《机械原理课程设计说明书(牛头刨床导杆机构的运动分析动态静力分析》.doc

  1.本站不保证该用户上传的文档完整性,不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。

  《 机械原理课程设计 》说明书 PAGE PAGE I 青岛理工大学琴岛学院 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: 青岛理工大学琴岛学院教务处 年 月 日 《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 刘振国 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 ——牛头刨床运动和动力分析 一、机构简介与设计数据 1、机构简介 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床,如图1-1a。电动机经皮带和齿轮传动,带动曲柄2和固结在其上的凸轮8。刨床工作时,由导杆机构2 – 3 – 4 – 5 – 6 带动刨头6和刨刀7作往复运动。刨头右行时,刨刀进行切削,称工作行程,此时要求速度较低并且均匀,以减少电动机容量和提高切削质量;刨头左行时,刨刀不切削,称空回行程,此时要求速度较高,以提高生常率。为此刨床采用有急回作用的导杆机构。刨刀每切削完一次,利用空回行程的时间,凸轮8通过四杆机构1 – 9 – 10 – 11 与棘轮带动螺旋机构(图中未画),使工作台连同工件做一次进给运动,以便刨刀继续切削。刨头在工作行程中,受到很大的切削阻力(在切削的前后各有一段约0.05H的空刀距离,图1-1b),而空回行程中则没有切削阻力。因此刨头在整个运动循环中,受力变化是很大的,这就影响了主轴的匀速运转,故需安装飞轮来减小主轴的速度波动,以提高切削质量和减少电动机容量 a图 a图 b图 图1-1 目 录 TOC \o 1-2 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc270935605 摘 要 = 3 \* ROMAN III HYPERLINK \l _Toc270935606 1设计任务……………………………………………………………………… PAGEREF _Toc270935606 \h 1 HYPERLINK \l _Toc270935607 2 导杆机构的运动分析………………………………………………………… PAGEREF _Toc270935607 \h 2 导杆机构的动态静力分析……………………………………………………………………4 HYPERLINK \l _Toc270935609 3.1运动副反作用力分析 4 3.2力矩分析6 HYPERLINK \l _Toc270935611 4 方案比较……………………………………………………………………… PAGEREF _Toc270935611 \h 7 5总结10 6参考文献10 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,确定曲柄平衡力矩,并对不同法案进行比较,以确定最优方案。要求根据设计任务,绘制必要的图纸和编写说明书等。 2 导杆机构的运动分析 2.1 速度分析 取曲柄位置1’对其进行速度分析,因为2和3在以转动副相连,所以VA2=VA3,其大小等于ω2l02a 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 υA4 = υA3 + υA4A3 大小 ? √ ? 方向 ⊥O4A ⊥O2A ∥O 选比例尺μv=0.004(m/s)/mm,做出速度矢量图(见图a) νA4=0.088m/s νA3=0.816m/s 取5构件作为研究对象,列速度矢量方程,得 υC5 = υB5 + υC5B5 大小 ? √ ? 方向 ∥XX ⊥O4B ⊥BC 取速度极点p,选比例尺μv=0.004(m/s)/mm,做出速度矢量图(见图a) νC5=0.16m/s νC5B5=0.044m/s 2.2 加速度分析 取曲柄位置“1” 故anA2=anA3,其大小等于ω22lO2A,方向由A指向O2。 取3、4构件重合点A为研究对象,列加速度矢量方程 aA4 = a A4τ + aA4τ = aA3n + aA4A3K + aA4A3v 大小: ? ω42lO4A ? √ 2ω4υA4A3 方向: ? B→A ⊥O4B A→O2 ⊥O4B(向左) ∥O4B(沿导路) 取加速度极点为P',加速度比例尺μa=0.02(m/s2)/mm, 作加速度多边形(见图b). aA4≈aA4τ=6.52m/s2 取5构件为研究对象,列加速度矢量方程,得 ac5= aB5+ ac5B5n+ a c5B5τ 大小 ? √ √ ? 方向 ∥XX √ C→B ⊥BC ac5=11.72 m/s2 3导杆机构的动态静力分析 3.1 运动副反作用力分析 取“1”点为研究对象,分离5、6 然后可以列出等式如: 又ΣF=G6+FI6+FR45+FR16=0,作多边行(见图c),μN=10N/mm。 Fp45=750N,FR16=680N 分离3,4构件进行运动静力分析,画出杆组力体图, 已知: FR54=-FR45=750N,G4=220N 对A点取矩得: ΣMA=FR54lAB+MS4-FS4ls4A-G4lS4A+FO4τ·O4A=0(以上各距离都为A点到该力所在直线+G4+FO4n+FO4τ=0,作力的多边形(见图d),μN=5N/mm。 FR23=1610N,FO4n=40 3.2 曲柄平衡力矩分析 取构件2做受力分析 做力矢量图(见图e)取μ=20N/mm Fr32=Fr12=1610N 对O2点取距,得平衡力矩为: M=8.05N/m 4 方案比较 指标数据项目 方案1 方案2 方案3 备注 功 能 质 量 0.78 0.715 1.236 工作段刨头最大速度 0.599 0.551 0.527 工作段刨头平均速度 3.96 4.34 11.72 工作段刨头最大加速度 23.2 31.8 42.869 工作段刨头加速度最大变化率 424 347.2 983 工作段刨头的最大惯性力 15937 14494.3 20480 机架对曲柄的最大反力 8200 6000 13625 机架对导杆的最大反力 90o 85.11o 90o 85o 90o86.94o 最小传动角构件3、4/构件5、6 892.47 1275.5 1411.96 最大平衡力矩 经济 适用 性能 最大运动轮廓尺寸 156875.09 189080 424440 长宽 机构复杂程度 42 42 42 构件数运动副数 序号 指标类型 指标名称 指标值 1 运动性能 工作段刨头接近等速运动的程度 2 工作段刨头加速度曲线 动力性能 刨头最大惯性力 4 两组最小传动角平均值的倒数 5 最大机架反力 6 最大平衡力矩 7 经济适用性 最大运动轮廓尺寸 长宽 8 机构复杂程度 构件数运动副数 附表2中部分符号含义如下: 、:切削工作段刨头加速度曲线的最大、最小斜率; 、:分别与和相对应的曲柄转角; :一级四杆机构的最小传动角; :二级四杆机构最小传动角。 附表3:与计算值表 以方案1为基准方案, 为比较评定因素,其值为各方案的之比(最小的为最佳方案)。 序号 (同附表2) 方案1 方案2 方案3 1 1.302 1 1.298 0.997 2.347 1.80 2 16.137 1 6.81 0.42 42.399 2.63 3 624.4 1 723.26 1.16 983 1.57 4 0.654 1 0.655 1.002 0.9069 1.387 5 15937 1 14494.3 0.909 20480 1.285 6 892.47 1 1275.5 1.43 1411.96 1.582 7 156875.09 1 189080 1.21 437400 2.70 8 42 1 42 1 42 1 综合比较,方案2在多种性能上占有优势,故应该选择方案2 总 结 通过本次课程设计,对于机械运动学和动力学的分析与设计有了一个较完整的概念,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,这为我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,从而更好的像需要的方向努力。同时这次设计也告诉我了无论是学习还是工作,都需要严谨二字,一个数据的微笑错误也可能导致最后的巨大差距,我们无论在学习还是工作都需要以一个端正的态度去用心的完成,这样才能真的有所成就。 总之课程设计虽然很快就结束,但其给我的影响是长远的,在以后的学习中我必须更加努力的学习和了解各种机械技能,增强自己的实力,以在以后的竞争中立于不败之地! 参考文献 [1] 《机械原理》第七版,孙桓主编,永乐国际app,高等教育出版社。 [2] 《机械原理课程设计指导书》罗红天主编,高等教育出版社。

  ·《回城西路以东安昌弄以北二期地块动迁安置房项目外墙装饰工程招标文件》.doc

  ·《国家学生体质健康标准》论文《国家学生体质健康标准》实施后的问题与对策.doc

  ·《机械设计》课程设计说明书-双级铸钢车间型砂传送带传动装置设计.doc

  ·《机电传动控制》课程设计报告-液体混合装置PLC控制.doc.doc

  ·《机电传动控制》课程设计说明书-全自动双面钻的电气控制系统设计.doc

  请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。用户名:验证码:匿名?发表评论