牛頭刨床導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)態(tài)靜力分析

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上青島理工大學(xué)琴島學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書課題名稱：機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)學(xué) 院：機(jī)電工程系專業(yè)班級(jí)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化081學(xué) 號(hào)：學(xué) 生：劉浩然指導(dǎo)老師：胡之楊 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院教務(wù)處 2010 年 12 月 23 日機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)評(píng)閱書題目牛頭刨床導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)態(tài)靜力分析學(xué)生姓名劉浩然學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師評(píng)語及成績指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日答辯評(píng)語及成績 答辯教師簽名： 年 月 日教研室意見總成績： 室主任簽名： 年 月 日專心-專注-專業(yè)目錄1摘要1概述機(jī)械原理課程是高等學(xué)校機(jī)械類近機(jī)類專業(yè)本、?？茖W(xué)生較全面地運(yùn)用已學(xué)過的知識(shí)，特別是機(jī)械原理部分已學(xué)過的知識(shí)的知

2、識(shí)第一次較全面地對(duì)一項(xiàng)工程實(shí)際的應(yīng)用問題從任務(wù)分析、調(diào)查研究、方案比較、方案確定、繪制出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖、進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)分析與設(shè)計(jì)的基本訓(xùn)練，是該課程的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。其目的在于運(yùn)用已學(xué)過的知識(shí)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，用創(chuàng)新思想確定出解決工程實(shí)際問題的方案及其有關(guān)尺寸，并學(xué)會(huì)將方案繪制出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的能力。培養(yǎng)學(xué)生對(duì)確定的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析及動(dòng)力分析，學(xué)會(huì)按任務(wù)進(jìn)行調(diào)研、實(shí)驗(yàn)、查閱技術(shù)資料、設(shè)計(jì)計(jì)算、制圖等基本技能。在此基礎(chǔ)上初步掌握計(jì)算機(jī)程序的編制，并能用計(jì)算機(jī)解決工程技術(shù)問題。學(xué)會(huì)運(yùn)用團(tuán)隊(duì)精神，集體解決技術(shù)難點(diǎn)的能力。2任務(wù):1. 按設(shè)計(jì)任務(wù)書要求調(diào)研、比較設(shè)計(jì)的可能方案，比較方案

3、的優(yōu)劣，最終確定所選最優(yōu)設(shè)計(jì)方案；2. 確定桿件尺寸；3. 繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖；4. 對(duì)機(jī)械行運(yùn)動(dòng)分析，求出相關(guān)點(diǎn)或相關(guān)構(gòu)件的參數(shù)，如點(diǎn)的位移、速度、加速度；構(gòu)件的角位移、角速度、角加速度。列表，并繪制相應(yīng)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)線圖如位移與原動(dòng)件角曲線；速度與原動(dòng)轉(zhuǎn)角曲線；加速度與原動(dòng)件轉(zhuǎn)角曲線；5. 根據(jù)給定機(jī)器的工作要求，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)飛輪；6. 根據(jù)方案對(duì)各機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，如對(duì)連桿機(jī)構(gòu)按行程速比系數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)；對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線；對(duì)齒輪機(jī)構(gòu)按傳動(dòng)比要求設(shè)計(jì)齒輪減速機(jī)構(gòu)，確定齒輪傳動(dòng)類型，傳動(dòng)比并進(jìn)行齒輪幾何尺寸計(jì)算，繪制齒輪嚙合圖。按間歇運(yùn)動(dòng)要求設(shè)計(jì)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)等等；7. 要求學(xué)

4、生根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，繪制必要的圖紙；8. 編制設(shè)計(jì)計(jì)算程序及相應(yīng)曲線、圖形；編寫設(shè)計(jì)說明書。9. 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的方法，大致可分為圖解法和解析法兩種，圖解法的幾何概念氣清晰、直觀，但需逐個(gè)位置分別分析設(shè)計(jì)計(jì)算精度較低；解析法精度高，且可對(duì)各個(gè)位置進(jìn)行迅速分析計(jì)算，但需要有效方便的計(jì)算軟件。隨著計(jì)算機(jī)呃普及，計(jì)算繪圖軟件增多，圖解法除了用人工繪圖分析設(shè)計(jì)，還出現(xiàn)了利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖解設(shè)計(jì)分析計(jì)算，他的精度也可隨之提高，同時(shí)又保持了形象，直觀的優(yōu)點(diǎn)，因此此法也不失是一種值得提倡的方法。 2 運(yùn)動(dòng)分析:1. 工作原理及工藝動(dòng)作過程牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機(jī)床。刨床工作時(shí), 如圖(1-1）所示，由

5、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)2-3-4-5-6帶動(dòng)刨頭6和刨刀7作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。刨頭右行時(shí)，刨刀進(jìn)行切削，稱工作行程，此時(shí)要求速度較低并且均勻；刨頭左行時(shí)，刨刀不切削，稱空回行程，此時(shí)要求速度較高，以提高生產(chǎn)率。為此刨床采用有急回作用的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。刨頭在工作行程中，受到很大的切削阻力，而空回行程中則沒有切削阻力。切削阻力如圖(b）所示。設(shè)計(jì)內(nèi)容導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析符號(hào)n2單位r/minmm方案I603801105400.250.524050O2AO4xys6s3Xs6CBYs6234567n2FrYFr圖（1-1）對(duì)5點(diǎn)進(jìn)行速度分析：2 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 速度分析速度分析取速度比例尺=對(duì)A點(diǎn)： = + 方向： /大小：

6、 ？ ？=V= V=速度圖見圖2對(duì)于C點(diǎn)： = + 方向： / 大小： ？ ？= = = =速度圖見圖3 加速度分析選取加速度比例尺為=對(duì)于A點(diǎn)：= + = + + 方向： A A / 大?。?？ ?由于= =2= 已知，由加速度圖知：=， =。=, =/=0.5 。加速度圖見圖4對(duì)于C點(diǎn) = + + 方向：/ B CB 大小： ？ ？ 由= ,=已知，根據(jù)根據(jù)加速度圖可得：=， 加速度圖見圖5 3導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析3.1 對(duì)位置5點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析 取“5”點(diǎn)為研究對(duì)象，分離5、6構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)靜力分析已知G6=700N，又ac=ac5=0.22m/s2,那么我們可以計(jì)算FI6= G6/g

7、×ac = (700/9.8×2.9)=207.14 N設(shè)與水平導(dǎo)軌的夾角為，可測(cè)得的大小為由 , 可計(jì), 分離3,4構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)靜力分析，3.2分離3,4構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)靜力分析，已知： FR54=FR45=7445N，G4=200N由此可得： FI4 = -G4/g × a4 = 15.76N 根據(jù)，其中，分別為,作用于的距離（其大小可以測(cè)得），可以求得：=8955N。由力矢量圖-圖6知 ： =4700 N曲柄2進(jìn)行運(yùn)動(dòng)靜力分析，作組力體圖作用于的距離為h，其大小為0.11m所以曲柄上的平衡力矩為：，方向?yàn)槟鏁r(shí)針。4總 結(jié)經(jīng)過為期5天的課程設(shè)計(jì),我有了很多收獲。首

8、先，我在這次課程設(shè)計(jì)中,進(jìn)一步鞏固了所學(xué)的機(jī)械原理知識(shí) ,對(duì)運(yùn)動(dòng)分析和受力分析有了進(jìn)一步的了解,，通過這一次的課程設(shè)計(jì)，我進(jìn)一步鞏固和加深了所學(xué)的基本理論、基本概念和基本知識(shí)，培養(yǎng)了自己分析和解決與本課程有關(guān)的具體機(jī)械所涉及的實(shí)際問題的能力。對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)有了更加深刻的理解，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。而且，這次課程設(shè)計(jì)過程中，與同學(xué)激烈討論，團(tuán)結(jié)合作，最終完美的實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目的，大家都受益匪淺，也對(duì)這次經(jīng)歷難以忘懷。其次通過這次課程設(shè)計(jì)，對(duì)牛頭刨床的工作原理及內(nèi)部各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及機(jī)構(gòu)選型、運(yùn)動(dòng)方案的確定以及對(duì)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析有了初步詳細(xì)精確的了解，這都將為我以后參加工作實(shí)踐有了很大的幫助。

9、非常有成就感，培養(yǎng)了很深的學(xué)習(xí)興趣。還有,我們?cè)谶@次課程設(shè)計(jì)中,用到了電腦知識(shí),對(duì)于對(duì)于使用電腦繪制工程圖有了初步的了解，對(duì)于以后的電腦繪圖和文件編輯有了基本的認(rèn)識(shí)。我在這次設(shè)計(jì)中感到了合作的力量，增強(qiáng)了自己的團(tuán)隊(duì)精神。這將使我受益終生。5方案比較選擇重要評(píng)價(jià)指標(biāo)，將備選方案性能數(shù)據(jù)填入附表1，利用附表2所列評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算公式將計(jì)算結(jié)果填入附表3。在附表3中以方案1為基準(zhǔn)方案,(ACR)jk 為比較評(píng)定因素，其值為各方案的(AF)jk之比（最小的為最佳方案）。附表1：機(jī)構(gòu)性能比較表指標(biāo)數(shù)據(jù)項(xiàng)目方案1方案2方案3備注功能質(zhì)量0.7750.8051.24工作段刨頭最大速度0.4840.60.96工作

10、段刨頭平均速度6.0964.812.72工作段刨頭最大加速度29.42.90.33工作段刨頭加速度最大變化率1208.741726.5804.73工作段刨頭的最大慣性力10250.5711465013005.6機(jī)架對(duì)曲柄的最大反力175271320013052.62機(jī)架對(duì)導(dǎo)桿的最大反力0°/14°0°/4°0°/2.26°最小傳動(dòng)角構(gòu)件3、4/構(gòu)件5、698511001430.6最大平衡力矩經(jīng)濟(jì)適用性能最大運(yùn)動(dòng)輪廓尺寸540X312580X301418X181長寬機(jī)構(gòu)復(fù)雜程度6X76x76X7構(gòu)件數(shù)運(yùn)動(dòng)副數(shù)附表2：機(jī)構(gòu)評(píng)價(jià)指標(biāo)序號(hào)指標(biāo)

11、類型指標(biāo)名稱指標(biāo)值 1運(yùn)動(dòng)性能工作段刨頭接近等速運(yùn)動(dòng)的程度2工作段刨頭加速度曲線平均斜率3動(dòng)力性能刨頭最大慣性力4兩組最小傳動(dòng)角平均值的倒數(shù)5最大機(jī)架反力6最大平衡力矩7經(jīng)濟(jì)適用性最大運(yùn)動(dòng)輪廓尺寸長寬8機(jī)構(gòu)復(fù)雜程度構(gòu)件數(shù)運(yùn)動(dòng)副數(shù)附表2中部分符號(hào)含義如下：、：切削工作段刨頭加速度曲線的最大、最小斜率；、：分別與和相對(duì)應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角；：一級(jí)四桿機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角；：二級(jí)四桿機(jī)構(gòu)最小傳動(dòng)角。附表3：與計(jì)算值表以方案1為基準(zhǔn)方案, 為比較評(píng)定因素，其值為各方案的之比（最小的為最佳方案）。序號(hào)（同附表2）方案1方案2方案311.612.241.41.81.12529.0511.740.1920.320.10353120081726.50.065804.730.6748.3128.653.45150.736.112510250.5711146501.42913065.61.27469