牛头刨床机构设计

1,对牛头刨床的主体机构运动分析、动态静力分析 2,根据设计任务绘制必要的图纸。

机械原理课程设计

—— 牛头刨床机构设计

设 计： 肖 三

指导老师：

机电与信息工程学院

04交通运输

2006-12-24

1,对牛头刨床的主体机构运动分析、动态静力分析 2,根据设计任务绘制必要的图纸。

一 设计目的：进行课程设计进一步加深本课程所学的理论知识，培养分析和解决问题的能力，对机构运动学和动力学中的分析与综合有一个比较完整的概念，初步具备分析、计算、绘画，运用技术资料设计说明书的能力。

任务：1，对牛头刨床的主体机构运动分析、动态静力分析。 2，根据设计任务绘制必要的图纸。

①机构图、运动分析和静态动力分析 ②刨头的运动线图

二 设计内容和步骤

（一）导杆机构的运动分析：

1、已知条件：曲柄的转速：n2（顺时针），各构件的的尺寸和重心位置，刨头的导路位于导杆端点B轨迹弧的高度平分线上。

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2、设计内容： ①作机构运动简图；

②作7`点位置的速度、加速度多边形，并计算各运动参数； ③作刨头的位移线图、速度线图和加速度线图。 3、计算步骤：

① 绘制机构简图：根据参数取比例尺。过o4点作曲柄圆的两条切线，分别得1和8`点，求出刨头工作行程起点和终点；并根据阻力线图，求出切削起点时A点的相应位置1`和7`；从位置1起；顺w2方向将曲柄圆12等分，分别标为1~12点；用粗实线画出7`点位置的机构简图；求出该位置时刨头的位移。

②对机构进行运动分析；

取比例尺对相对运动图解法作出5点位置的速度多边形和加速度多边形。

2

n

30

64

30

6.70rad/s

vA3 O2A 2 6.7 0.12 0.804m/s

vA4 vA3 vA4A3

垂直O4B 垂直O2A 平行O4B ？ √ ？ 由图解法得：VA4A3=0.67m/s VA4=0.45m/s;

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4

vA40.79

1.0344828rad/slim x 0.498O4A

vB O4B 4 1.0344828 0.58 0.6m/s

vC vB vCB

平行X轴 垂直O4B 垂直BC ? √ ? 由图解法得：vC=0.585m/s vCB=0.16m/s

K2

aA 2 v 2 1.0344828 0.67 1.38623m/s 4A4A34A3

anA4 42O4A 1.03448282 0.435 0.4655m/s2 aA3 22O2A 6.702 0.12 5.3868m/s2

aA4 a

tA4

a

nA4

aA3 a

KA4A3

a

rA4A3

垂直O4A A→O4 A→O2 垂直O4B 平行O4A ？ √ √ √ ？ 由图解法得：atA 3.125mm/s2

4

r22 aAA 2.6mm/s aA4 3.125mm/s

43

4

atA4O4A

3.125

7.1839rad/s 0.435

ans4 42 OS 1.03448282 0.29 0.310295m/s2ats4 4 OS 7.1839 0.29

2.083331m/s2

as4 2.084m/s2

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ab

O4B0.580

a4 3.125 4.1667rad/s

0.435O4A

aC aB a

nCB

aCB

t

平行X轴 同aA4 C→B 垂直BC ? √ √ ? 由图解法得：

t2n2

ac 3.45m/s2 aCB 0.575m/s aCB 0.0.17655m/s

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上表为机构在第四方案第7`位置时的运动分析结果 ③求该位置时刨头位移线图：

根据曲柄所在位置求出刨头的相应位移，并汇集全组同学的位移数据，按位移和时间的比例尺建立坐标，以位置1为起点，量取相应位移的长度并描点，将各点用平滑曲线连接，即得到刨头的位移线图。

上表为第四方案时刨头的位移

④用图解微分法作刨头的速度线图和加速度线图。 ⑤进行误差分析：比较C点用图解法和利用相对运动图解法

所得的结果进行，分别求出速度及加速度的误差，是否满足设计要求（应<1%）。

（二）导杆机构动态静力分析

1、已知条件：摆杆和刨头的重量（刨头的质心可简化在C点上，其余构件的重量忽略不计），导杆4绕质心的转动惯量JS4及切削力P等。

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上表为导杆机构动态静力分析的基本参数

2、设计内容：

①按所分配的方案、位置，用图解法对机构进行机构分析；

Fi6 m6ac 80 3.45 276N Fi4 m4a4 22 2.084 46.2N Mi4 Js4 4 1.2 8.620N m

F

6

0

即： Fi6 G6 P FR6 F56 0

方向 √ √ √ √ √ 大小 √ √ √ ？ ？ 由图解法得：F56 8700N

作用在连杆4上的惯性力及惯性力矩为Fi4和Mi4，总惯性力的

'

偏离质心h4

'

h4

Mi48.620

186.6mm Fi446.2

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又因为 MO4 0

'

G h F h F即： 4O4434O434i4 hO4i4 F56 hO456 0

图上测得：

hO44=26mm hO434=158mm hO456=188mm

hO4i4=145mm

计算得：F34 11190.6N Mb

F32 h 因为F32 F34 图上量得h=23mm

Mb1 11190.6 23 3 10 3 772.2118Nm

②用茹可夫斯基杠杆法求出机构处于该位置时曲柄2所需的平衡力矩Mb 因为

F

P总

0得：

F54P h54P F23P h23P Fi4 hi4p G4 h4p 0

已知：G4 220N h4p从图测出 Fi4 46.2N hi4p从图测出 F54 8700N h23从图测出

P

F23 ？ h23从图测出

P

计算得：F23=6485.25N Mb2=Fb lOA=778.23

2

误差分析： 3、设计步骤：

Mb2 Mb1778.23 772.2118

0.77% Mb2778.23

①分析、计算各构件所受的惯性力Fi和惯性力矩 ，并将

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结果填入表6。

②求出在所分配位置时机构所需的平衡力矩。规定使用茹可夫斯基杠杆法，并规定统一将各力顺时针旋转90 后平衡到速度多边形的相应点上。对于惯性力矩Mb，可将其化为一对力偶加在杆件的两端。汇集全组同学平衡力矩Mb的数据并填入表。

上表为第四组方案各位置所需的平衡力矩

参考文献

1.《机械原理》（第七版）课本——孙恒 陈作模 等主编。

2.《材料力学》（第四版）——刘鸿文主编

3.《机械设计课程设计图册》（第三版）——哈尔滨工业大学 龚桂义 潘沛霖等主编

4.《机械零件设计手册》——金工业出版社

5.《 …… 此处隐藏：1328字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……