机械原理-课程设计-4’-11点.docx

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1、机械原理课程设计说明书设计题目：牛头刨床机械原理课程设计学校：井冈山大学院（系）：机电工程学院班级：12机制本（2）班姓名：李浩学号：120612007指导教师：李和平时 间： 2014.6.9 6.20-绪论1二设计题目22.1 设计数据22.2 设计内容32.3 设计要求3三机构运动分析及动态静力分析43.1 4,点运动分析43.1.1 速度分析43.1.2 加速度分析53.2 4,点动态静力分析83.3 11点运动分析113.3.1 速度分析123.3.2 加速度分析133.4 11点动态静力分析14四凸轮机构设计184.1 基圆半径确定一一诺谟图法184.2 滚子半径确定204.3 凸

2、轮机构CAD21五齿轮机构设计 255.1 选择变位系数255.2 齿轮各部分尺寸计算27六参考文献30井冈山大学课程设计用纸机电工程学院12机制本（2）班 学生李浩课程设计第3页共32页一、绪论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。全班同学每人由老师选择两个相互不同的位置，独立绘制运动简图，进行速度、加速度以及机构受力分析，绘制相关运线图，由一张A1纸画出两个位置的机构运动简图和A2张A2纸分别画出凸轮和齿轮机构，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

3、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。二、设计题目2.1设计数据导杆机构设计及运动分析符号数值符号数值n2(rmin)607bc (mm)0. 257(hb70204 (mm)380704s4 (mm)0. 57(hb7o2a (mm)110在6 (mm)2404ib (mm)540Js6 (mm)50导杆机构的动态静力分析及飞轮转动惯量确定符号数值符号数值Js4 ( Kg. m2)1. 1”(N)7000G (N)200Yv (mm)80(N)70

4、000. 15凸轮机构设计数据符号数值符号数值max ( )15跖（。）101o7d (mm)125久(0)75(o)40a）2 （）200()75o27 (mm)150齿轮机构设计数据符号数值符号数值Z10m (mm)6Z240a ()202. 2设计内容1）根据题目设计要求，通过设计分析，比较不同运动方案的优劣。2）对方案的主要传动和执行机构进行尺寸综合，用图解法确定有关设计尺寸参数，绘制包括从原动件到执行构件间，组成该机器的所有传动机构的传动系的机构简图。2. 3设计要求1 ,完成两个位置的机构的运动简图一张，并用图解法作机构指定位置的速度、加速度多边形。2 .完成凸轮的运动线图一张，以

5、及齿轮的设计图纸一张。3 .设计计算说明书一份，不少于20页，包括内容：（1）封面、（2）目录、（3）所有设计计算分析过程、（4）心得体会、（5）参考文献。4 .说明书要求字迹工整，绘图准确，装订成册。5 .作图要求准确，比例适当，布局均匀，要求符合国家标准，图页整洁。井冈山大学课程设计用纸三、机构运动分析及动态静力分析3.1运动分析4,点位置如图3 1机构运动简图及运动分析机电工程学院12机制本(2)班 学生李浩课程设计第5页共32页3.1.1速度分析由运动已知的曲柄上A(A2,A3,A4)点开始，列两构件重合点间速度矢量方程，求构件4上A点的速度VA4。因为VA2 = VaL*a =葛=兰

6、泮 x 1 ls = 069im所以办 4 = VA3 + vA4A3大小 ？?方向 1O4A102 A04A取极点P,按比例尺v=0.01(ms)作速度图(与机构简图在同一图样上)，如图3-1所示，并求出构件4 (3)的角速度4和构件4上B点的速度以及构件4与构件3上重合点A的相对速度l%4 0v4 = v pa4 =0.0169m s = 0.69 m! s04 A0.6910.49rad / s = 1.41 rad / s且3 二4(顺时针)vb = coIob = 1.41 0.54m s = 0.76m sv43 = va4a3 = 0.01 0m s = 0m s对构件5B.C点

7、，列同一构件两点间的速度矢量方程:Vc =屋+也大小 ？?方向 xxBC匕=v pc = 0.01 76m s = 0.76mks,rad / s = Orad / svcb _ 0.01 0l 0.1353.1.2加速度分析由运动已知的曲柄上A(A2,A3,A4)点开始，列两构件重合点间加速度矢量方程，求构件4上A点的加速度aA4。因为elA2,=aA3 = aA2 = 3；l02AX Iq2A 0.1 m s2=4.34m / s2井冈山大学课程设计用纸A；4 = coIIo4 =1.4120.49m,v2 =0.97ms2所以,a，A3 = 3v43 2 1.41 0m s2 = 0m

8、/ s1cib = coflci3 = 0 0.135 m s2 = 0m 5,26z4 =+= clA3 + 6z4A3 + 6A4A3 ? ?A-0404 AA0204 A04A取极点p,按比例尺u a = 0.04 (m / s 2 ) / mm作加速度(与机构简图和速度分析矢量图绘在同一图样上)，如图31所示，用影像原理求得构件4上B点和质心S 4点的加速度a B h和a S 4 ,用构件4上A点的切向加速度%，求构件4的角速度机电工程学院12机制本（2）班 学生李浩课程设计第9页共32页aA4a p1a4 = 0.04 24m52 = 0.96m/s2ciBE%4O4A=0.96mk

9、y2 =1.058ms2490=O.5cl3=0.5 x 1.058 m .v2=0.529 m .v2所以，出O4A 049rad / s2 = Q）rad I s1 （川页日寸车十）acj = a b十 A大小方向xxC-BBC井冈山大学课程设计用纸=4 pi d 0.04 3m s? = 0.12m,2 018 rad / s = 0.08rad / s0.1353. 2动态静力分析首先依据运动分析结果，计算构件4的惯性力F 14 （与aS 4反向）.构件4的惯性力矩MI 4 （与巴反向，逆时针）.构件4的惯性力平移距离1 h 4 （方位：右上）.构件6的惯性力矩F I 6 （与a c反

10、向）。=加4,40S4g20 0.529 TV = 10.78 TV9.81“4=O 1.27V m = 07V mz40210.78f6 = m6as = Ja7n-O127V = 8.567V9.81BRJ4图3 2构件4的受力分析和力多边形图3 3构件5 , 6的受力分析和力多边形1 .构件5. 6基本杆组为示力杆因构件5为二力杆，只对构件（滑块6）作受力分析即可，首先列力平衡方程:b = 0p 二 P1 R65 -1 R56F - -F/R54 - l R45Fri6 + 印 + F6 + Gf + Fr 56 = 大小？ J J J ?方向xx / xx xx xx BC按比例尺 F

11、= 1 0 0 N/ mm作力多边形，如图3 4所示，求出运动副反力F R 1 6和 F R 5 6 o%6=100xL15N = 115N加二100x72 = 7200N对c点列力矩平衡方程:Mc =0Fr161 x+fI6 丫86=耳Yf+G6 Xs6l700 240 + 7000 80 - 9.79 50mm = 6326.178mm1152 .取构件3. 4基本杆组为示力杆（如图4 3所示）首先取构件4,对04点列力矩平衡方程（反力FR54的大小和方向为已知），求出反力F R 3 4 ：R54 = -R45R34 = -R43mo4=oFr54 ” 1hl + 耳4 X 1h2 + X

12、 1h3 一 及34 X 1O4A = F1 R3449072002166.8302000N JI / 3 o o 1 再对构件4列力平衡方程，按比例尺F=l 0 ON/mm作力多边形如图3 4所示。求出机架对构件4的反力FR 1 4：jf=oFr54 + G4 + F4 + Fr34 + Frm = 大小?方向BCxx04 A?与4 =1x79 = 79OO7V3 .取构件2为示力体（如图34所示）02如图3 4构件2的受力分析F = 0 Fr32 Fri2 = 0Mo2 = 0 F32lh-MbFr12 =3173.88N=0Mb =3173.8801000Nm = 0Nm机电工程学院12机制木（2）班 学生李浩课程设计第11页共32页pzCk5 bz图3-5机构运动简图及运动分析井冈山大学课程设计用纸机电工程学院12机制本(2)班 学生李浩课程设计第15页共32页1 .速度分析由运动已知的曲柄上A(A2,A3,A4)点开始，列两构件重合点间速度矢量方程，求构件4上A点的速度VA4。因为VA2 = VA3 = 21O2A = 1O2A = 01 lm / = 069 1根 / SoUoU所以VA4 = VA3 + 乙4 A3大小 ？?方向 104 A102 A/7