牛头刨课程设计Word格式文档下载.docx
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1.原始数据
项目
曲柄长度lO2A
刨头行程H
行程速比系数K
刨头驱动力的压力角
数量或条件
110
312.63
1.4599
整个运动循环中的
max具有最小值
单位
mm
/
度
2.基本要求
(a)刀具切削行程H=312mm
(b)刀具行程速比系数K=1.4599
(c)电动机转速1440转/分钟,切削进给工作频率60次/分钟
(d)最大压力角
min<5o
3运动简图
4确定运动方案的尺寸
已知条件:
导杆重量G4
滑块重量G6
切削阻力Fr
LO4S4
YF
XS6
YS6
导杆转动惯量JS4
数量
200
700
7000
1/2LO4B
80
240
50
1.1
N
2
夹角:
导杆长度:
LO4B=
连杆长度:
=0.25
=134.97mm
LO2O4
为了使机构在运动过程中具有良好的传动力特性;
即要求设计时使得机构的最大压力角具有最小,,应此分析得出:
只有将构件5即B点移到两极限位置连线的中垂线上,才能保证机构运动过程的最大压力角具有最小值。
分析如下:
解:
当导杆摆到左边最大位置时,最大压力角为
,刨头可能的最大压力角位置是导杆B和
,设压力角为
,
(见上图)。
根据几何关系
=
。
由于
与
呈背离关系,即
增加则
减小且
>
则要使机构整体压力最小,只要有
,当刨头处于导杆摆弧平均置处
,则
所以
滑块导路与O4间的距离:
O4B
(二)牛头刨床机构运动分析
1曲柄位置“6”速度分析,加速度分析
取曲柄位置“6”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=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
υA3=υA4+υA4A3
大小√?
?
方向⊥O2A⊥O4A∥O4B
作速度多边形:
则由图知:
υA3A4=0.39m/s
υA3=0.69m/s
υA4=0。
57m/s
又υC=υB+υCB
大小?
υA4*O4B/O4A?
方向水平⊥O4B⊥BC
所以υC=0.65m/s
牛头刨床机构位置6点的速度分析表
vA3
VCB
vC
VA4A3
VB
VA4
6
6.28
0.69
0.12
0.65
0.39
0.66
0.57
曲柄位置“6”速度分析图
取曲柄位置“6”进行加速度分析。
ω2=6.28rad/s,aA3=ω22·
LAO2=6.282×
0.11m/s2=4.34m/s2
ω4=υA4/LAO4=1.22m/s
取3、4构件重合点A为研究对象,列加速度矢量方程得:
aA3=aA4n+aA4τ+aA3A4r+aA3A4K
方向:
A→O2A→O4⊥BO4//BO4⊥BO4
大小:
AO2ω22AO4ω42?
?
2ω4υA3A4
作加速度多边形如图所示.
则由图知,
aA4t=3.55m/s2
aB=4.2m/s2
取5构件为研究对象,列加速度矢量方程,得
aC=aB+aCBn+aCBt
方向水平√C→B⊥BC
大小?
√VC2/BC?
其加速度多边形如图所示
aC=4.35m/s2
牛头刨床机构位置6点的加速度分析表
aA3
aKA4A3
anA4
atA4
arA3A4
anCB
ac
大小
方向
1.22
顺时针
4.338
0.952
0.877
3.55
4.2
0.106
4.35
曲柄位置“6”加速度图
5.2曲柄位置“12”速度分析,加速度分析
取曲柄位置“12”进行速度分析,。
υA3=υA4+υA3A4
作速度多边形如图
则由图知,
υ3=0.69m/s
υA4=0.35m/s
υA3A4=0.59m/s
取5构件为研究对象,列速度矢量方程,得
υC=υB+υCB
其速度多边形如图所示
υCB=0.12m/s
υB=0.61m/s
牛头刨床机构位置12点的速度分析表
12
6.28
0.59
0.61
0.35
曲柄位置“12”速度分析图
取曲柄位置“12”进行加速度分析
ω4=υA4/LAO4=1.125m/s2
2ω4υA3A
作加速度多边形图
则由图知,
aA4″=2.4m/s2
aA3=4.33m/s2
取5构件的研究对象,列加速度矢量方程,得
aB=4.17m/s2
aC=4.15m/s2
牛头刨床机构位置12点的加速度分析表
1.125
1.327
0.393
2.35
2.5
0.105
4.15
(四)动态静力分析
在分析动态静力的过程中可以分为刨头,摇杆滑块,曲柄三个部分。
首先说明刨头的力的分析过程:
对于刨头(构件6)可以列出以下力的平衡方程式:
∑F=0Fr+G6+Fi6+R45+R16=0
方向:
水平向下与ac反向∥BC向上
大小:
7000700-m6ac?
以作图法求得:
R45=6580NR16=280Fi6=304.5
位置2R45=6580NR16=304.5N
我们还可以得到:
R45=R65=6580N
对于摇杆滑块机构可以列出平衡方程式:
∑F=0R54+R34+Fi4+G4+R14=0
方向:
∥BC⊥O4B∥a4∥y轴?
R54?
m4a4220?
力矩平衡方程式:
∑M=0-R54*h54+R34*h34+Mi4+Fi4*hi4+G4*h4=0
由此可以求得R34的大小:
R34=7547N
所以:
位置4R32=7547N
在摇杆上可以得到R34=-R32
牛头刨床机构位置6受力分析表
Fi6
Fi4
Mi4
lh4
304
41.6
8.36顺时针
0.044
Nm
m
Fr
R56=R65
R54=R54
R34=R23
6
7000
6580
6580
7547
构件6
构件6受力分析图
构件5
构件4
构件4受力分析图
构件3
构件2
三位移、速度、加速度曲线图
1位移曲线图
2速度曲线图
3加速度曲线图
四、小结
通过这次课程设计,我有了很多收获。
首先,通过这一次的课程设计,我进一步巩固和加深了所学的基本理论、基本概念和基本知识,培养了自己分析和解决与本课程有关的具体机械所涉及的实际问题的能力。
对平面连杆机构和凸轮有了更加深刻的理解,为后续课程的学习奠定了坚实的基础。
而且,这次课程设计过程中,与同学们激烈讨论,团结合作,最终完美的实现了预期的目的,大家都收益匪浅,也对这次经历难以忘怀。
其次通过这次课程设计,对牛头刨床的工作原理及其内部个传动机构以及机构选型、运动方案的确定以及对导杆机构进行运动分析有了初步详细精确话的了解,这都将为我以后参加工作实践有很大的帮助。
非常有成就感,培养了很深的学习兴趣。
衷心感谢许老师这个学期以来的悉心教导与鼓励,在许老师的耐心指导下,我们才能完成了这次的课程设计,并从中学到了非常多的知识。
再一次衷心感谢许老师
五参考文献
[1]孙桓,陈作模。
机械原理[M]。
北京:
高等教育出版社,2006
[2]陈忠安,王静。
材料力学。
北京大学出版社,2009
[3]盛东安,刘军。
理论力学。
北京大学出版社,2007
[4]张佑林,王琳。
现代机械工程图学教程。
科学出版社,2007
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