機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)16040

1、設(shè)計(jì)題目：六桿插床機(jī)構(gòu)分析一、圖11 插床機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖表 1-2 機(jī)構(gòu)位置分配表學(xué)生序號(hào)1234567891011121314速度圖（位置）123456789101112始終加速度圖（位置）123456789101112始終說(shuō)明：在學(xué)生編號(hào)的對(duì)應(yīng)位置打繪制速度圖與加速度圖以及力分析圖二、設(shè)計(jì)內(nèi)容導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析曲柄轉(zhuǎn)數(shù)n1/(r/min)行程速比系數(shù)滑塊沖程H/mm桿長(zhǎng)LBC/Lo3BLoo3abc/mm數(shù)據(jù)30210011505050125設(shè)計(jì)內(nèi)容導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析及飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的確定導(dǎo)桿3的重力G3/N導(dǎo)桿5的重力G5/N導(dǎo)桿3的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Js3/(kg.m2)dmm阻力Q/

2、N運(yùn)動(dòng)不均勻系數(shù)數(shù)據(jù)1603200.1412010001/25圖11 插床機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖表 1-2 機(jī)構(gòu)位置分配表學(xué)生序號(hào)1516171819202122232425262728速度圖（位置）123456789101112始終加速度圖（位置）123456789101112始終說(shuō)明：在學(xué)生編號(hào)的對(duì)應(yīng)位置打繪制速度圖與加速度圖以及力分析圖。三設(shè)設(shè)計(jì)內(nèi)容導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析曲柄轉(zhuǎn)數(shù)n1/(r/min)行程速比系數(shù)滑塊沖程H/mm桿長(zhǎng)LBC/Lo3BLoo3abc/mm數(shù)據(jù)601.510011505050125設(shè)計(jì)內(nèi)容導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析及飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的確定導(dǎo)桿3的重力G3/N導(dǎo)桿5的重力G5

3、/N導(dǎo)桿3的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Js3/(kg.m2)dmm阻力Q/N運(yùn)動(dòng)不均勻系數(shù)數(shù)數(shù)據(jù)1603200.1412010001/25圖11 插床機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖表 1-2 機(jī)構(gòu)位置分配表學(xué)生序號(hào)2930313233343536373839404142速度圖（位置）123456789101112始終加速度圖（位置）123456789101112始終說(shuō)明：在學(xué)生編號(hào)的對(duì)應(yīng)位置打繪制速度圖與加速度圖以及力分析圖。四、設(shè)設(shè)計(jì)內(nèi)容導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析曲柄轉(zhuǎn)數(shù)n1/(r/min)行程速比系數(shù)滑塊沖程H/mm桿長(zhǎng)LBC/Lo3BLoo3abc/mm數(shù)據(jù)60210011505050125設(shè)計(jì)內(nèi)容導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析

4、及飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的確定導(dǎo)桿3的重力G3/N導(dǎo)桿5的重力G5/N導(dǎo)桿3的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Js3/(kg.m2)dmm阻力Q/N運(yùn)動(dòng)不均勻系數(shù)數(shù)數(shù)據(jù)1603200.141208001/25圖11 插床機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖表 1-2 機(jī)構(gòu)位置分配表學(xué)生序號(hào)4344454647484950515253545556速度圖（位置）123456789101112始終加速度圖（位置）123456789101112始終說(shuō)明：在學(xué)生編號(hào)的對(duì)應(yīng)位置打繪制速度圖與加速度圖以及力分析圖。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)-六桿插床機(jī)構(gòu)分析一、課程設(shè)計(jì)的目的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是高等工科院校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生第一次較全面的機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析與設(shè)計(jì)的訓(xùn)

5、練，其目的在于進(jìn)一步加深學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決有關(guān)實(shí)際問(wèn)題的能力，使學(xué)生對(duì)于機(jī)械動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)的分析與設(shè)計(jì)有一較完整的概念。二、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容與步驟1、插床機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)插床機(jī)構(gòu)由齒輪、導(dǎo)桿和凸輪等組成，如圖11所示(齒輪、凸輪未畫(huà)出)。電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)減速裝置,使曲柄1轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過(guò)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)使裝有刀具的滑塊沿導(dǎo)路yy作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)刀具切削運(yùn)動(dòng)，并要求刀具有急回運(yùn)動(dòng)。刀具與工作臺(tái)之間的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，是由固結(jié)于軸O2上的凸輪驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)從動(dòng)桿和其它有關(guān)機(jī)構(gòu)（圖中未畫(huà)出）來(lái)完成的。插床設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如表11所示。圖11 插床機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖表1-1 插床設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表2、插床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟 （1

6、）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)分析 已知 行程速比系數(shù)K，滑塊沖程H，中心距LO2O3，比值lBC/lO3B，各構(gòu)件重心S的位置，曲柄每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)n1。 要求 設(shè)計(jì)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，作機(jī)構(gòu)各個(gè)位置的速度和加速度多邊形，作滑塊的運(yùn)動(dòng)線圖，以上內(nèi)容與后面動(dòng)態(tài)靜力分析一起畫(huà)在2號(hào)圖紙上（見(jiàn)參考圖例1）。 步驟 1）設(shè)計(jì)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。按已知數(shù)據(jù)確定導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的各未知參數(shù)，其中滑塊5導(dǎo)路y-y的位置可根據(jù)連桿4傳力給滑塊5的最有利條件來(lái)確定，即y-y應(yīng)位于B點(diǎn)所畫(huà)圓弧高的平分線上（見(jiàn)參考圖例1）。 2）作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。選取長(zhǎng)度比例尺l(m/mm)，按表1-2所分配的加速度位置用粗線畫(huà)出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。曲柄位置的作法如圖1-2；取

7、滑塊5 在下極限時(shí)所對(duì)應(yīng)的曲柄位置為起始位置1，按轉(zhuǎn)向?qū)⑶鷪A周十二等分，得12個(gè)曲柄位置，位置5對(duì)應(yīng)于滑塊5處于上極限位置。再作出開(kāi)始切削和終止切削所對(duì)應(yīng)的5和12兩位置。共計(jì)14個(gè)機(jī)構(gòu)位置，可以14個(gè)學(xué)生為一組。圖1-2 曲柄位置圖表 1-2 機(jī)構(gòu)位置分配表學(xué)生序號(hào)1234567891011121314速度圖（位置）123456789101112始終加速度圖（位置）123456789101112始終力分析圖（位置）123456789101112始終3）作滑塊的運(yùn)動(dòng)線圖。為了能直接從機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖上量取滑塊位移，取位移比例尺s=l，根據(jù)機(jī)構(gòu)及滑塊5上C點(diǎn)的各對(duì)應(yīng)位置，作出滑塊的運(yùn)動(dòng)線圖sc(t

8、)、然后根據(jù)sc(t)線圖用圖解微分法（弦線法）作滑塊的速度vc(t)線圖（圖1-2），并將其結(jié)果與4）相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法的結(jié)果比較。圖1-2 用圖解微分法求滑塊的位移與速度線圖4）用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法作速度、加速度多邊形。選取速度比例尺v(ms-1)/mm和加速度比例尺 a(ms-2)/mm，作該位置的速度和加速度多邊形（見(jiàn)圖1-3）。 求其 中 (rad/s) 列出 向 量 方 程 ,求 用速度影像法求 列 出 向 量 方 程 ,求 a）速度圖 b）加速度圖圖1-3 位置7的速度與加速度圖 （2）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析已知 各構(gòu)件重力G及其對(duì)重心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Js、阻力線圖（圖11）及已得出的機(jī)構(gòu)尺

9、寸、速度和加速度。1）繪制機(jī)構(gòu)的力分析圖（圖1-4）。力分析的方法請(qǐng)參考機(jī)械原理教材圖1-4 位置7的力分析圖已知 各構(gòu)件重力G及其對(duì)重心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Js、阻力線圖（圖11）及已得出的機(jī)構(gòu)尺寸、速度和加速度，求出等效構(gòu)件1的等效阻力矩Mr。（注意：在切削始點(diǎn)與切削終點(diǎn)等效阻力矩應(yīng)有雙值）2）收集其他13位同學(xué)在各位置求出的等效阻力矩Mr列表于1-3中。表1-3等效構(gòu)件1的等效阻力矩Mr數(shù)據(jù)匯總位置123456789101112始終Mr3）選取力矩比例尺M(jìn)(N.mm/mm)，繪制等效阻力矩Mr的曲線圖（圖1-4）圖1-4 等效阻力矩Mr和阻力功Ar的曲線圖利用圖解積分法對(duì)Mr進(jìn)行積分求出Ar-曲線圖，假設(shè)驅(qū)動(dòng)力矩Md為恒定，由于插床機(jī)構(gòu)在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)周期內(nèi)做功相等，所以驅(qū)動(dòng)力矩在一個(gè)周期內(nèi)的做功曲線為一斜直線并且與Ar曲線的終點(diǎn)相交如圖1-4中Ad所示，根據(jù)導(dǎo)數(shù)關(guān)系可以求出Md曲線（為一水平直線）。4）作動(dòng)能增量線。取比例尺 （mm），動(dòng)能變化dr，其值可直接由圖1-4上d（）與r（）曲線對(duì)應(yīng)