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1、
《機 械 原 理》
課程設(shè)計計算說明書
設(shè)計題目 牛 頭 刨 床 設(shè) 計
學(xué)院(部) 機 械 工 程 學(xué) 院
專業(yè)班級 設(shè)維0901班
學(xué)生姓名 易兵
學(xué) 號 2009630644
2、
指導(dǎo)教師(簽字)
6 月 21日 至 7 月2 日
牛頭刨床中導(dǎo)桿機構(gòu)的運動分析
第一章 機械原理課程設(shè)計的目的和任務(wù)
1課程設(shè)計的目的:機械原理課程設(shè)計是高等工業(yè)學(xué)校機械類學(xué)生第一次全面的機械運動學(xué)和動力學(xué)分析與設(shè)計的訓(xùn)練,是本課程的一個重要教學(xué)環(huán)節(jié)。起目的在于進一步加深學(xué)生所學(xué)的理論知識,培養(yǎng)學(xué)生的獨立解決有關(guān)課程實際問題的能力,使學(xué)生對于機械運動學(xué)和動力學(xué)的分析和設(shè)計有一個比較完整的概念。
2課程
3、設(shè)計的任務(wù):機械原理課程設(shè)計的任務(wù)是對機器的主題機構(gòu)進行運動分析。
第二章、機械原理課程設(shè)計的基本要求
1. 作機構(gòu)的運動簡圖,再作機構(gòu)兩個位置的速度,加速度圖,列矢量運動方程;
2.用描點法作機構(gòu)的位移,速度,加速度與時間的曲線。
第三章 機械原理課程設(shè)計的已知條件
導(dǎo)桿機構(gòu)
符號
n2
lo2o4
lo2A
lo4B
lBC
單位
r/min
mm
mm
mm
mm
長度
72
430
110
810
0.36 lo4B
第四章 畫機構(gòu)簡圖
按1:2.5的比例尺畫出第十點的機構(gòu)簡圖,如下圖
4、 圖1-1
第五章 機構(gòu)運動分析
1、速度分析:
取曲柄位置“1”進行速度分析。因構(gòu)件2和3在A處的轉(zhuǎn)動副相連,故VA2=VA3,其大小等于W2lO2A,方向垂直于O2 A線,指向與ω2一致。
ω2=2πn2/60 rad/s=7.54 rad/s
υA3=υA2=ω2lO2A=7.540.11m/s=0.829 m/s(⊥O2A)
取構(gòu)件3和4的重合點A進行速度分析。列速度矢量方程,得
υA4=υA3+υA4A3
大小 ? 0.829 ?
方向 ⊥O4A ⊥O2A
5、 ∥O4B
取速度極點P,速度比例尺v=0.02(m/s)/mm ,作速度多邊形如圖1-2
圖1-2
則由圖1-2知, υA4=μv=3.90.02m/s=0.78 m/s
υA4A3=1.350.02m/s=0.27 m/s
又 ω4=υA4/ lO4A=0.78/0.325 rad/s =2.4 rad/s
υB=ω4 AB=2.40.81 m/s=1.94 m/s
取5構(gòu)件作為研究對象,列速度矢量方程,得
υC5=
6、υB5+υC5B5
大小 ? 1.94 ?
方向 ∥1桿 ⊥O4B ⊥BC
取速度極點P,速度比例尺μv=0.02(m/s)/mm, 作速度多邊行如圖1-2。
則由圖1-2知, υC5= μv=960.02 m/s=1.92 m/s
υC5B5=80.02 m/s=0.16 m/s
ω5=υC5B5/ lBC=0.16/0.292=0.55 rad/s
2.加速度分析:
取曲柄位置“1”進行加速度分析。因構(gòu)件2和3在A點處的轉(zhuǎn)動副相連,
故=,其大小等于ω22lO2A,方向由A指向O2。
ω2=7.54
7、rad/s, ==ω22LO2A=7.5420.11 m/s2=6.25m/s2
取3、4構(gòu)件重合點A為研究對象,列加速度矢量方程得:
aA4 = + aA4τ= aA3n + aA4A3K + aA4A3r
大小: ? ω42lO4A ? 6.25 2ω4υA4 A3 ?
方向: ? B→A ⊥O4B A→O2 ⊥O4B(向左) ∥O4B(沿導(dǎo)路)
取加速度極點為P',加速度比例尺a=0.1(m/s2)/mm,
作加速度多邊形如圖1-3所示.
圖1—3
則由圖1-3知,
8、
aA4τ =3.3 m/s2
aB4τ =3.30.81/0.325=8.22 m/s2
取5構(gòu)件為研究對象,列加速度矢量方
ac5= aB5+ ac5B5n+ a c5B5τ
ac5= aB5n+ a B5τ+ ac5B5n+ a c5B5τ
大小 ? 4.67 8.22 0.07 ?
方向 ⊥1 ∥AB ⊥AB ∥BC ⊥BC
其加速度多邊形如圖1─4所示,有
圖1—4
ac5=8.67m/s2
用同樣的方法得到第五點的速度和加速度
1 按1:2.5
9、的比例尺畫出第五點的機構(gòu)簡圖,如下圖
圖2-1
2計算各點的速度和加速度
υA4=υA3+υA4A3
大小 ? 0.829 ?
方向 ⊥O4A ⊥O2A ∥O4B
其速度多邊形如圖2─2所示,有
圖2-2
υA4=0.81m/s
ω4=υ4/ LO4A=0.81/0.537=1.508 rad/s
υA4A3=0.18m/s
υC5=υB5+υC5B5
大小
10、 ? 1.15 ?
方向 ∥1桿 ⊥O4B ⊥BC
其速度多邊形如圖2─2所示,有
υC5=1.14m/s
υC5B5=0.06m/s
ω5=0.06/0.573=0.11rad/s
aA4 = + aA4τ= aA3n + aA4A3K + aA4A3r
大小: ? ω42lO4A ? 6.25 2ω4υA4 A3 ?
方向: ? B→A ⊥O4B A→O2 ⊥O4B(向右)
11、 //AB
其加速度多邊形如圖2─3所示,有
圖2-3
aA4A3K =2ω4υA4 A3=0.54m/s2
=1.22m/s2
aA4=1.45m/s2
aB4=1.450.81/0.573=2.05m/s2
ac5= aB5+ ac5B5n+ a c5B5τ
大小 ? 2.05 0.004 ?
方向 ⊥1 已知 //BC ⊥
12、BC
其加速度多邊形如圖2─4所示,有
圖2-4
ac5= 1.26m/s2
項目
位置
ω2
υa3
υb
υC
ω4
aA3
aA4τ
aC
ε4
大小
方向
大小
方向
5桿
7.54
0.829
1.15
1.14
1.508
向里
6.25
0.78
1.14
1.36
左
10桿
7.54
0.829
1.94
1.92
2.4
向里
6.25
3.3
8.67
10.15
左
單位
1/s
m/s
m/s
m/
13、s
1/s
1/s
m/s2
m/s2
m/s2
1/s2
1/s2
第六章 求刨頭的位移,速度和加速度曲線
速度與時間,加速度與時間曲線。
a,速度圖線
圖3-1
由以上三條曲線,速度與施加,加速度與時間曲線,可以看出牛頭刨床的運行過程,c點的運動情況。
第七章 參考文獻
1、機械原理/孫恒,陳作模主編——六版——北京2001
2、理論力學(xué)Ⅰ/哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)研究室編——六版——北京2002.8
3、機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書/羅洪田主編——北京1986.10
4、機械原理與課程設(shè)計 上冊/張策主編——北京2004.9
第八章 總結(jié)
通過本次課程設(shè)計,對于機械運動學(xué)和動力學(xué)的分析與設(shè)計有了一個較完整的概念,同時,也培養(yǎng)了我表達,歸納總結(jié)的能力。
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