六杆压床机构_中南大学_课程设计说明书

1、机械原理课程设计说明书 设计题目： 六杆机构的运动分析 姓 名： XXX 学 号： 班级分组： 指导老师： 完成日期： 21目录一、原始数据-32、 小组点分配 -43、 连杆机构综合-54、 运动分析-75、 力分析-136、 小组总结-197、 课程设计个人心得与总结-208、 参考文献-211、 原始数据 设计内容连杆机构的设计及运动分析单位mm（º）mmr/min符号X1X2yHCE/CDEF/DEn1（顺）BS2/BCDS3/DE数据13070310601202101/21/4901/21/2G2=1600 NG3=1040 NG5= 840 NJs2=1.35 Kgm2J

2、S3=0.39 Kgm2Prmax=11000 N2、 小组点的分配1、小组成员： 本小组成员由学号在班级排在前十名的同学组成，他们是：张启东（组长）、贺达、扶正夫、李岳、陈国强、吴士榕、赵增、刘潇、马慧妍、陈青健 十位同学组成。2、小组点的分配：XXX( 0o 、180o ) XX（ 20o 、200o ）XXX（ 40o、220o ） XX（ 60o、240o ）XXX（80o、260o）XXX（ 100o、280o ） XX（ 120o、300o ）XX（ 140o、320o ）XXX（ 160o、340o ） XXX（ 两个极限位置 ）3、 所画点机构简图 0o 机构简图 180o机构

3、简图三、连杆机构综合 1、求杆长设计内容连杆机构的设计及运动分析单位mm（º）mmr/min符号X1X2yHCE/CDEF/DEn1BS2/BCDS3/DE数据70200310601202101/21/4901/21/2已知：X170mm，X2200mm，Y310mm， 60°，120°，H210mm，CE/CD=1/2, EF/DE=1/4, BS2/BC=1/2, DS3/DE=1/2。由条件可得；EDE'=60° DE=DE' DEE'等边三角形过D作DJEE'，交EE'于J，交F1F2于HHDI=1/2ED

4、E''+IDE'' =60°+30°2 =90°HDJ是一条水平线DHFF'FF'EE'过F'作F'KEE' 过E'作E'GFF'，F'KE'G在FKE和E'GF'中，KEGF'，FE=E'F', FKE=E'GF'=90°F'KF'E'GF'KE= GF'EE'=EK+KE', FF'=FG+GF'EE

5、9;=FF'=HDE'E是等边三角形DE=EF=H=210mm EF/DE=1/4, CE/CD=1/2 EF=DE/4=210/4=52.5mm CD=2*DE/3=2*210/3=140mm连接AD,有tanADI=X1/Y=70/310又AD= mm在三角形ADC1和ADC2中，由余弦定理得：AC'= =383.44mmAC''=245.42mmAB=(AC'-AC'')/2=69.01mm BC=(AC'+AC'')/2=314.43mmBS2/BC=1/2, DS3/DE=1/2 BS2=BC/2

6、=314.46/2=157.22mm DS3=DE/2=210/2=105mm由上可得：ABBCBS2CDDEDS3EF69.01mm314.42mm157.21mm140mm210mm105mm52.5mm4、 运动分析1、0o 的运动速度分析已知：n1=90r/min； = rad/s = =9.425 rad/s 逆时针 = ·lAB = 9.425×0.06901m/s0.650 m/s= + 大小 ? 0.65 ?方向 CD AB BC选取比例尺v=0.005m/s/mm，作速度多边形· 0.005×130.08 mm =0.650m/s

7、83; 0.005×4.54 mm =0.023m/s· 0.005×195.12 mm =0.976m/s · 0.005×193.68 mm =0.968m/s· 0.005×6.94 mm =0.035m/s·0.005×130.02 mm 0.650m/s·0.005×97.48 mm 0.487m/s0.073rad/s (顺时针)4.643rad/s (顺时针)0.667rad/s (顺时针) 项目数值0.6500.6500.9760.9680.6500.4879.4250

8、.0734.6430.667单位m/srad/s2、0o 的运动加速度分析=12lAB=6.130m/s2=22lBC=0m/s2=32lCD=3.018m/s2 = + = + + 大小： ？ ？ ？方向： ？ CD CD BA CB BC选取比例尺a=0.05 m/s2/mm,作加速度多边形图=·=0.05×60.4 mm=3.02m/s2=·=0.05×91.5 mm=4.53m/s2=·=0.05×62.2 mm=3.11 m/s2=·=0.05×2.07 mm=0.104m/s2= + + 大小? ?方向

9、 FE EF=·=0.907 m/s2=·=4.575m/s2=·=2.265m/s2= /lCB=9.893rad/s2= /lCD=0.739rad/s2项目数值6.130 3.0204.530 0.8584.575 2.265 9.8930.739单位m/srad/s3、180o 的运动速度分析已知：n1=90r/min； = rad/s = =9.425 rad/s 逆时针 = ·lAB = 9.425×0.06901m/s0.650 m/s= + 大小 ? 0.65 ?方向 CD AB BC选取比例尺v=0.005m/s/mm，作速度

10、多边形· 0.005×120.97 mm =0.650m/s· 0.005×26.85 mm =0.605m/s· 0.005×181.45mm =0.907/s · 0.005×182.93 mm =0.912m/s· 0.005×34.89 mm =0.174m/s·0.005×124.91 mm 0.625m/s·0.005×90.73 mm 0.454m/s0.426rad/s (顺时针)4.321rad/s (逆时针)3.314rad/s (顺时

11、针) 项目数值0.6500.6050.9070.9120.6250.4549.4250.4264.3213.314单位m/srad/s4、180o 的运动加速度分析=12lAB=6.130m/s2=22lBC=0.057m/s2=32lCD=2.614m/s2 = + = + + 大小： ？ ？ ？方向： ？ CD CD BA CB BC选取比例尺a=0.05 m/s2/mm,作加速度多边形图=·=0.05×86.15 mm=4.31m/s2=·=0.05×129.23 mm=6.46m/s2=·=0.05×178.42 mm=8.9

12、2 m/s2=·=0.05×68.47 mm=3.42m/s2= + + 大小? ?方向 FE EF=·=6.02 m/s2=·=2.86m/s2=·=3.23m/s2= /lCB=28.37rad/s2= /lCD=24.43rad/s2项目数值6.13 4.316.46 6.022.86 3.23 28.3724.45单位m/srad/s5、 力分析一、0o机构动态静力分析G2 G3G5FrmaxJs2Js3方案16001040840110001.350.39单位 N Kg.m21各构件的惯性力，惯性力矩：FI2=m2*=G2*/g=746

13、.94 N（与方向相反）FI3=m3*= G3*/g=240.37 N（与方向相反）FI5=m5*=G5*/g=77.74 N（与方向相反）Fr=Frmax/10=11000/10=1100NMS2=Js2*=13.36 N·m （逆时针）MS3=Js3*=0.29 N·m （顺时针）hn2= MS2/FI2=10.94/834.12 mm =17.886 mm hn3= MS3/FI3=11.95/343.73 mm =1.206 mm 2计算各运动副的反作用力(1)分析构件5和4对构件5进行力的分析，选取比例尺F=50N/mm，作其受力图构件5力平衡：F65+F45+F

14、I5+Fr+G5=0F45= 334.06N F65=65.65N对构件4进行力的分析，其受力图如右图平衡有：34540 F34=-F54=F45344.06N(2)对构件2受力分析杆2对B点求力矩：可得： FI2*LI2b +Ft32*LBC+MS2 =0Ft32330.97N杆对点求力矩：可得：Ft21* LBC -FI2* LI2c MS2=0Ft12415.96（3）对构件3受力分析杆3对点C求力矩得：F43*LF43c+ FI3*LFI3c-G3*LG3c- FtD*LDC-MS3=0FtD427.5杆对点求力矩：3* LG3d+ F43*LF43dFI3*LFI3d-Ft32*LF

15、t32d+ Fn32*LFn32d+MS3=0即：Fn23296.8（4）求力Fn12，FnD（力的多边形）解得：Fn121896.8 FnD621.88(5)求作用在曲柄AB上的平衡力矩MbMb= F21n*LF12130.9 N.m 项目FI2FI3FI5MS2MS3MbFnDFtD数值746.94240.3777.7413.360.29130.9621.88427.5单位NN.mN项目Fn12Ft12Fn23Ft23F34F45F56数值1896.8415.96296.8330.97344.06344.0665.65单位N二、180o机构动态静力分析G2 G3G5FrmaxJs2Js3方

16、案16001040840110001.350.39单位 N Kg.m21各构件的惯性力，惯性力矩：FI2=m2*=G2*/g=466.94 N（与方向相反）FI3=m3*= G3*/g=324.78 N（与方向相反）FI5=m5*=G5*/g=516 N（与方向相反）Fr=Frmax/10=11000/10=1100NMS2=Js2*=38.30 N·m （顺时针）MS3=Js3*=9.54 N·m （顺时针）hn2= MS2/FI2=10.94/834.12 mm =82.02 mm hn3= MS3/FI3=11.95/343.73 mm =27.83 mm 2计算各运

17、动副的反作用力(1)分析构件5和4对构件5进行力的分析，选取比例尺F=50N/mm，作其受力图构件5力平衡：F65+F45+FI5+Fr+G5=0F45= 2474.44N F65=301.56N对构件4进行力的分析，其受力图如右图平衡有：34540 F34=-F54=F452474.44N(2)对构件2受力分析杆2对B点求力矩：可得： FI2*LI2b +Ft32*LBC+MS2 =0Ft32385.04N杆对点求力矩：可得：Ft21* LBC -FI2* LI2c MS2=0Ft12141.43（3）对构件3受力分析杆3对点C求力矩得：F43*LF43c+ FI3*LFI3c-G3*LG3

18、c- FtD*LDC-MS3=0FtD934.01杆对点求力矩：3* LG3d+ F43*LF43dFI3*LFI3d-Ft32*LFt32d+ Fn32*LFn32d+MS3=0即：Fn234965.73（4）求力Fn12，FnD（力的多边形）解得：Fn126836.7 FnD2234.48(5)求作用在曲柄AB上的平衡力矩MbMb= F21*LF12130.9 N.m 428.33项目FI2FI3FI5MS2MS3MbFnDFtD数值466.94342.7851638.309.5482.022234.5934.01单位NN.mN项目Fn12Ft12Fn23Ft23F34F45F56数值68

19、36.7141.434965.7385.042474.442474.4301.56单位N6、 小组总结 本次课程设计是由我们的十位组员一起努力完成的，期间我们遇到了很多的困难和问题，但是我们总是能克服，比如我们作图不准，于是我们拿出了大一时期学会的CAD，用CAD来制作机构简图，CAD的使用使得我们的误差大大减少，我们的分点也是比较科学的，避免了同学在计算时滑块相距很近的问题。这是对我们大二所学的机械原理的一次总结和利用，通过近两周的设计让我对自己所设计的课题的不断努力和完善，进一步让自己加深了对机械原理这门课程的理解。在实际设计过程中，不但检验了我对机械原理这么课程的理解能力，而且更加锻炼了我的动手能力。在此期间，为了能使 自己设计的机构有“物”可依，查阅大量的文献资料就必不可少，而且在查阅资 料的过程中， 让我接触到了国内外对机械产品最新的研究，这不但扩展了我的知 识面， 更让我了解到机械产品在我们日常生活中广泛的应用空间。所以通过这次设计， 让我对机械设计产生了浓厚的兴趣，也发