机械原理课程设计文档格式.docx
《机械原理课程设计文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械原理课程设计文档格式.docx（14页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
表1
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
导杆机构运动分析
转速
48
49
55
60
56
52
50
47
机架
400
350
380
410
370
360
390
430
工作行程
250
300
310
320
330
行程速比系数
1.34
1.40
1.46
1.37
1.48
1.44
1.53
1.5
1.4
连杆与导杆之比
0.32
0.3
0.25
0.28
0.26
0.33
0.36
导杆机构动态静力分析
工作阻力
（
）
5200
4600
4500
4000
6000
5500
4100
4200
3800
导杆质量（
）（
24
20
28
26
22
滑块质量
90
70
80
62
导杆质心转动惯量
1.3
1.1
1.2
三、设计数据与要求
（1）设计要求
电动机轴与曲柄轴2平行，刨刀刀刃E点与铰链点C的垂直距离为50mm，使用寿命10年，每日一班制工作，载荷有轻微冲击。
允许曲柄2转速偏差为±
5％。
要求导杆机构的最大压力角应为最小值；
凸轮机构的最大压力角应在许用值[α]之内，摆动从动件9的升、回程运动规律均为等加速等减速运动。
执行构件的传动效率按0.95计算，系统有过载保护。
按小批量生产规模设计。
（2）设计数据（题号4数据）
导杆
机构
运动
分析
转速n2（r/min）
机架lO2O4（mm）
410
工作行程H（mm）
行程速比系数K
动态
静力
工作阻力Fmax（N）
导杆质量m4（kg）
滑块6质量m6（kg）
导杆4质心转动惯量Js4（kg·
m2）
四、方案选项
方案一如下：
说明：
电动机带动曲柄，曲柄带动连杆传动，连杆迫使刨刀往复运动。
自由度F=3*n-（2p1+pn）=3*5-2*7=1
评价：
该方案整体上是不错的，制造成本低，而其急回性能好，稳定，精确性能好，但是利用杠杆传力该机构的承载能力不够好。
方案二：
方案为偏置曲柄滑块机构。
结构简单，能承受较大载荷，但其存在有较大的缺点。
一是由于执行件行程较大，则要求有较长的曲柄，从而带来机构所需活动空间较大；
二是机构随着行程速比系数K的增大，压力角也增大，使传力特性变坏。
方案三如下
该机构具有确定的运动，自由度F=3*n-（2p1+pn）=3*5-2*7=1电机带动曲柄，曲柄带动滑块移动，滑块带动摇杆摆动，摇杆带动滑块，滑块迫使刨刀往复运动，评价：
该方案的工作性能相当好，无论从传力性、精确性上都是相对比较好的。
五、主机构运动方案的确定
以上三个方案相比，方案三的具有较少的移动副，刨削质量好，且冲击震动较小，摩擦阻力要少于一方案，由此看来方案三更理想。
速度均方根偏差方案三的要小于方案一，说明方案三的速度波动更小。
主机构在切削的过程中能够获得更加平稳的运动速度，更加符合设计要求。
综上所述，选用方案二作为机构的主切削机构。
（一）导杆机构设计要求概述：
图5-1
已知曲柄每分钟的转数
，各构件尺寸，且刨头导路
位于导杆端头B所作圆弧的平分线上。
要求作机构的运动简图，并作机构一个位置的速度、加速度多边形以及刨头的运动线图，画在2号图纸上。
（二）计算过程：
已知数据n2=55r/min得ω2=2π×
55/60（rad/s）=5.76rad/s
根据图示3-1-2可知，
求极位夹角θ:
θ=180（K-1）/（K+1）=28°
LAO2=100mm.
lBO4=638mm
求连杆长度：
lBC=lBO4*0.25=160mm
0.05H的空刀距离:
0.05*310=15.5mm
图5-2
取一点（3）速度,加速度分析；
取曲柄位置“3”进行速度分析。
如图示;
因构件2和3在A处的转动副相连，故υA3=υA2，其大小等于ω2lO2A，方向垂直于O2A线，指向与ω2一致。
⑴确定构件3上A点的速度：
构件2与构件3用转动副A相联，所以υA3=υA2。
又υA2=ω2lO2A=0.1×
5.76=0.576m/s
⑵求
的速度：
选取速度比例尺：
μv=0.03（m/s）/mm;
υA4=υA3+υA4A3
方向：
⊥BO4⊥AO2∥BO4
大小：
？
ω2lO2A？
图5-3
用图解法求解如图5-3：
式中υA3、υA4表示构件3和构件4上A点的绝对速度，υA4A3表示构件4上A点相对于构件3上A点的速度，其方向平行于线段BO4，大小未知；
构件4上A点的速度方向垂直于线段BO4，大小未知。
在图上任取一点P，作υA3的方向线pa3，方向垂直于AO2，指向与ω2的方向一致，长度等于υA3/μv，（其中μv为速度比例尺）。
过点p作直线垂直于
BO4代表υA4的方向线，再过a3作直线平行于线段BO4代表υA4A3的方向线这两条直线的交点为a4，则矢量pa4和a3a4分别代υA4和υA4A3。
由速度多边形Pa3a4得：
vA4A3=μvLA4A3=0.18m/s
3求BO4的角速度ω4：
曲柄位于起点1时位置如图
（1）：
vA4=μvPA4=0.57m/s
此时:
杆BO4的角速度ω4：
ω4=vA4/lO4A=1.13rad/s
杆BO4的速度V4:
VB4=ω4lO4B=0.72m/s
由图一，由余玄定理可得，∠AO2O4=60°
+75°
=135°
LAO4=√LAO2²
+LO2O4²
-2LAO2LO2O4COS∠AO2O4=507mm
取5构件作为研究对象，列速度矢量方程，得
υB=υC+υBC
大小√?
?
方向⊥O4B∥XX⊥BC
VC=μvPc=0.72m/sVBC=0.12m/s
ω5=vCB/lBC=0.75rad/s
√?
⊥O4B∥XX⊥BC
VC=μvPc=0.69m/sVBC=0.12m/s
图5-4
由速度已知曲柄上A（A2A3A4）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
aA3=aA3=W2lo2A=3.32m/s2
anA4=W42lo4A=0.694m/s2
aKA4A3=2W3VA4A3=0.407m/s2
anCB=W52lCB=0.09m/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+aA4τ=aA3n+aA4A3K+aA4A3r
大小:
ω42lO4A?
√2ω4υA4A3?
方向：
//BA⊥O4B//AO2⊥O4B∥O4B
取加速度极点为π,加速度比例尺µ
a=0.1（m/s2）/mm,
aA4=uap’a4’=0.88m/s2
aB=uapb’=1.7m/s2
ac=acBn+acBτ+aBn+aBτ
√√
∥XX//CB⊥BC//AB⊥AB
aC=lπc·
µ
a=1.8m/s2
图5-5
再取一点（10）点速度,加速度分析
取曲柄位置“10”进行速度分析。
图5-6
vA2=vA3=w2lO2A=（2*πn2/60）*lO2A=0.576m/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∥O4
取速度极点P，速度比例尺µ
v=0.05（m/s）/mm,作速度多边形如图
vA4=μvPA4=0.45m/s
ω4=vA4/lO4A=1.33rad/s
vB=ω4lO4B=0.85m/s
vA4A3=μA4A3=0.37m/s
图5-7
VC=μvPc=0.84m/s
ω5=vCB/lBC=1.2rad/s
aA2=aA3=W2lo2A=0.575m/s2
anA4=W42lo4A=0.6m/s2
aKA4A3=2W3VA4A3=0.43m/s2
anCB=W52lCB=0.23m/s2
a=0.01（m/s2）/mm,
图5-8
aA4=uap’a4’=1.04m/s2
aB=uapb’=2.4m/s2
aS4=0.5aB=1.2m/s2
α=aA4τ/lO4B=1.57rad/s2
ac=acBn+acBτ+aBn+aBτ
大小?
方向∥XX//CB⊥BC//AB⊥AB
其加速度多边形如图1─3所示,有
aC=lπc·
a=1.76m/s2
升级会员 