牛头刨床机械原理课程设计说明书__李运增10-7

机械原理课程设计 说明书 I 青岛理工大学琴岛学院青岛理工大学琴岛学院 课程设计说明书课程设计说明书 课题名称 机械原理课程设计课题名称 机械原理课程设计 学学 院 机电工程系院 机电工程系 专业班级 机械设计制造及其自动化专业班级 机械设计制造及其自动化 107 班班 学学 号 号 20100302015 学学 生 李运增生 李运增 指导老师 李明涛指导老师 李明涛 青岛理工大学琴岛学院教务处青岛理工大学琴岛学院教务处 2012 年年 12 月月 7 日日 机械原理课程设计 说明书 II 机械原理课程设计机械原理课程设计 评阅书评阅书 题目牛头刨床导杆机构的运动分析 动态静力分析牛头刨床导杆机构的运动分析 动态静力分析 学生姓名李运增李运增学号20100302015 指导教师评语及成绩 指导教师签名 年 月 日 答辩评语及成绩 答辩教师签名 年 月 日 教研室意见 总成绩 室主任签名 年 月 日 机械原理课程设计 说明书 III 摘摘 要要 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 机械原理课程设计 说明书 IV 目目 录录 摘要摘要 1 1 设计任务 设计任务 1 2 2 导杆机构的基本尺寸确定 导杆机构的基本尺寸确定 2 2 1 设计数据 2 2 2 机构运动简图 2 3 3 导杆机构的运动分析 导杆机构的运动分析 3 3 1 速度分析 3 3 2 加速度分析 5 4 4 导杆机构的动态静力分析 导杆机构的动态静力分析 7 4 1 运动副反作用力分析 7 4 2 曲柄平衡力矩分析 8 总总 结结 11 参考文献 12 机械原理课程设计 说明书 1 1 1 设计任务 设计任务 机械原理课程设计是高等工业学校机械类学生第一次全面的机械运动学和动力学 分析与设计的训练 是本课程的一个重要教学环节 机械原理课程设计的任务是对机器的主题机构进行运动分析 动态静力分析 并 根据给定的机器的工作要求 在此基础上进行相关设计 同时根据设计任务 绘制必 要的图纸和编写说明书等 编 号 01020304050607080910111213 14 位 置 10 40 60 80 95 120 140 160 180 200 240 270 300 330 学 号 214 215216217218219220221222223013015014 机械原理课程设计 说明书 2 2 2 导杆机构的基本尺寸确定 导杆机构的基本尺寸确定 2 1 设计数据 K 180 180 1 44 32 lO4O2 0 36m lO2A 0 36 sin16 0 0992m H 0 33m lO4B H sin16 0 5986m lBC lO4B 0 33 197 538m 2 2 机构运动简图 见手工图 机械原理课程设计 说明书 3 3 3 导杆机构的运动分析 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 2 lO2A 方向 垂直于O2 A线 指向与 2一致 2 2 n2 60 计算得 2 5 45rad s A2 2 lO2A 计算得 A3 A2 5 45 0 0992m s 0 541m 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 A4 A3 A4A3 大小 0 541 方向 O4A O2A O4B 取速度极点P 速度比例尺 v 0 005 m s mm 作速度多边形如图 机械原理课程设计 说明书 4 由图得 A4 0 5m s O4A 向左 因 B 与 A 同在导杆 4 上 由速度影像法 B A4 lO4B lO4A 计算得 B 0 113m s 2 取 5 构件作为研究对象 列速度矢量方程 得 C5 B C5B 大小 0 113 方向 水平 O4B BC 取速度极点P 速度比例尺 v 0 01 m s mm 作速度多边形如图 由图得 C5 0 112m s 水平向左 C5B 0 07m s 4 A4 lO4A 1 884 rad s 机械原理课程设计 说明书 5 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 22lO2A 方向 由 A 指向 O2 aA2n 22 lO2A 已知 2 5 45rad s 计算得 aA3n aA2n 5 452 0 0992m s2 2 946m s2 取 3 4 构件重合点 A 为研究对象 列加速度矢量方程 得 aA4 aA4n aA4 aA3n aA4A3k aA4A3r 大小 42lO4A 2 946 2 4 A4 A3 方向 B A O4B A O2 O4B 向右 O4B 沿导路 取加速度极点P 加速度比例尺 a 0 05 m s2 mm 作加速度多边形 如图所示 机械原理课程设计 说明书 6 由图知 aA4 1 925m s2 由加速度影象法得 aB4 aA4 lO4B lO4A 计算得 aB4 4 25m s2 aB aB4 4 25m s2 取 5 构件为研究对象 列加速度矢量方程 得 ac aBn a B acBn a cB 大小 1 05 4 15 0 525 方向 水平 B O4 O4B C B BC 取加速度极点P 加速度比例尺 a 0 05 m s2 mm 作加速度多边形 如图所示 得 ac 4 75m s2 方向水平向右 机械原理课程设计 说明书 7 4 4 导杆机构的动态静力分析 导杆机构的动态静力分析 4 1 运动副反作用力分析 取 6 点为研究对象 分离 5 6 构件进行运动静力分析 FI6 m6 ac 380N 已知 P 0N G6 784N 计算得 FI6 785N F P G6 FI6 FR16 FR56 0 机械原理课程设计 说明书 8 取极点P 比例尺 N 10N mm 作力多边形如图所示 由图得 FR56 385N FR16 380N 4 2 曲柄平衡力矩分析 1 分离 3 4 构件进行运动静力分析 杆组力体图如图所示 机械原理课程设计 说明书 9 如图 对O4点取矩得 M O4 FR54 h1 FI4 h2 G4 h3 FR34 h4 M 0 已知 FR54 FR56 610N h1 0 56m G4 200N h3 0 015m as4 1 2 aB 2 125m s2 所以 FI4 m4 as4 42 5N a B lO4B 7 73 rad s2 得 J 1 2kg m 2 M J 9 27N m 将数据代入式计算得 FR34 695 7N 又 F FR54 FR34 FI4 G4 Fo4n F o4 0 取极点P 比例尺 N 20N mm 作力多边形如图所示 机械原理课程设计 说明书 10 2 对曲柄 2 进行运动静力分析 作力分析如图所示 得 FR32 FR34 695 7N Mb 64N m 机械原理课程设计 说明书 11 总总 结结 通过本次课程设计 对于机械运动学与动力学的分析与设计有了一个比较完整的 概念 同时 也培养了我表达 归纳总结的能力 此外 通过此次设计我也更加明确 了自己所学知识的用途 这为以后的学习指明了方向 让我在以后的学习中更加思路 清晰 明确重点 从而向更好的方向努力 同时在设计的整个过程中叶发现了自己的 很多的缺点 眼高手低 细节问题注意程度不够 在处理关键的数据时往往要重复的 计算好几遍 漏掉一个小数点就会导致数据偏差很大 另外在设计的过程中叶培养了自己的合作能力 自从第一天开始我们全组同学就 积极投入到学习中去 完成各自的数据计算 基本草图的绘制 数据的简单处理 为 了不影响全组同学的最后答辩时间每个人都很投入 每天都呆在绘图室里六七个小时 有些同学甚至晚上九点半回宿舍 我认为这种精神非常重要即便是在以后的工作岗位 上 而且大家积极的同他人交流 讨论设计过程遇到的难题 一起去解决 这样 就会是一个问题越分析越明朗 直到最后每个人都真正的明白理解 这种学习的方法 也是值得借鉴的 在讨论中学习 而且这种由同学自己得到的东西 同学们记得会更 加的深刻 另外在讨论学习过程中同学们之间的关系会更加密切 非常有利于增进同 学之间的友谊 在最后课程设计结束后 这不仅使我们将相关的知识掌握的更加牢固 我们更学 到了一些技能以外的其他东西 领略到了别人在处理专业技能问题时显示出的优秀品 质 更深内切的体会到人与人之间的那种相互协调合作的机制 同学们所表现出来的 积极向上勤奋好学的精神更值得我们在以后的学习生活中一直保持下去 更重要的是通过本次课程设计使我明白了自己知识还比较欠缺 需要学习的东西 好有很多 以前总认为自己掌握很好的东西 其实差的还很远 尤其是在机械这个大 行业里面 学了那么一丁点的东西 根本拿不出手 要想真正的在这个行业中