牛头刨床导杆机构的运动分析、动态静力分析 机械原理课程设计

青岛理工大学琴岛学院

课程设计说明书

课题名称：机械原理课程设计

学院：机电工程系

专业班级：机械设计制造及其自动化103 学号：***********

学生：丁欢鹏

指导老师：***

青岛理工大学琴岛学院教务处

2012年12月11日

《机械原理课程设计》评阅书

摘要

牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，本次课程设计的主要内容是牛头刨床导杆机构的运动分析和动态静力的分析以及不同设计方案的比较。全班同学在分为三个小组后每人选择一个相互不同的位置，独立绘制运动简图，进行速度、加速度以及机构受力分析，绘制相关运动曲线图，最后将上述各项内容绘制在一张0号图纸上，并完成课程设计说明书。

本次《机械原理》课程设计的主要特点是具有较高的工作独立性内容联系性，和能够通过此次课程设计将相关课程中的相关知识融会贯通，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。

目录

青岛理工大学琴岛学院........................................... I 课程设计说明书 ................................................ I 摘要.................................................... III 1设计任务.. (5)

2导杆机构的基本尺寸确定 (6)

3 导杆机构的运动分析 (7)

3.1 速度分析: (7)

3.2 加速度分析 (8)

4导杆机构的动态静力分析 (10)

4.1 运动副反作用力分析 (10)

4.2 曲柄平衡力矩分析 (10)

总结 (12)

参考文献 (13)

1设计任务

（1）小组成员按设计任务书要求想三个方案、小组讨论确定所选最优设计方案;

（2）确定杆件尺寸;

（3）绘制机构运动简图；

（4）对机械行运动分析，求出相关点或相关构件的参数，如点的位移、速度。列表，并绘制相应的机构运动线图如位移与原动件角曲线；速度与原动转角曲线;

（5）对机械运动的受力分析;

（6）要求学生根据设计任务，绘制必要的图纸。

2导杆机构的基本尺寸确定

见表1-1

设计内容导杆机构的运动分析符号n2 l0204 l02A l04B l BC K 单位r/min mm

方案Ⅲ55 410 99.2 640 0.25 l04B 1.37 设计内容导杆机构的运动分析

符号G4 G6 F J S4单位N kg·m2方案Ⅲ274 686 4000 1.1

表1-1

小组分布图

3 导杆机构的运动分析

3.1 速度分析:

由于构件2和构件3在A处的转动副相连，故VA2=VA3，大小等于ω2 lO2A, 方向垂直于O2 A线，指向与ω2一致。

ω2=2πn2/60

计算得：ω2=5.76rad/s

υA2=ω2·l O2A

计算得：υA3=υA2=5.76×0.099m/s=0.572m/s （⊥O2A）

（1）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? √?

方向⊥O4A⊥O2A ∥O4B

取速度极点P，速度比例尺µv=0.01(m/s)/mm ，手绘作速度多边形。

由图得：

υA4=0.271m/s (⊥O4A)

而υB5=ω42 ·l O4B=0.238 m/s

（2）取5构件作为研究对象，列速度矢量方程。

得：υC = υB + υCB

大小：? √?

方向：水平⊥O4B ⊥BC

取速度极点P，速度比例尺μv=0.025(m/s)/mm ，作速度多边形如图。

由图得：

υC=0.43m/s (水平向右)

υCB=0.14m/s

ω4=υA4/ l O4A=0.71 rad/s

3.2 加速度分析

因构件2和3在A点处的转动副相连，故aA2n = aA3n其大小等于ω22lO2A,

方向由A指向O2。

a A2n=ω22·l O2A

已知：ω2=5.76rad/s

计算得：a A3n = a A2n =5.762×0.0992m/s2=3.29m/s2、、

a A4n=ω42·l O4A=0.045 m/s2

a A4A3k =2ω4υA4A3=0.66 m/s2

取3、4构件重合点A为研究对象，列加速度矢量方程。

得：

a A4 = a A4n + a A4τ= a A3n + a A4A3k + a A4A3r

大小:? ω42l O4A? √2ω4υA4A3?

方向:A→O4⊥O4B A→O2⊥O4B（向右）∥O4B

取加速度极点P’,加速度比例尺µa=0.02（m/s2）/mm ，手绘作加速度多边形。

由图知：、

a A4τ=2.2 m/s2

α= a A4τ/ l O4A=4.89rad/ s2

取5构件为研究对象,列加速度矢量方程。

得：

a c5= a B n+ a Bτ+ a cB n + a cBτ

大小：? √ √ √ ?

方向：水平B→A ⊥O4B C→B ⊥BC

a B n=ω42 l O4B=0.32

1 a Bτ=α·l O4B=3.13 m/s2