书1设计任务机械原理课程设计的任务是对机器的主题机构进行运动分析。动态静力分析，并根据给定的机器的工作要求，在此基础上设计；或对各个机构进行运动设计。要求根据设计任务，绘制必要的图纸，编制计算程序和编写说明书等。本次设计过程共有6组数据，我们组选取了第二组数据见下表1.1。表1.1 第二组方案设计数据：方案号2导杆机构运动分析转速n2(rad/s)52机架 (mm)360工作行程H(mm)330行程速比系数K1.44连杆与导杆之比0.33导杆机构动态静力分析工作阻力F（N）4000导杆质量(kg)20滑块质量（kg）80导杆的转动惯量（kg.m2）1.21.1做机构的运动简图，对构件进行速度和加速度分析，已知转速和各构件的尺寸，求得滑块C的速度和加速度，并绘制其矢量图，与后面的动态静力分析图一起画在一张A1图纸上。1.2对构件进行动态静力分析，拆杆组对各杆组进行受力分析，并做出力的矢量图，最后求得对O2的平衡力矩。绘制牛头刨床刨头的运动线图，这些画在一张A1的图纸上。2导杆机构的基本尺寸确定2.1 构件基本尺寸的确定 已知机构的行程速比系数K=1.44 由公式 （21） 得极位夹角 由几何关系知 又 则 2.2 机构运动简图图2-1 牛头刨床机构运动简图3导杆机构的运动分析3.1 速度分析 取曲柄位置2进行速度分析 因构件2和3在A处的转动副相连，故，其大小等于，方向垂直于线，指向与2一致。取3和4的重合点A进行速度分析，列速度向量方程， （31） 大小： ? ? 方向： 取速度极点p，速度比例尺v=0.005(m/s)/mm, 作A点速度矢量多边形如图3-1， 图3-1 A点速度矢量图 得 方向垂直于指向左边。取5构件作为研究对象，列速度向量方程得， （32） 大小：? ?方向： 取速度极点p，速度比例尺v=0.005(m/s)/mm， 作C点速度矢量多边形如图3-2， 图3-2 C点速度矢量图 得=v=0.87 m/s 方向平行于X轴向左； 方向垂直于BC 3.2 加速度分析取曲柄位置2作加速度分析， 因构件2和3在A点处的转动副相连，故，=方向由A指向O2。取3、4构件重合点A为研究对象，列加速度向量方程得： （33） 大小: ? ? ? 方向： ? BA O4B AO2 O4B（向右）O4B（沿导路）取加速度极点为,加速度比例尺a=0.04（m/s2）/mm,作加速度矢量多边形如图3-3， 图3-3 A点加速度矢量图 则=3 m/s2 方向垂直于O4B 4 则B点的加速度可得：。取5构件为研究对象,列加速度向量方程,得 （34） 大小： ? ? 方向：XX CB BC取加速度极点，比例尺a=0.04（m/s2）/mm， 作C点加速度矢量多边形如图3-4， 图3-4 C点加速度矢量图即可得C的加速度4导杆机构的动态静力分析4.1 运动副反作用力分析取“C”点为研究对象，分离5、6构件进行运动静力分析如图4-1， 图4-1 构件5,6受力分析图 已知m6=80kg，则G6=800N，又ac=ac5=6.64m/s2 由F=G6+FR45+FI6+FR16=0 （41） 比例尺，作力的多边形如图4-2， 图4-2 构件5,6力的封闭矢量图 得： 分离3,4构件进行运动静力分析， 作杆组力体图4-3， 图4-3 构件3,4受力分析图 已知：m4=20kg， 则G4=200N， 又 4FR54=FR45=531.2N 由此可得： 对O4点取矩（42） 所以， FR23=1262.28N 方向斜向上向右。比例尺，作构件3,4力的矢量图如图4-4， 图4-4 构件3,4力的封闭矢量图4.2 曲柄平衡力矩分析对杆2进行力矩分析，如图4-5， 图4-5 曲柄平衡力矩分析图得平衡力矩， 的方向逆时针。总 结通过本次课程设计，对于机械运动学与动力学的分析与设计有了一个比较完整的概念，同时，也培养了我表达、归纳总结的能力。此外，通过此次设计我也更加明确了自己所学知识的用途，这为以后的学习指明了方向，让我在以后的学习中更加思路清晰，明确重点，从而向更好的方向努力。同时在设计的整个过程中叶发现了自己的很多的缺点，眼高手低，细节问题注意程度不够，在处理关键的数据时往往要重复的计算好几遍，漏掉一个小数点就会导致数据偏差很大。另外在设计的过程中叶培养了自己的合作能力，自从第一天开始我们全组同学就积极投入到学习中去，完成各自的数据计算，基本草图的绘制，数据的简单处理，为了不影响全组同学的最后答辩时间每个人都很投入，每天都呆在绘图室里六七个小时，我认为这种精神非常重要即便是在以后的工作岗位上。而且大家积极的同他人交流，讨论设计过程遇到的难题，一起去解决，这样就会是一个问题越分析越明朗，直到最后每个人都真正的明白理解，这种学习的方法也是值得借鉴的，在讨论中学习，而且这种由同学自己得到的东西，同学们记得会更加的深刻，另外在讨论学习过程中同学们之间的关系会更加密切，非常有利于增进同学之间的友谊。在这次课程设计后，不仅使我们将相关的知识掌握的更加牢固，我们更学到了一些技能以外的其他东西，领略到了别人在处理专业技能问题时显示出的优秀品质，更深内切的体会到人与人之间的那种相互协调合作的机制，同学们所表现出来的积极向上勤奋好学的精神更值得我们在以后的学习生活中一直保持下去。更重要的是通过本次课程设计使我明白了自己知识还比较欠缺，需要学习的东西好有很多，以前总认为自己掌握很好的东西，其实差的还很远，尤其是在机械这个大行业里面，学了那么一丁点的东西，根本拿不出手，要想真正的在这个行业中有所建树，付出是你必须的，而且是不遗余力的去努力，沉下心去学习，为以后的学习工作打下基础。致 谢感谢学校给我们这次学习的机会让我们能够用自己所学的知识去设计去学习，在学习中巩固所学的知识，感谢指导老师对我们的不辞辛劳的认真细致的指导以及各位同学的帮助，让我顺利的完成了本次的课程设计，我要努力的学习他们的优