牛头刨床课程设计牛头刨床中导杆机构的运动分析

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1、 《机 械 原 理》 课程设计计算说明书 设计题目 牛 头 刨 床 设 计 学院(部) 机 械 工 程 学 院 专业班级 设维0901班 学生姓名 易兵 学 号 2009630644

2、 指导教师(签字) 6 月 21日 至 7 月2 日 牛头刨床中导杆机构的运动分析 第一章 机械原理课程设计的目的和任务 1课程设计的目的：机械原理课程设计是高等工业学校机械类学生第一次全面的机械运动学和动力学分析与设计的训练，是本课程的一个重要教学环节。起目的在于进一步加深学生所学的理论知识，培养学生的独立解决有关课程实际问题的能力，使学生对于机械运动学和动力学的分析和设计有一个比较完整的概念。 2课程

3、设计的任务：机械原理课程设计的任务是对机器的主题机构进行运动分析。 第二章、机械原理课程设计的基本要求 1． 作机构的运动简图，再作机构两个位置的速度，加速度图，列矢量运动方程； 2.用描点法作机构的位移，速度，加速度与时间的曲线。 第三章 机械原理课程设计的已知条件 导杆机构 符号 n2 lo2o4 lo2A lo4B lBC 单位 r/min mm mm mm mm 长度 72 430 110 810 0.36 lo4B 第四章 画机构简图 按1：2.5的比例尺画出第十点的机构简图，如下图

4、 图１－１ 第五章 机构运动分析 1、速度分析： 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O2 A线，指向与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 ? 0.829 ？ 方向 ⊥O4A ⊥O2A

5、 ∥O4B 取速度极点P，速度比例尺v=0.02(m/s)/mm ,作速度多边形如图1-2 图1-2 则由图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构件作为研究对象，列速度矢量方程，得 υC5=

6、υB5+υC5B5 大小 ? 1.94 ? 方向 ∥1杆 ⊥O4B ⊥BC 取速度极点P，速度比例尺μv=0.02(m/s)/mm, 作速度多边行如图1-2。 则由图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”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=7.54

7、rad/s, ==ω22LO2A=7.5420.11 m/s2=6.25m/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 + aA4A3r 大小: ? ω42lO4A ? 6.25 2ω4υA4 A3 ? 方向： ? B→A ⊥O4B A→O2 ⊥O4B（向左） ∥O4B（沿导路） 取加速度极点为P＇,加速度比例尺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,

8、 aA4τ =3.3 m/s2 aB4τ =3.30.81/0.325=8.22 m/s2 取5构件为研究对象,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 其加速度多边形如图1─4所示,有 图１—4 ac5=8.67m/s2 用同样的方法得到第五点的速度和加速度 1 按1：2.5

9、的比例尺画出第五点的机构简图，如下图 图2-1 2计算各点的速度和加速度 υA4=υA3+υA4A3 大小 ? 0.829 ？ 方向 ⊥O4A ⊥O2A ∥O4B 其速度多边形如图2─2所示,有 图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杆 ⊥O4B ⊥BC 其速度多边形如图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 其加速度多边形如图2─3所示,有 图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 其加速度多边形如图2─4所示,有 图2-4 ac5= 1.26m/s2 项目 位置 ω2 υa3 υb υC ω4 aA3 aA4τ aC ε4 大小 方向 大小 方向 5杆 7.54 0.829 1.15 1.14 1.508 向里 6.25 0.78 1.14 1.36 左 10杆 7.54 0.829 1.94 1.92 2.4 向里 6.25 3.3 8.67 10.15 左 单位 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 求刨头的位移，速度和加速度曲线 速度与时间，加速度与时间曲线。 a,速度图线 图3-1 由以上三条曲线，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。 第七章 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 第八章 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。 9