机 械 原 理课程设计计算Word文档格式.docx

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解析法精度较高。

第三章、机械原理课程设计的基本要求

1．作机构的运动简图，再作机构两个位置的速度，加速度图，列矢量运动方程；

2．作机构两位置之一的动态静力分析，列力矢量方程，再作力的矢量图；

3.用描点法作机构的位移，速度，加速度与时间的曲线。

第四章机械原理课程设计的已知条件

设计数据：

设计

内容

导杆机构的运动分析

导杆机构的动态静力分析

符号

n2

L0204

L02A

L04B

LBC

L04S4

XS6

YS6

G4

G6

P

YP

JS4

单位

r/min

mm

N

kgm2

方

案

Ⅰ

60

380

110

540

0.25

0.5

240

50

200

700

7000

80

1.1

Ⅱ

64

350

90

580

0.3

220

800

9000

1.2

Ⅲ

72

430

810

0.36

180

40

620

8000

100

第五章选择设计方案

1机构运动简图

图１－１

2、选择表Ⅰ中方案Ⅰ。

第六章机构运动分析

1、曲柄位置“1”速度分析，加速度分析（列矢量方程，画速度图，加速度图）

取曲柄位置“1”进行速度分析。

因构件2和3在A处的转动副相连，故VA2=VA3，其大小等于W2lO2A，方向垂直于O2A线，指向与ω2一致。

ω2=2πn2/60rad/s=6.28rad/s

υA3=υA2=ω2·

lO2A=6.28×

0.11m/s=0.69m/s（⊥O2A）

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µ

v=0.01（m/s）/mm,作速度多边形如图1-2

图1-2

则由图1-2知，υA3=

·

μv=69×

0.01m/s=0.69m/s

υA4A3=0m/s

用速度影响法求得，

υB5=υB4=0m/s

又ω4=υA4/lO4A=0rad/s

取5构件作为研究对象，列速度矢量方程，得

υC5=υB5+υC5B5

方向∥XX⊥O4B⊥BC

取速度极点P，速度比例尺μv=0.01（m/s）/mm,作速度多边行如图1-2。

则由图1-2知，υC5=

μv=0m/s

υC5B5=0m/s

ωCB=0rad/s

2.加速度分析：

取曲柄位置“1”进行加速度分析。

因构件2和3在A点处的转动副相连，

故

=

其大小等于ω22lO2A,方向由A指向O2。

ω2=6.28rad/s,

=ω22·

LO2A=6.282×

0.11m/s2=4.34m/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=

+aA4τ=aA3n+aA4A3K+aA4A3v

大小:

?

ω42lO4A?

√2ω4υA4A3?

方向：

?

B→A⊥O4BA→O2⊥O4B（向左）∥O4B（沿导路）

取加速度极点为P＇,加速度比例尺µ

a=0.1（m/s2）/mm,

作加速度多边形如图1-3所示.

图１—3

则由图1-3知,

aA4=P´

a4´

μa=4.3m/s2

用加速度影象法求得aB5=aB4=6.38m/s2

取5构件为研究对象,列加速度矢量方程,得

ac5=aB5+ac5B5n+ac5B5τ

√√?

方向∥XX√C→B⊥BC

其加速度多边形如图1─3所示,有

ac5=p´

c5´

μa=0.58m/s2

2、曲柄位置“6”速度分析，加速度分析（列矢量方程，画速度图，加速度图）

取曲柄位置“6”进行速度分析，其分析过程同曲柄位置“1”。

υA4=υA3+υA4A3

v=0.01（m/s）/mm，作速度多边形如图1-4。

图１—4

则由图1-4知，υA4=pa4·

μv=61×

0.01=0.61m/s

υA4A3=a3a4·

μv=34×

0.01m/s=0.34m/s

υB5=υB4=υA4·

O4B/O4A=0.81m/s

取5构件为研究对象，列速度矢量方程，得

υC5=υB5+υC5B5

其速度多边形如图1-4所示，有

υC5=

μv=79×

0.01=0.79m/s

取曲柄位置“6”进行加速度分析,分析过程同曲柄位置“3”.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=aA4n+aA4τ=aA3n+aA4A3k+aA4A3γ

ω42lO4A?

√2ω4υA4A3?

方向?

B→A⊥O4BA→O2⊥O4B（向右）∥O4B（沿导路）

取加速度极点为P＇,加速度比例尺μa=0.05（m/s2）/mm,作加速度多边形图1-5

图1-5

则由图1─5知，aA4τ=a4´

a4″·

μa=24×

0.05m/s2=1.2m/s2

α4″=aA4τ∕lO4A=21×

0.05m/s2=1.05m/s2

aA4=p´

μa=33×

0.05m/s2=1.65m/s2

用加速度影象法求得

aB5=aB4=aA4×

lO4B/lO4A=0.125m/s2

取5构件的研究对象，列加速度矢量方程，得

aC5=aB5+aC5B5n+aC5B5τ

大小?

√√?

方向∥xx√C→B⊥BC

其加速度多边形如图1─5所示，有

aC5B5τ=C5´

C5″·

μa=23×

0.05m/s2=1.15m/s2

aC5=p´

μa=41×

0.05m/s2=2.05m/s2

第七章．机构运态静力分析

取“1”点为研究对象，分离5、6构件进行运动静力分析，作阻力体如图1─6所示。

图1—6

已知G6=700N，又ac=ac5=0.58m/s2,那么我们可以计算

FS6=-G6/g×

ac=-700/10×

0.58=-40.6N

又ΣF=P+G6+FS6+Fp45+FR16=0，作为多边行如图1-7所示，µ

N=10N/mm。

图1-7

由图1-7力多边形可得：

FR45=-aFR45·

µ

N=-40×

10N=-400N

FR16=FS6FR16·

N=4.06×

10N=40.6N

分离3,4构件进行运动静力分析，杆组力体图如图1-8所示，

已知：

FR54=-FR45=400N，G4=200N

由此可得：

FS4=-G4/g×

aS4=20×

4.3=86N

MS4=-JS4·

αS4=-1.1×

4.3/0.3637N·

m=-11.N·

8m

在图1-8中，对A点取矩得：

ΣMA=FR54cos8。

lAB+MS4-FS4·

cos60。

ls4A-G4sin13。

lS4A+FO4τ·

O4A=0

图1-8

代入数据，得FO4τ=-170.6N

又ΣF=FR54+FR32+FS4'

+G4+FO4n+FO4τ=0,作力的多边形如图1-9所示，µ

图1-9

由图1-9可得：

FR23=FO4τFR32·

N=66.97×

10N=669.7N

FO4n=aFO4n·

N=4.9×

10N=49N

对曲柄2进行运动静力分析，作组力体图如图1-10所示，

L=10N/m。

图1-10

Fr32=669.7N

第八章求刨头的位移，速度和加速度曲线

位移与时间，速度与时间，加速度与时间曲线。

a,位移图线

b,速度图线

图1-11

由以上三条曲线，位移与时间，速度与施加，加速度与时间曲线，可以看出牛头刨床的运行过程，c点的运动情况。

第九章参考文献

1、机械原理/孙恒，陈作模主编——六版——北京2001

2、理论力学Ⅰ/哈尔滨工业大学理论力学研究室编——六版——北京2002.8

3、机械原理课程设计指导书/罗洪田主编——北京1986.10

4、机械原理与课程设计上册/张策主编——北京2004.9

第十章总结

通过本次课程设计，对于机械运动学和动力学的分析与设计有了一个较完整的概念，同时，也培养了我表达，归纳总结的能力。