牛头刨床课程设计4和10点

1、1第一章 机械原理课程设计的目的和任务1课程设计的目的：机械原理课程设计的目的在于进一步巩固和加深学生所学的理论知识、培养学生独立解决机械设计中的实际问题的能力，使学生对于机构的综合以及运动学和动力学分析有一个较完整的概念；并进一步提高学生的计算、绘图和计算机辅助设计的能力。2课程设计的任务：1)导杆机构运动分析作机构运动分析简图，并作机构两位置的速度，加速度多边形图以及刨头的运动曲线2）导杆机构的动态机构分析按给定的位置，求各运动副中反作用力及曲柄上所需的平衡力矩。第二章 机械原理课程设计的方法：我们这次课程设计用了两种设计的方法。1.图解法根据“机械原理课程设计指导书”中的题目和数据：按指

2、导教师指定的题号，查出有关参数设计出牛头刨床的各杆尺寸。在 1 号图纸中心偏上一些按指导教师指定的三个位置按比例画机构位置图（包括左右极限位置），并将给定的三个位置中的一个一般位置画成机构简图。在同组同学中收集数据在 1 号图纸左上侧绘制刀头位移曲线图。用图解法进行机构的运动分析。在上述 1 号图纸左下侧作速度和加速度多边形。在同组同学中收集数据作刀头的速度和加速度曲线图。用图解法进行机构的动态静力分析。在 1 号图纸右侧画示力体和力多边形，绘制平衡力矩曲线。特殊位置不作2.解析法指导教师讲授用解析法上机进行设计的有关内容，如 1.齿轮设计、凸轮设计、杆机构设计、运动分析、动态静力分析等.按要

3、求编程上机：完善用解析法进行的齿轮机构、凸轮机构、杆机构设计、运动分析、动态静力分析程序的编写，并用此结果2与图解法的结果进行比较，分析误差，进行修正。为达到简便易懂的去学习课程设计，我们主要使用图解法去解决问题，通过这次设计，我们了解了图解法，并能利用图解法去解决问题。 第三章 机械原理课程设计的基本要求1作机构的运动简图，再作机构两个位置的速度，加速度图。列矢量运动方程2作机构两位置之一的动态静力分析，列力矢量方程，再作力的矢量图3用描点法作机构的位移，速度，加速度与时间的曲线第四章 机械原理课程的已知条件设计数据：设计内容导杆机构的运动分析导杆机构的静力分析 符号n2lo2o4lo2al

4、o4blbclo4s4xs6ys6g4g6pypjs4单位r/minmmnmmkgm2603801105400.25lo4b0.5lo4b240502007007000801.164350905800.31lo4b0.51lo4b200502208009000801.2方案72430110810036lo4blo4b1804022062080001001.20. 05h0. 05hhps图图 1 切削阻力曲线切削阻力曲线3第五章 选择设计方案1作机构的运动简图： 图 2机构运动简图42选择设计方案：设计内容导杆机构的运动分析导杆机构的静力分析 符号n2lo2o4lo2alo4blbclo4s4

5、xs6ys6g4g6pypjs4单位r/minmmnmmkgm2方案64350905800.3lo4b0.5lo4b200502208009000801.2方案特点：1、结构简单，制造方便，能承受较大的载荷；2、具有急回作用，可满足任意行程速比系数 k 的要求；3、滑块行程可以根据杆长任意调整；4、机构传动角恒为 90 度，传动性能好；5、工作行程中，刨刀速度较慢，变化平缓符合切削要求；6、机构运动链较长，传动间隙较大；7、中间移动副实现较难。第六章 机构运动分析1、曲柄位置“4”速度分析，加速度分析（列矢量方程，画速度图，加速度图）取曲柄位置“4”进行速度分析。因构件 2 和 3 在 a 处

6、的转动副相连，故va2=va3，其大小等于2lo2a，方向垂直于o2 a线，指向与2一致。 2=2n2/60 rad/s=6.7rad/sa3=a2=2lo2a=6.70.09m/s=0.603m/s（o2a）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 a4=a3+a4a3大小 ? ?方向 o4a o2a o4a取速度极点p，速度比例尺v=0.005(m/s)/mm ,作速度多边形如图 3 a3a4a43ababcac图 34 位置速度多边形5则由图 3 知， a4=v=118.50.005 =0.5925m/s4pa a4a3=v=220.005 =0.11 m/s4

7、3aa由速度影像定理求得，b5=b4=a4o4b/ o4a=0.7882m/s又 4=a4/ lo4a=1.359rad/s取 5 构件作为研究对象，列速度矢量方程，得 c5=b5+c5b5大小 ? ?方向 xx o4b bc取速度极点 p，速度比例尺v=0.005(m/s)/mm, 作速度多边行如图 3。则由图 3 知， c5= v=157.80.005 =0.789m/s5pc c5b5=v=80.005=0.04m/s55cb cb=c5b5/lcb=0.04/0.174 rad/s=0.23rad/s2.加速度分析：取曲柄位置“4”进行加速度分析。因构件 2 和 3 在 a 点处的转动

8、副相连，故=,其大小等于22lo2a,方向由 a 指向 o2。ana2ana32=6.7rad/s, =22lo2a=6.720.09 m/s2=4.04m/s2ana3ana2 取 3、4 构件重合点 a 为研究对象，列加速度矢量方程得： aa4 = + aa4= aa3n + aa4a3k + aa4a3rana4大小: ? 42lo4a ? 24a4 a3 ?方向： ？ ba o4b ao2 o4b o4b 取 5 构件为研究对象,列加速度矢量方程,得ac5= ab5+ ac5b5n+ a c5b5大小 ? ?方向 xx cb bc取加速度极点为p,加速度比例尺a=0.02（m/s2）/

9、mm,作加速度多边形如图 4 所示.6图 44 位置加速度多边形则由图 4 知, aa4= aa3 =pa4a=480.02m/s=0.96m/s2,4= aa4 / lo4a=2.2 rad/s2用加速度影象法求得ab5 = ab4 = a a4 lo4b/lo4a =0.96580/436 m/s2 =1.28 m/s2又ac5b5n=bca =0.460.02 ms2=0.0092ms22位置 2（10 点）速度分析，加速度分析（列矢量方程，画速度土，加速度图）取曲柄位置“10”进行速度分析。因构件 2 和 3 在 a 处的转动副相连，故 va2=va3，其大小等于 w2lo2a，方向垂

10、直于 o2 a线，指向与2一致。 2=2n2/60 rad/s=6.690rad/s7a3=a2=2lo2a=6.6900.11m/s=0.602m/s（o2a）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 a4=a3+a4a3大小 ? ?方向 o4a o2a o4b取速度极点 p，速度比例尺 v=0.005(m/s)/mm ,作速度多边形如图5图 510 位置速度多边形则由图 5 知， a4=v=58.50.01m/s=0.585m/s4pa a4a3=v=150.01m/s=0.15m/s43aa用速度影响法求得，b=b4=a4o4b/o4a=0.585580/260

11、m/s=1.305m/s又 4=a4/ lo4a=0.585/0.260 rad/s=0.225 rad/s取 5 构件作为研究对象，列速度矢量方程，得 c=b+cb大小 ? ?方向 xx o4b bc取速度极点 p，速度比例尺 v=0.005(m/s)/mm, 作速度多边行如8图 5。则由图 5 知， c=lcv=1290.01m/s=1.29m/s cb=lcbv=120.01m/s=0.12m/s cb=cb/lcb=1.29/0.174 rad/s=7.41rad/s2.加速度分析：取曲柄位置“10”进行加速度分析。因构件 2 和 3 在 a 点处的转动副相连，故=,其大小等于 22l

12、o2a,方向由 a 指向 o2。ana2ana32=6.69rad/s, =22lo2a=6.6920.09 m/s2=4.028m/s2ana3ana2 取 3、4 构件重合点 a 为研究对象，列加速度矢量方程得： aa4 =aa 4 + aa4= aa3n + aa4a3k + aa4a3v大小: ? 42lo4a ? 24a4 a3 ?方向： ? ba o4b ao2 o4b（向左） o4b（沿导路）取加速度极点为 p,加速度比例尺 a=0.04（m/s2）/mm,作加速度多边形如图 6 所示.9 图b610 位置加速度多边形则由图 6 知, aa4=a4a4a=590.04m/s=2.

13、36m/s2,4= aa4/ lo4a= 2.36/0.26 rad/s2=9.07rad/s2aa4a3r=ka4”a =1100.04 m/s2 =4.4 m/s2aa4 =pa4a =630.04 m/s2 =2.52m/s2用加速度影象法求得 ab5 = ab4 =2.52580/260m/s2 =5.62 m/s2又 acbn=2lcb=0.60220.174 ms2=0.070 ms2取 5 构件为研究对象,列加速度矢量方程,得ac= ab+ acbn+ a cb大小 ? ?方向 xx cb bc其加速度多边形如图 6 所示,有10acb= cca =290.04 ms2 =1.1

14、8ms2ac =p ca =1160.04 ms2= 4.64 ms2/ = a cb/cb = 1.180.174 rad/s2=6.78 rad/s2第七章 机构动态静力分析1取第一位置作动态静力分析：取“4”点为研究对象，分离 5、6 构件进行运动静力分析，作阻力体如图 7 所示，=4mm/mm。pfi6g6fr45 图 75、6 构件运动静力分析已知p=9000，g6=800n，又ac=360.02m/s2=0.72,那么我们可以计算fs6= g6/gac =800/9.80.72=58.8n 又f=p+g6+fs6+fp45+fr16=0，作为多边行如图 1-7 所示，n=50n/m

15、m。11图 85、6 构件力多边行由图 8 力多边形可得： fp45=g6fp45n=18150n=9050n fr16= fp45 fr16n=450n=200n在图 8 中，对 c 点取距，有 mc=pyp-g6xs6+ fr16x+fs6ys6=0代入数据得x=2.8147m 分离 3,4 构件进行运动静力分析，杆组力体图如图 9 所示， l=4mm/mm。 已知： fp45=fr45=9050n，g4=200nas4=aa4 lo4s4/lo4a=0.96290/436m/s2=0.65m/s2 , s4=2.2rad/s2 由此可得： fs4=g4/gas4 =200/9.80.65

16、n=14.59n ms4=js4s4=1.22.2nm=2.64nm 在图 9 中，对 o4点取矩得： ma=-fr54lo4b-ms4-fs4l s4 o4-g4sin4。ls4 o4+fr23l o4a=0代入数据：-90500.578-2.64-14.590.29-220sin4。0.29+ fr230.436=0计算得 fr23=12021.3n fr45fr23g4fr14fr14fi4图 93,4 构件运动静力分析 12 由h1=ms/fs4=2.64/ fs4代入数据， fs4= fs4=ms/ h1 =2.64/ h1=14.59得h1=189.6mm 又 f=fr45+fr3

17、2+fs4+g4+fr14n+fr14=0,作力的多边形如图 1-9 所示，n=50n/mm。 图 103、4 构件力多边形由图 10 可得：没算呢 fr14n=afo4nn=750n=350n fr14=6550=3250 n 对曲柄 2 进行运动静力分析，作组力体图如图 11 所示，l=2m/mm。 由图 11 可知，图 11曲柄 2 运动静力分析h2=54mm,则，对曲柄列平行方程有，mo2=m2-fr23h2=0 即m-12021.34510-3=0， 即m=540.96 nm 第八章 求刨头的位移，速度和加速度曲线。1315图 12位移，速度和加速度曲线参考文献1、机械原理/孙恒，陈作模主编第六版北京 20012、理论力学/哈尔滨工业大学理论力学研究室编第六版北京 2002.83、机械原理课程设计指导书/罗洪田主编北京 1986.104、机械原理与课程设计 上册/张策主编北京 2004.9总结我希望能通过这次课程设计对自己的一年的机械原理学习做出总结，同时为将来工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后自己的学习生活打下一个良好的基础。但是这次课程设计的确显得有点心有余而力不足。首先是自己的心态问题,轻视这次课程设计，以为可以像以前一样轻轻松松