牛头刨床-机械原理课程设计.doc

机械原理课程设计——牛头刨床 (速度分析与受力分析附于最后) 说 明 目录 工作原理 3 一.设计任务 4 二.设计数据 4 三.设计要求 5 1、运动方案设计 5 2、确定执行机构的运动尺寸 5 3、进行导杆机构的运动分析 5 4、对导杆机构进行动态静力分析 5 四.设计方案选定 5 五. 机构的运动分析 7 1. 4点速度分析,加速度分析 8 2. 10点速度,加速度分析 10 六.机构动态静力分析 12 七.数据总汇并绘图 14 九.参考文献 17 工作原理 (a) (b) 图d 一.设计任务 1、 2、确定机构的运动尺寸。 3、导杆机构的运动分析。 、 机架lO2O4(mm) 380 350 430 360 370 400 390 410 380 工作行程H(mm) 310 300 400 330 380 250 390 310 310 行程速比系数K 1.46 1.40 1.40 1.44 1.53 1.34 1.50 1.37 1.46 连杆与导杆之比 lBC/ lO4B 0.25 0.3 0.36 0.33 0.3 0.32 0.33 0.25 0.28 表2 方案 导杆机构的动态静力分析 lO4S4 xS6 yS6 G4 G6 P yp JS4 mm N mm kg.m2 10.5lO4B 240 50 200 700 7000 80 1.1 4，5，6 0.5lO4B 200 50 220 800 9000 80 1.2 7，8，9 0.5lO4B 180 40 220 620 8000 100 1.2 三.设计要求 1、运动方案设计 根据牛头刨床的工作原理，拟定1～2个其他形式的执行机构（连杆机构），给出机构简图并简单介绍其传动特点。 2、确定执行机构的运动尺寸 根据表一对应组的数据，用图解法设计连杆机构的尺寸，并将设计结果和步骤写在设计说明书中。 注意：为使整个过程最大压力角最小，刨头导路 位于导杆端点B所作圆弧高的平分线上(见图d)。 3、进行导杆机构的运动分析 根据表一对应组的数据，每人做曲柄对应2个位置的速度和加速度分析，要求用图解法画出速度多边形，列出矢量方程，求出刨头6的速度、加速度，将过程详细地写在说明书中。 4、对导杆机构进行动态静力分析 根据表二对应组的数据，每人确定机构对应位置的各运动副反力及应加于曲柄上的平衡力矩。作图部分与尺寸设计及运动分析画在同一张纸上（2号或3号图纸）。 提示：如果所给数据不方便作图可稍微改动数据，但各组数据应该一致，并列出改动值。5、数据总汇并绘图 最后根据汇总数据画出一份刨头的位移、速度、加速度线图以及平衡力矩的变化曲线。6、完成说明书 每人编写设计说明书一份。写明组号，对应曲柄的角度位置。 四.设计方案选定 如图2所示，牛头刨床的主传动机构采用导杆机构、连杆滑块机构组成的5杆机构。采用导杆机构，滑块与导杆之间的传动角r始终为90o，且适当确定构件尺寸，可以保证机构工作行程速度较低并且均匀，而空回行程速度较高，满足急回特性要求。适当确定刨头的导路位置，可以使 图2 压力角尽量小。 五. 机构的运动分析 θ=180°(k-1/k+1)=30° 当曲轴位于4点时 lO4S4 =5lO4B=0.3865m lbc=0.278m lo2A=0.111m Lo4B=0.77274m 1. 4点速度分析,加速度分析 取曲柄位置“4”进行速度分析。因构件2和3在A处的转动副相连，故υA3=υA2，其大小等于ω2 lO2A，方向垂直于O2 A线，指向与ω2一致。 vA2=vA3=w2lO2A=(2*πn2/60)*lO2A=0.58m/s 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=0.05(m/s)/mm ,作速度多边形如图 则由图1-2知：vA4=μvPA4=0.58m/s ω4=vA4/lO4A=1.08rad/s vB=ω4lO4B=0.595m/s vA4A3=μA4A3=0.123m/s 取5构件作为研究对象，列速度矢量方程，得 υB =