牛头刨床导杆机构的运动分析、动态静力分析课程设计说明书

1、 机械原理课程设计 说明书理工大学学院课程设计说明书课题名称：机械原理课程设计学 院：机电工程系专业班级：机械设计制造及其自动化学 号：学 生：指导老师：理工大学学院教务处2012年 12月 12日11 机械原理课程设计评阅书题目牛头刨床导杆机构的运动分析、动态静力分析学生姓名学号指导教师评语及成绩指导教师签名： 年 月 日答辩评语及成绩答辩教师签名： 年 月 日教研室意见总成绩： 室主任签名： 年 月 日摘 要牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，本次课程设计的主要内容是牛头刨床导杆机构的运动分析和动态静力的分析。全班同学在分为两个小组后每人选择一个相互不同的位置，独立绘制运动简图，进行速度

2、、加速度以及机构受力分析，绘制相关运动曲线图，最后将上述各项内容绘制在两张1号图纸上，并完成课程设计说明书。本次机械原理课程设计的主要特点是具有较高的工作独立性内容联系性，和能够通过此次课程设计将相关课程中的相关知识融会贯通，进一步加深学生所学的理论知识，培养学生的独立解决有关课程实际问题的能力，使学生对于机械运动学和动力学的分析和设计有一个比较完整的概念。关键字：牛头刨床、静力分析、机械原理目 录摘 要i1设计任务12导杆机构的基本尺寸确定22.1设计数据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64.1 运动副反作用力分析6

3、4.2 曲柄平衡力矩分析6总 结8主要收获与建议9参考文献101设计任务机械原理课程设计是高等工业学校机械类学生第一次全面的机械运动学和动力学分析与设计的训练，是本课程的一个重要教学环节。机械原理课程设计的任务是：（1） 小组成员按设计任务书要求想三个方案、小组讨论确定所选最优设计方案；（2） 确定杆件尺寸；（3） 绘制机构运动简图；（4） 对机构进行运动分析，求出相关点或相关构件的参数，如点的位移、速度。列表，并绘制相应的机构运动线图如位移、速度、加速度、力矩与原动件转角曲线；（5） 对机械运动的受力分析；（6） 要求学生根据设计任务，绘制必要的图纸。图1-1 小组分布图编号01020304

4、050607位置编号2030507090115135学号张志国李灏靳宪文王鹏飞李洋李凯张奇川编号08091011121314位置编号155175190230270310330学号郑海华王建伟刘振张延军王凯李昊胡哲表1.1 小组分布表2导杆机构的基本尺寸确定2.1设计数据表2-1 设计数据表导杆机构运动分析转速n250机架lo2o4430工作行程h400行程速比系数k1.4连杆lcb与导杆lbo4之比0.36导杆机构动态静力分析工作阻力f（n）3800导杆质量m4(kg)22滑块6质量m6（kg）80导杆的转动惯量js4（kg.m2）1.2设计数据分析计算：2.2机构运动简图图2-1机构运动简图

5、3 导杆机构的运动分析3.1 速度分析由于构件2和构件3在a处的转动副相连，故，大小等于，方向垂直于线，指向与一致。计算得： （1）取构件3和4的重合点a进行速度分析，列速度矢量方程。得： 大小 ? ? 方向 取速度极点p，速度比例尺 ，作速度多边形如图3-1。图3-1 a点速度分析图由图得： 由解析法得：计算得： （2）取5构件作为研究对象，列速度矢量方程。得： 大小： ? ? 方向：水平 取速度极点p，速度比例尺，作速度多边形如图3-2。图 3-2 c点速度分析由图得： (水平向右)3.2 加速度分析因构件2和3在a点处的转动副相连，故其大小等于,方向由a指向。已知： 计算得： 取3、4构

6、件重合点a为研究对象，列加速度矢量方程。得： 大小: ？ 0 ？ 方向: （向右） 取加速度极点,加速度比例尺，作加速度多边形如图3-3所示。图3-3 a点加速度分析由图得：由解析法知：计算得：取5构件为研究对象,列加速度矢量方程得： 大小： ? ? 方向： 水平 取加速度极点,加速度比例尺，作加速度图形如图3-4所示。图3-4 c点加速度分析图由图得： (方向水平向右)4导杆机构的动态静力分析4.1 运动副反作用力分析取“6”点为研究对象，分离5、6构件进行运动静力分析。 已知： 计算得： = 大小： ？ ？ 方向：竖直向下 竖直向上 x向右 x向左取极点，比例尺，作力多边形如图4-1。图4

7、-1 6构件静力分析图由图得：4.2 曲柄平衡力矩分析（1）分离3、4构件进行运动静力分析。对点取矩得： ；已知： 将数据代入式计算得：对4构件进行静力分析：因为5构件为二力杆，所以； 大小： ? 方向： 向右 ？ 向右 竖直向下取极点，比例尺，作力多边形如图4-2所示。图4-2 4构件静力分析图得： （2）对曲柄2进行运动静力分析。对取距： ； 得： 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，也培养了我的表达、归纳总结能力。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

8、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，有些同学甚至晚上九点半回宿舍，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，

9、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。在最后课程设计结束后，这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

10、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。最后感谢指导老师对我们的悉心指导以及各位同学的帮助，顺利的完成了本次的课程设计，努力的学习他们的优秀的品质，改正自己的缺点与不足，为以后的工作道路打下坚实的基础。主要收获与建议这次课程设计是对牛头刨床曲柄摆干机构结构分析、机构的运动分析、机构的力分析，通对牛头刨床机构的机构运动和动力分析，加深了我对平面机构的结构分析理解。课程设计中通过用矢量方程图解法作机构的速度机构及加速度的图解分析以及不考虑摩擦时机构的力分析，并手绘出机构运动简图、速度矢量图、加速度矢量图，将机械制图、机械原理对机构的结构、运动、力分析等理论知识用于实践，加深了对机械原理这门课程的理解，既增强了对理论知识的掌握与充分提高了自身的实践能力。同时体验到了团