机械原理课程设计说明书.docx
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机械原理课程设计说明书
机械原理课程设计说明书
班级:
机设091
姓名:
孙祁
学号:
0902051016
目录
一导杆机构的运动分析
◆机构的运动简图
◆机构在位置3的速度及加速度分析
◆机构在位置5的速度及加速度分析
◆刨头的运动线图
二导杆机构的动态静力分析
◆在位置3处各运动副反作用力
◆在位置3处曲柄上所需的平衡力矩
三飞轮设计
◆安装在轴O2上的飞轮转动惯量JF的确定
四凸轮机构设计
◆凸轮基本尺寸的确定
◆凸轮实际廓线的画出
五齿轮机构的设计
六设计体会
七参考资料
一导杆机构的运动分析
机构运动简图
(2)机构在位置3的速度及加速度分析
A.速度分析
机构在位置3的速度多边形
有:
VA4=VA3+VA4A3
ω2=2πn/60=2π×64÷60=6.702rad/s
VA3=LO2A*ω2=0.603m/s
由图可知:
VA4=0.51m/s,VA4A3=0.34m/s
由于VA4/VB4=lo4A/lo4B所以VB4=0.735m/s
有VC6=VB4+VC6B4
分析可知:
VC6B4=0.11m/s,VC=0.72m/s
B.加速度分析
图一
aA3=V2A3/LO2A=0.6032/(90*10-3)=4.04m/s2
aτA4+anA4=anA3+arA4A3+aKA3
其中:
anA4=V2A4/LO4A=0.622m/s2
aKA3=ω4×VA4A3=2*ω4*VA4A3=0.830m/s2
由图分析:
aτA4=3.3m/s2
而4杆的角加速度是:
βBO4=aτA4/LO4A=7.89m/s2
所以anB4=0.863m/s2aτB4=4.576m/s2
又因为aC6=aτB+anB+aτC6B4+anC6B4=aτc+anc
由速度分析可知:
anC6B4=0.0695m/s2
由图分析:
aC6=4.74m/s2
(3)机构在位置5的速度及加速度分析
A.速度分析
机构在位置5的速度多边形
有:
VA4=VA3+VA4A3
ω2=2πn/60=6.702rad/s
VA3=LO2A*ω2=0.603m/s
由图可知:
VA4=0.70m/s,VA4A3=0.13m/s
有:
VB4/VA4=LO4B/LO4A所以VB4=0.875m/s.
又有VC6=VB4+VC6B4
由图分析:
VC6=0.77m/s
B.加速度分析
同理
有aA4=aA3+aA4A3
aτA4+anA4=anA3+arA4A3+aKA3
aC6=aτB+anB+aτC6B4+anC6B4=aτc+anc
分析可得:
aC6=-1.3m/s2
(4)刨头的运动线图
由计算得刨头C在各个位置对应位移、速度、加速度,将其依次连接,构成圆滑的曲线,即得刨头C的运动线图。
刨头线图如下:
位移曲线
速度曲线
加速度曲线
二导杆机构的动态静力分析
(1)在位置3处各运动副反作用力
杆组Ι受力分析图
由于在一位置时杆组Ι受生产阻力P的作用,做图如下:
由此时aC=4.74m/s2,
∴Fs=m×aC=80×4.74=379.2N
G6=800N
由此得力多边形,如图:
由上得N16=420N,F45=9400N,H=-531.04mm
杆组Ⅱ受力分析图
5杆为二力杆,故受力相反,有F54=9400N,
Fi4=m4*aS=173.58N
惯性力偶M=-Jα=-9.168N*m
由对点O4求矩得N32=12539.25N
故力多边形为:
由力多边形得
FO4=4350N
(2)曲柄上所需的平衡力矩
力偶Md=N32*h=905.3N*m
三飞轮设计
已知各机构平衡力矩表:
序号
1
2
3
4
5
6
Mc*
0
478.7
905.3
1142.1
1336
1215
7
8
9
10
11
12
1
653
10.2
64
50.5
-18.7
-49.88
0
驱动力矩及阻力矩图
驱动力功及阻力功图
剩余功图
由上图根据公式:
Jf=900[A]/∏²n²[δ]
可求得飞轮的转动惯量:
[A]
1426.08J
Jf
0.42Kg*m2
四凸轮机构设计
已知:
凸轮机构的设计
Ψmax
LO9D
[a]
Φ
Φs
Φ’
°
mm
°
15
135
38
70
10
70
要求:
(1)凸轮基本尺寸的确定
(2)凸轮实际廓线的画出
步骤:
(1)根据从动件的运动规律,按公式分别计算推程和回程的(dΨ/dφ)然后几何法作图。
(参考图纸3)
(2)求基圆半径R0及凸轮回转中心O2至从动件摆动中心O4的距离LO2O4。
(图参见图纸3)
(3)根据凸轮转向、摆杆长LO4D、角位移线图和以上求得的R0、LO2O4,画出凸轮理论轮廓,并找出其外凸曲线的最小曲率半径ρmin。
然后再选取滚子半径rg,画出凸轮实际轮廓。
(参考图纸3)
五齿轮机构的设计
已知:
齿轮机构的设计
do’
do”
m12
mo”1’
α
mm
°
100
300
6
4
20
(1)根据已知条件求出Z2的齿数
io2’=n0’/n2=Z1*Z2/(Z1*Z0”)求得Z2=36
对小齿轮进行正变位,对大齿轮进行负变位,且等变位则取变位系数X1=-X2=0
(2)根据齿轮各部分尺寸及计算公式得出齿轮的基本参数:
d1=m12*Z1=78mmd2=m12*Z2=216mm
rb1=r1*cos20°=36.65mmrb2=r2*cos20°=101.49mm
ha1=(ha*+x)m12=6mmha2=(ha*-x)m12=6mm
hf1=(ha*+c*-x)m12=7.5mmhf2=(ha*+c*+x)m12=7.5mm
ra1=r1+ha1=45mmra2=r2+ha2=114mm
rf1=r1-hf1=31.5mmrf2=r2-hf2=100.5mm
S1=m12Π/2+2mxtan20°=9.42mmS2=m12Π/2+2m(-x)tan20=9.42mm
六设计体会
通过一段时间的设计,让我对所学知识得到了更深的理解,也学会了运用各种资料、工具,熟练了CAD、Office等软件的使用,体会到了同伴之间的密切合作的重要性等等。
同时这之间的种种工作也离不开老师的热情指导,在此表示深深的谢意。
七参考资料
《机械原理》…………………………………………高等教育出版社孙恒主编
《机械原理课程设计指导书》…………………高等教育出版社罗洪田主编