机械设计牛头刨床课程设计Word文档下载推荐.docx
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第四章机械原理课程设计的已知条件
设计数据:
设计
内容
导杆机构的运动分析
导杆机构的动态静力分析
符号
n2
L0204
L02A
L04B
LBC
L04S4
XS6
YS6
G4
G6
P
YP
JS4
单位
r/min
mm
N
kgm2
方
案
Ⅰ
60
380
110
540
0.25
0.5
240
50
200
700
7000
80
1.1
Ⅱ
64
350
90
580
0.3
220
800
9000
1.2
Ⅲ
72
430
810
0.36
180
40
620
8000
100
第五章选择设计方案
1机构运动简图
图1-1
2、选择表Ⅰ中方案Ⅰ。
第六章机构运动分析
1、曲柄位置“1”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“1”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,方向垂直于O2A线,指向与ω2一致。
ω2=2πn2/60rad/s=6.28rad/s
υA3=υA2=ω2·
lO2A=6.28×
0.11m/s=0.69m/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
υA4=υA3+υA4A3
大小?
√?
方向⊥O4A⊥O2A∥O4B
取速度极点P,速度比例尺µ
v=0.01(m/s)/mm,作速度多边形如图1-2
图1-2
则由图1-2知,υA3=
·
μv=69×
0.01m/s=0.69m/s
υA4A3=0m/s
用速度影响法求得,
υB5=υB4=0m/s
又ω4=υA4/lO4A=0rad/s
取5构件作为研究对象,列速度矢量方程,得
υC5=υB5+υC5B5
方向∥XX⊥O4B⊥BC
取速度极点P,速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm,作速度多边行如图1-2。
则由图1-2知,υC5=
μv=0m/s
υC5B5=0m/s
ωCB=0rad/s
2.加速度分析:
取曲柄位置“1”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ω22lO2A,方向由A指向O2。
ω2=6.28rad/s,
=ω22·
LO2A=6.282×
0.11m/s2=4.34m/s2
取3、4构件重合点A为研究对象,列加速度矢量方程得:
aA4=
+aA4τ=aA3n+aA4A3K+aA4A3v
大小:
?
ω42lO4A?
√2ω4υA4A3?
方向:
B→A⊥O4BA→O2⊥O4B(向左)∥O4B(沿导路)
取加速度极点为P',加速度比例尺µ
a=0.1(m/s2)/mm,
作加速度多边形如图1-3所示.
图1—3
则由图1-3知,
aA4=P´
a4´
μa=4.3m/s2
用加速度影象法求得aB5=aB4=6.38m/s2
取5构件为研究对象,列加速度矢量方程,得
ac5=aB5+ac5B5n+ac5B5τ
√√?
方向∥XX√C→B⊥BC
其加速度多边形如图1─3所示,有
ac5=p´
c5´
μa=0.58m/s2
2、曲柄位置“6”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“6”进行速度分析,其分析过程同曲柄位置“1”。
υA4=υA3+υA4A3
v=0.01(m/s)/mm,作速度多边形如图1-4。
图1—4
则由图1-4知,υA4=pa4·
μv=61×
0.01=0.61m/s
υA4A3=a3a4·
μv=34×
0.01m/s=0.34m/s
υB5=υB4=υA4·
O4B/O4A=0.81m/s
取5构件为研究对象,列速度矢量方程,得
υC5=υB5+υC5B5
其速度多边形如图1-4所示,有
υC5=
μv=79×
0.01=0.79m/s
取曲柄位置“6”进行加速度分析,分析过程同曲柄位置“3”.取曲柄构件3和4的重合点A进行加速度分析.列加速度矢量方程,得
aA4=aA4n+aA4τ=aA3n+aA4A3k+aA4A3γ
√2ω4υA4A3?
方向?
B→A⊥O4BA→O2⊥O4B(向右)∥O4B(沿导路)
取加速度极点为P',加速度比例尺μa=0.05(m/s2)/mm,作加速度多边形图1-5
图1-5
则由图1─5知,aA4τ=a4´
a4″·
μa=24×
0.05m/s2=1.2m/s2
α4″=aA4τ∕lO4A=21×
0.05m/s2=1.05m/s2
aA4=p´
μa=33×
0.05m/s2=1.65m/s2
用加速度影象法求得
aB5=aB4=aA4×
lO4B/lO4A=0.125m/s2
取5构件的研究对象,列加速度矢量方程,得
aC5=aB5+aC5B5n+aC5B5τ
大小?
方向∥xx√C→B⊥BC
其加速度多边形如图1─5所示,有
aC5B5τ=C5´
C5″·
μa=23×
0.05m/s2=1.15m/s2
aC5=p´
μa=41×
0.05m/s2=2.05m/s2
第七章.机构运态静力分析
取“1”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1─6所示。
图1—6
已知G6=700N,又ac=ac5=0.58m/s2,那么我们可以计算
FS6=-G6/g×
ac=-700/10×
0.58=-40.6N
又ΣF=P+G6+FS6+Fp45+FR16=0,作为多边行如图1-7所示,µ
N=10N/mm。
图1-7
由图1-7力多边形可得:
FR45=-aFR45·
µ
N=-40×
10N=-400N
FR16=FS6FR16·
N=4.06×
10N=40.6N
分离3,4构件进行运动静力分析,杆组力体图如图1-8所示,
已知:
FR54=-FR45=400N,G4=200N
由此可得:
FS4=-G4/g×
aS4=20×
4.3=86N
MS4=-JS4·
αS4=-1.1×
4.3/0.3637N·
m=-11.N·
8m
在图1-8中,对A点取矩得:
ΣMA=FR54cos8。
lAB+MS4-FS4·
cos60。
ls4A-G4sin13。
lS4A+FO4τ·
O4A=0
图1-8
代入数据,得FO4τ=-170.6N
又ΣF=FR54+FR32+FS4'
+G4+FO4n+FO4τ=0,作力的多边形如图1-9所示,µ
图1-9
由图1-9可得:
FR23=FO4τFR32·
N=66.97×
10N=669.7N
FO4n=aFO4n·
N=4.9×
10N=49N
对曲柄2进行运动静力分析,作组力体图如图1-10所示,
L=10N/m。
图1-10
Fr32=669.7N
第八章求刨头的位移,速度和加速度曲线
位移与时间,速度与时间,加速度与时间曲线。
a,位移图线
b,速度图线
图1-11
由以上三条曲线,位移与时间,速度与施加,加速度与时间曲线,可以看出牛头刨床的运行过程,c点的运动情况。
第九章参考文献
1、机械原理/孙恒,陈作模主编——六版——北京2001
2、理论力学Ⅰ/哈尔滨工业大学理论力学研究室编——六版——北京2002.8
3、机械原理课程设计指导书/罗洪田主编——北京1986.10
4、机械原理与课程设计上册/张策主编——北京2004.9
第十章总结
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。
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- 机械设计 牛头 刨床 课程设计