機(jī)械原理課程設(shè)計牛頭刨床

1、機(jī)械原理課程設(shè)計牛頭刨床(速度分析與受力分析附于最后)說 明 書姓名：分析點(diǎn)：4,10點(diǎn)組號： 第3組 年 7 月 日. 42工作原理 266和78d圖3一設(shè)計任務(wù)二設(shè)計數(shù)據(jù)表11234567892 K l /l 表2PN369三設(shè)計要求2 4 B。2 623四設(shè)計方案選定 2 5or ， 圖25五. 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析=180(k-1/k+1)=30當(dāng)曲軸位于4點(diǎn)時l5l =0.3865mO4S4O4Bl =0.278mbcl =0.111mo2A6L =0.77274mo4B1. 4點(diǎn)速度分析加速度分析取曲柄位置“4”進(jìn)行速度分析。因構(gòu)件 2 和 3 在 A 處的轉(zhuǎn)動副相連，故 = ，其大小等

2、于 l ，方向垂直于O 線，指向與A3A22 O2A2 A 一致。2v =v =w l =(2* n /60)*l =0.58m/sA2A32 O2A2O2A取構(gòu)件3和4的重合點(diǎn)A進(jìn)行速度分析。列速度矢量方程，得 =+ A4A3A4A3大小?方向 O A O AO B424取速度極點(diǎn)P，速度比例尺 =0.05(m/s)/mm,作速度多邊形如圖v則由圖1-2v PA =0.58m/sv4 =v /l =1.08rad/s4 v l =0.595m/sB4 v = A4A3=0.123m/sA4A3，取 5 構(gòu)件作為研究對象，列速度矢量方程 得 = +BC ? O B 4作速度多邊行如圖1-2，則

3、由圖1-2 知7V = Pc=0.5975m/sCv5=v /l =0.11rad/sCB BC由速度已知曲柄上A(A2 A3 A4)矢量方程，求構(gòu)件4 上 A點(diǎn)的加速度aA4,因?yàn)閍 =aA =W l =3.01 m/s232 a =W l =0.439 m/sn242a=2W V =0.265 m/sK23 a =W l =0.003 m/sn22CB5CB取 34 構(gòu)件重合點(diǎn)A為研究對象，列加速度矢量方程得：a = a+ a =a + a+ anA4nKA4A3rA4A4A3A4A3大小: ?方向： ? l?2 ?24O4A4 A4 A3/BA O B /AO O BO B4244取加速

4、度極點(diǎn)為 加速度比例尺=0.01（m/s）/mm,2a作加速度多邊形如圖1-3則由圖1-3知a = u pa4=0.5661m/s2aa =u pb=0.827m/s2Baa =0.5a =0.413m/s2B=a / l =0.68rad/s2A4O4Baaa +aancBnBc=+cB+B大小 ? ?方向 XX /CB其加速度多邊形如圖13,有BC /ABAB8a=l ca=0.55m/s2C取曲柄位置“10”進(jìn)行速度分析。當(dāng)曲軸位于10點(diǎn)時l5l =0.3865mO4S4O4Bl =0.278mbcl =0.111mL =0.338mo4B2. 10,加速度分析10”進(jìn)行速度分析。因構(gòu)件

5、2 和3 在 A處的轉(zhuǎn)動副相連，故 = ，其大小等于 l ，方向垂直于O 線，指向與A3A22 O2A2 A 一致。2v =v =w l =(2* n /60)*l =0.58m/sA2A32 O2A2O2A取構(gòu)件3和4的重合點(diǎn)A進(jìn)行速度分析。列速度矢量方程，得 =+ A4A3A4A3大小?方向 O A O A442取速度極點(diǎn)P，速度比例尺 =0.05(m/s)/mm,作速度多邊形如圖vv PA =0.55m/sv4 =v /l =1.63rad/s4 9v l =1.26m/sB4 v = A4A3=0.204m/sA4A3取 5 構(gòu)件作為研究對象，列速度矢量方程，得 = +BCBC大小 ?

6、方向 O B XXBC4V = Pc=1.235m/sCv5=v /l =0.4rad/sCB BC由速度已知曲柄上A(A2 A3 A4)矢量方程，求構(gòu)件4 上 A點(diǎn)的加速度aA4,因?yàn)閍 =a =W l =3.01 m/s22 a =W l =0.9 m/sn242a A A =2W V =0.665 m/sK24 33 a =W l =0.045 m/sn22CB5CB取 34 構(gòu)件重合點(diǎn)A為研究對象，列加速度矢量方程得：a = a+ a =a + a+ anA4nKA4A3rA4A4A3A4A3大小: ?方向： ? l?2 ?24O4A4 A4 A3/BA O B /AO O BO B4

7、244取加速度極點(diǎn)為 加速度比例尺=0.01（m/s）/mm,2aa = u pa4=1.04m/s2aa =u pb=2.4m/s2Ba10a =0.5a =1.2m/s2B= a/ l =1.57rad/sA42O4Ba ac=a + aancBnB+cB+B大小 ?方向 XX /CBBC/ABAB其加速度多邊形如圖13,有a=l ca=1.76m/s2C六機(jī)構(gòu)動態(tài)靜力分析1. 4 點(diǎn)靜力分析取 S6點(diǎn)為研究對象，分離56構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)動靜力分析，作阻力體如圖 14所示。已知G =700N，又a =0.55m/s 那么我們可以計算26c5F = G /ga =700/100.55=38.5NS

8、66c又 =+G +F +F +F 06S645N代入尺寸解得:F45=3474.722N FN=-264.34N對導(dǎo)桿4受力分析如圖1-5所示，加上慣性力，和慣性力矩F l G4/g =9.02N F =lG4/g =5.26N Mi=n24s4O4S4s4O4S4JS4=0.748Nm由靜力平衡條件對O4點(diǎn)取矩有：Mo4=0 11G4l cos85+F34l -FS4l i-F54cos5l =0O4S4O4AO4SB代入數(shù)據(jù)解得：F34=5065.6N得F =1847N畫出力矩圖從圖中量出尺寸求o4對曲柄受力分析F34和 F02大小相等方向相反即F02= F32=5065.6N，因曲柄平

9、 M=F32l =-562.215Nm,平衡力矩 Mr=M=562.215Nm（逆O2A時針為正）2. 取 S6點(diǎn)為研究對象，分離56構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)動靜力分析，作阻力體如圖已知G =700N，又a =1.76m/s 那么我們可以計算26c5F = G /ga =700/101.76=123.2NS66c又 = G +F F +F =06S645N從受力圖中量出尺寸代入得F45=123.7N FN=689.2N對導(dǎo)桿4受力分析如圖1-5所示，加上慣性力，和慣性力矩，用靜力平衡分析法解。F = l G4/g =12.6N F = lG4/g =19N Mi= n2s44O4S4s4O4S4JS4=1.

10、727Nm由靜力平衡條件對O4點(diǎn)取矩有：Mo4=0 -G4l cos85+F 34 cos20l +FS4l +M-F54cos5l =0O4S4O4AO4SB代入數(shù)據(jù)解得：F34=292.5N做力矩圖如圖所示，從圖中量出尺寸求出F =324.8N對曲柄受力分析F34和 F02大小相等方向相反即F02= F32=292.5N，12因曲柄平M=F32l =32.2Nm,平衡力矩Mr=-M=-32.2N（逆時針為O2A正）七數(shù)據(jù)總匯并繪圖20.43 0.728 0.60 0.8070.44 -0.15 -0.60 -1.24 -1.29-0.6384.94120023.5 86.969 50024

11、1.3 317.9 378.1Mr(Nm)562.2 564.5 504.37 256.5 12.6 20.86 32.2 -67.3-26.031314八飛輪的設(shè)計1 ， = 2 o2 O” o” n 2 215九. 等 曲軸在 4 點(diǎn)時受力分析（u=10N/mm）曲軸在 10 點(diǎn)時受力分析運(yùn)動靜力分析4 點(diǎn)速度矢量圖，加速度矢量圖16u vu a2圖410 點(diǎn)速度，加速度圖，運(yùn)動靜力分析17曲軸 4 點(diǎn)受力分析,力矩圖曲軸10點(diǎn)圖5力矩圖受力分析一、課程設(shè)計任務(wù)書1. 工作原理及工藝動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,如圖1-1）所示，由導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 2-3-4-5-6

12、帶動刨頭 6 和刨刀7 作往復(fù)運(yùn)動 頭右行時，刨刀進(jìn)行切削，稱工作行程，此時要求速度較低并且均勻；刨頭左行時，刨刀不切削，18稱空回行程，此時要求速度較高，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。yX7Ys6sC6Bn2O2r2s344x圖（1-1）19x0.05H0.05HH(b)、設(shè)計說明書1畫機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖1、以O(shè) 為原點(diǎn)定出坐標(biāo)系，根據(jù)尺寸分別定出O B點(diǎn)，42C 點(diǎn)。確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動時的左右極限位置。曲柄位置圖的作法為：取 1 和 8為工作行程起點(diǎn)和終點(diǎn)所對應(yīng)的曲柄位置1和 7 切削起點(diǎn)和終點(diǎn)

13、所對應(yīng)的曲柄位置，其余 2、312 等，是由位置 1 起，順 方向?qū)⑶?圓作 12 等分的位置（如下圖20取第I方案的第4位置和第9位置（如下圖1-3 ）。212.對位置 4點(diǎn)進(jìn)行速度分析和加速度分析l對 A點(diǎn)：=+VVV43A A43方向：BO/O AO B442大?。?？m=0.001 s 673.2390.673239m4 VpasA4l220.673239mV= =s1.38431rA0.486334s44lO A4m s=156.3260.156326mVlsA Ala a433 4V = V =ml4sBB45O B4對于 C點(diǎn)：=+VVVCBCB方向： / O B4大?。?？m

14、s=749.708mlVsClpcm s=49.0895mlbcVsslCBV=r5u ll 速度分析圖：圖 1-4m(b)加速度分析 選取加速度比例尺為 =2 0.001 smma對于 A點(diǎn)：23=+=+aan4ataakarA3443A A43方向： AOO/O BO BO B44424大小：？?由于 =2=0.432808m4.34263ma2laK Vs2s2s22O AA A4A A32434 3=0.931975m已知，anl24O A44根據(jù)加速度圖1-5可得：=0.549416m，=l=3.298112m 。at4larn as2A Aak as2a43=2=m , = / =

15、0.363626 。ralO B Vls2s45CBBC44lO Bl另外還可得出： =1.201248ma a4s2B4O A4=0.01785manCB2ls25BC對于 C點(diǎn)=+aCanCBatCBaB方向：/OCBXX 4大小： ？lO Bl由 =, =1.201248m 已知，0.01785maa2la 4n4s2s2CB5BCBO A4根據(jù)根據(jù)加速度圖可得：=0.617683m ， =0.9942344mlaClats2s2pcCBa n c a加速度分析圖：24圖 1-5對位置 9點(diǎn)進(jìn)行速度分析和加速度分析m s（a） 速度分析取速度比例尺 =l對 A點(diǎn)：=+VVV43A A43

16、方向：BO/O AO B442大?。?？m=0.001 s 328.9949 0.3289949msV pa4l40.3289949mV= =srA0.315119s44lO A4m0.001 s=607.82497msVlA Ala a433 4V = V =ml4sB5B4O B4對于 C點(diǎn)：=+VVVCBCB25方向： / O B4大?。海縨 s=551.8355 mlVsClpcm s=143.6768mlVslbcCBVu l=rs5l 速度分析圖：m(b)加速度分析 選取加速度比例尺為 =2 0.001 smma26對于 A點(diǎn)：=+=+an4at4akaaarA43A A3A A4

17、4 3方向： AOO/O BO BO B44424大?。海?由于 =2=1.26918m4.34263ma2laK Vs2s22O AA A4A A32434 3=0.343.4818m已知，an4l2s24O A4根據(jù)加速度圖1-7可得：=，=l=2.5498973m2.4106178mat4larn as2A Aak as2a43=2=2.57293malO Bs2444lO Bl另外還可得出： =4.4090669ma a4s2B4O A4=0.152911manCB2ls25BC對于 C點(diǎn)=+aCanCBatCBaB方向：/OCBXX 4大?。?？lO Bl由 =, =4.409066

18、9m已知，0.152911maa2la 4n4s2s2CB5BCBO A4根據(jù)根據(jù)加速度圖可得：=， =0.5366925m4.247506maClalts2s2pcCB n caa加速度分析圖：27圖 1-74.對位置 9點(diǎn)進(jìn)行動態(tài)靜力分析”點(diǎn)為研究對象，分離 56構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)動靜力分析，作阻力體如圖18所示。圖 1-8已知G =700N，又a =a =4.2475055m/s 那么我們可以計算26cc528F =- G /ga = - (700/9.84.2475055)= - 303.393565NI66c設(shè) 與水平導(dǎo)軌的夾角為 ，可測得 的大小為2.6456785FR45F F F sin G 0由,可計算出F F F cos 0XI6RYR6R6,F 303.717328F 685.98071R45R6分離3,4構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)動靜力分析，桿組力體圖如圖1-9所示圖 1-9已知： F =F =303.717328N，G =200NR54R454由此可得： F = - G /g a = - 44.99