1、機械設計：牛頭刨床課程設計機 械 原 理課程設計計算說明書 設計題目 牛 頭 刨 床 設 計 學院(部) 機 械 工 程 學 院 專業班級 機 械 051 班 學生姓名 程 陽 銳 學 號 2 5 指導教師(簽字) 張 艷 7 月 16 日 至 7 月 22 日共 1 周 2007 年 7 月 19 日牛頭刨床中導桿機構的運動分析及動態靜力分析第一章 機械原理課程設計的目的和任務1課程設計的目的：機械原理課程設計是高等工業學校機械類學生第一次全面的機械運動學和動力學分析與設計的訓練，是本課程的一個重要教學環節。起目的在于進一步加深學生所學的理論知識，培養學生的獨立解決有關課程實際問題的能力，使

2、學生對于機械運動學和動力學的分析和設計有一個比較完整的概念，具備計算，和使用科技資料的能力。在次基礎上，初步掌握電算程序的編制，并能使用電子計算機來解決工程技術問題。2課程設計的任務：機械原理課程設計的任務是對機器的主題機構進行運動分析。動態靜力分析，并根據給定的機器的工作要求，在次基礎上設計；或對各個機構進行運動設計。要求根據設計任務，繪制必要的圖紙，編制計算程序和編寫說明書等。第二章、機械原理課程設計的方法機械原理課程設計的方法大致可分為圖解法和解析法兩種。圖解法幾何概念比較清晰、直觀；解析法精度較高。第三章、機械原理課程設計的基本要求1 作機構的運動簡圖，再作機構兩個位置的速度，加速度圖

3、，列矢量運動方程；2作機構兩位置之一的動態靜力分析，列力矢量方程，再作力的矢量圖；3.用描點法作機構的位移，速度，加速度與時間的曲線。第四章 機械原理課程設計的已知條件設計數據：設 計內 容導 桿 機 構 的 運 動 分 析導桿機構的動態靜力分析符號n2L0204L02AL04BLBCL04S4XS6YS6G4G6PYPJS4單位r/minmmNmmkgm2方案603801105400.25L04B0.5L04B240502007007000801.164350905800.3L04B0.5L04B200502208009000801.2724301108100.36L04B0.5L04B18

4、04022062080001001.2第五章 選擇設計方案1機構運動簡圖圖2、選擇表中方案。第六章 機構運動分析1、曲柄位置“1”速度分析，加速度分析（列矢量方程，畫速度圖，加速度圖）取曲柄位置“1”進行速度分析。因構件2和3在A處的轉動副相連，故VA2=VA3，其大小等于W2lO2A，方向垂直于O2 A線，指向與2一致。 2=2n2/60 rad/s=6.28rad/sA3=A2=2·lO2A=6.28×0.11m/s=0.69m/s（O2A）取構件3和4的重合點A進行速度分析。列速度矢量方程，得 A4=A3+A4A3大小 ? ?方向 O4A O2A O4B取速度極點P，

5、速度比例尺µv=0.01(m/s)/mm ,作速度多邊形如圖1-2圖1-2則由圖1-2知， A3=·v=69×0.01m/s=0.69 m/s A4A3=0 m/s用速度影響法求得，B5=B4=0 m/s又 4=A4/ lO4A=0 rad/s取5構件作為研究對象，列速度矢量方程，得 C5=B5+C5B5大小 ? ?方向 XX O4B BC取速度極點P，速度比例尺v=0.01(m/s)/mm, 作速度多邊行如圖1-2。則由圖1-2知， C5= ·v=0m/s C5B5=0m/s CB=0 rad/s2.加速度分析：取曲柄位置“1”進行加速度分析。因構件2

6、和3在A點處的轉動副相連，故=,其大小等于22lO2A,方向由A指向O2。2=6.28rad/s, =22·LO2A=6.282×0.11 m/s2=4.34m/s2 取3、4構件重合點A為研究對象，列加速度矢量方程得： aA4 = + aA4= aA3n + aA4A3K + aA4A3v大小: ? 42lO4A ? 24A4 A3 ?方向： ? BA O4B AO2 O4B（向左） O4B（沿導路）取加速度極點為P,加速度比例尺µa=0.1（m/s2）/mm,作加速度多邊形如圖1-3所示.圖3則由圖1-3知, aA4 =P´a4´·

7、;a =4.3m/s2用加速度影象法求得aB5 = aB4 =6.38 m/s2取5構件為研究對象,列加速度矢量方程,得ac5= aB5+ ac5B5n+ a c5B5大小 ? ?方向 XX CB BC其加速度多邊形如圖13所示,有ac5 =p ´c5´·a =0.58 m/s22、曲柄位置“6”速度分析，加速度分析（列矢量方程，畫速度圖，加速度圖）取曲柄位置“6”進行速度分析，其分析過程同曲柄位置“1”。取構件3和4的重合點A進行速度分析。列速度矢量方程，得A4=A3+A4A3大小 ? ?方向 O4A O2A O4B取速度極點P，速度比例尺µv=0.0

8、1(m/s)/mm，作速度多邊形如圖1-4。 圖4則由圖1-4知，A4=pa4·v=61×0.01=0.61 m/s A4A3=a3a4·v=34×0.01m/s=0.34 m/sB5=B4=A4·O4B/ O4A=0.81 m/s取5構件為研究對象，列速度矢量方程，得C5=B5+C5B5大小 ? ?方向 XX O4B BC其速度多邊形如圖1-4所示，有 C5= ·v=79×0.01=0.79 m/s 取曲柄位置“6”進行加速度分析,分析過程同曲柄位置“3”.取曲柄構件3和4的重合點A進行加速度分析.列加速度矢量方程,得aA

9、4= a A4n + a A4= a A3n + a A4A3k + a A4A3大小 ? 42lO4A ? 24A4 A3 ?方向 ? BA O4B AO2 O4B（向右） O4B（沿導路）取加速度極點為P,加速度比例尺a=0.05（m/s2）/mm,作加速度多邊形圖1-5圖1-5則由圖15知， a A4= a4´a4·a =24×0.05 m/s2 =1.2m/s24= a A4lO4A = 21×0.05 m/s2=1.05 m/s2a A4 = p´a4´·a = 33×0.05 m/s2 =1.65 m/

10、s2用加速度影象法求得a B5 = a B4 = a A4 ×lO4B/lO4A=0.125 m/s2 取5構件的研究對象，列加速度矢量方程，得aC5= aB5+ aC5B5n+ aC5B5大小 ? ?方向 xx CB BC其加速度多邊形如圖15所示，有aC5B5= C5´C5·a =23×0.05 m/s2 =1.15 m/s2aC5 = p´C5·a =41×0.05m/s2 =2.05 m/s2第七章機構運態靜力分析取“1”點為研究對象，分離5、6構件進行運動靜力分析，作阻力體如圖16所示。圖16已知G6=700N，又

11、ac=ac5=0.58m/s2,那么我們可以計算FS6=- G6/g×ac =-700/10×0.58=-40.6N 又F=P+G6+FS6+Fp45+FR16=0，作為多邊行如圖1-7所示，µN=10N/mm。圖1-7由圖1-7力多邊形可得： FR45=-aFR45·µN=-40×10N=-400N FR16= FS6 FR16·µN=4.06×10N=40.6N 分離3,4構件進行運動靜力分析，桿組力體圖如圖1-8所示， 已知： FR54=-FR45=400N，G4=200N 由此可得： FS4=-G

12、4/g×aS4 =20×4.3=86N MS4=-JS4·S4=-1.1×4.3/0.3637 N·m= -11.N·8m 在圖1-8中，對A點取矩得： MA=FR54cos8。lAB+MS4-FS4·cos60。·ls4A-G4sin13。·lS4A+FO4·O4A=0圖1-8代入數據， 得FO4=-170.6N 又 F=FR54+FR32+FS4'+G4+FO4n+FO4=0,作力的多邊形如圖1-9所示，µN=10N/mm。 圖1-9由圖1-9可得： FR23=FO4FR32·µN=66.97×10N=669.7N FO4n=aFO4n·µN=4.9×10N=49N 對曲柄2進行運動靜力分析，作組力體圖如圖1-10所示，µL=10N/m。 圖1-10 Fr32=669.7N第八章 求刨頭的位移，速度和加速度曲線位移與時間，速度與時間，加速度與時間曲線。 a,位移圖線b,速度圖線圖1-11由以上三條曲線，位移與時間，速度與施加，加速度與時間曲線，可以