完整word版第一部分 插床导杆机构综合及运动的任务文档格式.docx
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在计算说明书上,应完成下列内容:
1)列出基本方程式及主要运算过程和数据;
2)列出主要的求解结果(包括机构的各主要尺寸,各构件的角速度和角加速度);
3)列表比较相对运动图解法和图解微分法所得的值。
第二部分插床导杆机构动态静力分析的任务
插床导杆机构综合与运动分析的结果,曲柄转速,切削力的变化规律及其作用线位置;
滑块5的重量及其质心的位置;
导杆3具有与其运动平面相平行的对称平面,导杆3的重量,质心的位置及对其质心轴的转动惯量;
不计其余活动构件的质量;
不计各运动副中的摩擦。
1、按指定的作业位置,求出机构各运动副中的作用力;
2、按指定的作业位置,求出加于曲柄1的平衡力矩。
要求分别用力多变形法和速度多变形杠杆法求解平衡力矩,并比较所得结果,计算相对误差
式中,—用力多变形法求得的平衡力矩;
—用速度多变形法求得的平衡力矩。
三、完成任务
1、列出各构件惯性力和惯性力矩的计算结果;
2、列出各示力体的平衡方程式及未知力的求解结果;
3、列出用速度多变形杠杆法求平衡力矩
的力矩平衡方程和求解结果;
4、列表比较和,按照上面公式求得相对误差。
设计内容计算
主要结果及参数
行程速度变化系数
滑块5的冲程
铰链中心和之间的距离
杆长比
曲柄1的速度
切削力
导杆3的质量
滑块5的质量
机器运转的不均匀系数
第一部分插床导杆机构的综合及运动分析
一、插床导杆机构的综合
1、计算极位夹角及导杆摆角
2、求
3、求和
4、求
二、运动分析
1)选取合适的比例长度,按照指定的位置作出机构运动简图。
对于9位置,可先确定曲柄1的位置,然后依次画出导杆3、连杆4和滑块5的相应位置。
作出机构运动简图以后量出的长度,并计算出相对位移,
2)按照下面的顺序进行速度分析
(1)求导杆3上与铰链中心重合的点的速度。
滑块2-动参考系,-动点
式中,
取合适的速度比例尺,作出速度图,进而可以得到导杆3的角速度大小及其转向是顺时针,相对速度的大小及其速度方向
(2)求铰链中心B的速度影像b
由影像原理知,在速度图上,b点应位于的延长线上,且
(3)求滑块5的速度
B-基点,C-动点
根据上述的速度方程,继续在速度图上求得C点的速度影像c,进而可以得出:
的大小及其方向,连杆4角速度的大小及其转向。
3)按照下面的顺序进行加速度分析
(1)求点的加速度
式中,,,
取合适的加速度比例尺,作出加速度图,进而可得导杆3角加速度的大小及其转向是顺时针。
(2)求B点的加速度影像
由影像原理知,在加速度图上,点应位于的延长线上,且
(3)求滑块5的加速度
根据上述加速度方程,继续在加速度图上求得C点的加速度影像,进而可得:
的大小及其方向,连杆4角加速度的大小及其转向是顺时针。
(4)求导杆3质心的加速度
由影像原理知,作且保留两者的字母顺序一致,可得的加速度影像。
进而可得的大小及其方向。
4)作位移图
在作位移图时,位移可取上极限位置为度量的起点,并规定向下为正,于是滑块5的位移和之间有下列关系式成立。
式中,为滑块5的最大位移。
根据我们组(方案2)同学所求得的滑块5的位移值,取合适的长度比例尺,即可在直角坐标系中描点作出位移图。
5)取合适的极距K(mm),用图解微分的方法作出速度线图
设以长为的线段代表插床导杆机构的一个运动周期,则
于是,速度比例尺为
第二部分插床导杆机构的动态静力分析
根据运动分析的结果,按照下列步骤用图解法对插床导杆机构进行动态静力分析
1、计算惯性力和惯性力矩
导杆3的惯性力和惯性力矩为:
惯性力作用在质心上。
滑块5的惯性力为:
,惯性力作用在质心上。
2、动态静力分析
1)以杆组4-5为示力体,根据平衡条件可得:
,
取合适的力比例尺,作出力多变形,则可以求得和,进而可得。
2)以杆组2-3为示力体,根据平衡条件可得:
力平衡方程式中的,和分别是相应力对点力臂的图示长度。
解方程式可得。
进而作出力多变形,可求得。
3)以曲柄1为示力体,由平衡条件得:
式中,是力对点力臂的图示长度。
根据方程式可求得平衡力矩
3、用速度多变形杠杆法求平衡力矩
1)作出转向速度多变形,并根据影像原理求得导杆3质心的速度影像;
2)将力平移到转向速度多变形上:
切削力、重力、和惯性力平移到速度影像上,重力、惯性力平移到速度影像上,并在速度影像上画出平衡力,其中:
3)对极点p取矩,求解平衡力矩
根据速度多变形杠杆法,对极点p取矩,可得:
式中,、和是相应力对极点p力臂的图示长度。
求解上式,可得平衡力,进而可以得到
4、列表比较和,并按照计算相对误差。