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徐州师范大学机电工程学院 课 程 设 计 说 明 书 课程名称 机械原理课程设计 指导老师 王永军 班 级 09机52 学 号 姓 名 王植 2011年 6月 21日 课 程 设 计 任 务 书 姓名： 王植 专业班级： 09机52 设计题目： 牛头刨床机构分析 设计条件及要求： 1．原始参数：（按每人任务书填写） 题 号 导杆机构运动分析 导杆机构动态静力分析 转速n2(r/min) 机架lO2O4(mm) 工作行 程H(mm) 行程速比系数K 连杆与导杆之比lBC / lO4B 工作阻力Fmax(N) 导杆质量m4 (kg) 滑块6质量m6 (kg) 导杆4质心转动惯量 Js4 (kg ·m2) 350 300 1.40 0.3 4600 20 70 1.1 2．设计要求：（按任务书填写） (1) 根据给定的工作原理和设计数据确定机构的运动尺寸，按照指定位置画出机构运动简图。要求用图解法设计，并将设计结果和步骤写在设计说明书中。 2) 导杆机构的运动分析。用图解法求出指定位置处刨头6的位移、速度、加速度及导杆4的角速度和角加速度，计算过程详细写在说明书中。 3) 导杆机构的动态静力分析。用图解法求出自己作业要求位置处的平衡力矩和功率。 4) 编写设计说明书一份。应包括设计任务、设计参数、设计计算过程等。目录 1、机构的运动尺寸导杆机构的运动分析导杆机构的动态静力分析 步骤: 画出O?O?=350mm 已知行程速比系数k，根据极位夹角=180?×（k-1） 四边形C?C?B?B?为平行四边形，所以有B?B?=工作行程300mm，且B?点与B?点关于O?O?对称，在三角形O?GB?中得B?O?=579.6mm。画出B?O?。 导杆左右摆动，其上B点，最高点和最低点，在垂直方向的中点记为H，当铰链C水平轨迹过H点时有最小的压力角，此时C点与O?点的垂直距离为219.7mm。即作出C点轨迹。 O?B=579.6mm，且连杆与导杆之比为0.3，得BC=173.9mm。以B点为圆心BC为半径画圆交C点轨迹交点即为C?,其余点亦如此。 作O?A?垂直于B?O?交点为A?,以O?为圆心，过A?点作圆O?即为A点的轨迹圆。在圆周上取A?满足O?A?与O?A?夹角为50?。如图所示。（取长度比例尺=0.002m/mm,实际画图，转化为图上尺寸） 导杆机构的运动分 速度分析： 取构件3和4的重合点A进行速度分析。 有ω2= 2πn2/60=2×3.14×49/60rad/s=5.13rad/s 其转向为顺时针方向。 υA3=υA2=ω2×lO2A =5.13×0.0906=0.465 m/s 方向: ⊥O2A 列速度矢量方程，得 υA3 =υA4 + υA3A4 大小 0.55 ？ ? 方向⊥O?A ⊥O?A ∥O?B 取速度极点P，速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm，作速度多边形如图。 则由图知， υA4=pa4·μv=35×0.01 m/s =0.35m/s 方向p→a4 υA3A4=a3a4·μv=31×0.01m/s=0.31m/s 方向a3→a4 ω4=υA4/（lO4A·μl ）=0.35/0.41 rad/s =0.854rad/s 其转向为顺时针方向。 υB5=υB4=ω4·lO4B =0.854×0.5796=0.495m/s方向p→b5 取5构件为研究对象，列速度矢量方程，得 υC = υB5 + υCB5 大小 ? 0.32 ? 方向∥C?C? ⊥O4B ⊥BC υC=pc·μv=49×0.01 m/s =0.49m/s方向p→c υCB5=b5c·μv=10×0.01 m/s =0.1m/s方向b5→c 所以刨头的速度为0.49m/s方向p→c 加速度分析： 取曲柄构件3和4的重合点A进行加速度分析. 列加速度矢量方程,得 aA4 = a A4n + a A4t = a A3 + a A4A3k + a A4A3r 大小 ? √ ? √ √ ? 方向 ? A→O4 ⊥O4B A→O2 ⊥O4B ∥O4B aA4n=ω42×lO4A×μl =0.62×205×0.002 m/s2=0.299m/s2 a A3=ω22×lO2A·μl=5.02×45.3×0.002m/s2=2.75m/s2 aA3 A4k=2ω4υA4A3=2×0.