1、機械原理課程設計XX大學機械工程學院一、機械原理課程設計概述n目的 鞏固理論知識，培養實踐能力，建立工程觀念，初步具備機械運動方案設計的能力n任務 根據題目進行機械運動方案分析、運動分析、動態靜力分析，并對機構進行運動設計。最終提交最終提交：圖紙、計算程序及設計說明書。n方法 進行機械運動方案設計，繪出相應的機構運動簡圖，綜合運用教材中各有關章節的分析方法。設計題目：刨床主傳動機構設計注意：注意：在工作行程的前5和后5兩個階段是沒有切削力的。設計要求n功能上要求:(1)電機連續回轉，而刨頭往復移動，因此需要將旋轉運動轉化為直線運動；(2)電機的高速轉動降低為刨頭的較低速移動，需要減速；(3)在

2、刨頭工作過程中，切削阻力變化較大，需要調節速度波動； (4)刨頭切削時還需要實現進給運動。n性能上要求: (1)在工作行程時，要速度較低并且均勻，以減少電動機容量和提高切削質量；(2)在回程時速度要高，提高生產率。因此需要有一定的急回運動。n另外要求機構傳動性能良好，結構緊湊。設計參數方案導桿機構的運動分析導桿機構的動態靜力分析n2lO2O4lO2AlO4BlBClO4S4xS6yS6G4G6PypJS4r/minmmNmmkg.m21603801105400.25 lO4B0.5lO4B240502007007000801.1264350905800.3 lO4B0.5lO4B2005022

3、08009000801.23724301108100.36 lO4B0.5lO4B1804022062080001001.2方案飛輪轉動慣量的確定凸輪機構設計nOz1zOz1JO2JO1JOJOmaxlO9Dsr/minKg.m2ommo10.1514401020400.50.30.20.2151254075107520.1514401316400.50.40.250.2151353870107030.1614401519500.50.30.20.21513042751065表3-1 設計的相關參數設計任務n完成實現所要求功能的方案分析，至少提出三種方案，并繪制三種方案的機構運動簡圖，并對不同

4、方案進行評價n用圖解法對給定的位置實現運動分析和力分析n用解析法實現機構的運動學分析n用圖解法設計凸輪機構n提交：A1圖紙圖紙1張，張，A3圖紙圖紙1張，計算機源張，計算機源程序程序1份，設計說明書份，設計說明書1份。份。任務1：方案分析n運動是否具有確定的運動n機構傳動功能的實現 n主傳動機構的工作性能 n機構的傳力性能n機構的動力性能分析 n機構的合理性 n機構的經濟性 任務2：運動分析之機構運動簡圖運動分析之速度分析(圖解法)3434AAAAvvvCBBCvvv以第一組數據第6個分析位置為例，計算得A點速度為：vA=2l2=0.69m/s，取速度比例尺v=0.023m /s/mm。有如下

5、矢量方程成立：量得lpC=28.49mm, 可得C點速度為vC=vlpC0.655m/s運動分析之加速度分析(圖解法)計算得A點加速度為：aA=22l2=4.343m/s2，取加速度比例尺a=0.1m/s2/mm。有如下矢量方程成立：量得lpC=17.5mm, 可得C點加速度為aC=alpC-1.75m/s2rAAkAAAtAnAAaaaaaa34343444tCBnCBBCaaaaBC動態靜力分析(圖解法,不考慮摩擦)計算刨頭慣性力為：F =-Ga=701.75=122.5N，取力比例尺F=50N/mm。按基本桿組分析如下動態靜力分析(RRP桿組)對于該桿組，對桿4對5的拉力FR45，刨頭的

6、慣性力FI6，床身對刨頭的支持力N，刨頭的重力G6，切削阻力P，且滿足由圖量得lFR45142.5mm，即拉力FR457125N。6645GPFFIR+N=0PGNFR45FI6動態靜力分析(RPR桿組)NaGFtsI1995. 020444對于該桿組，對桿5對4的拉力FR54=FR45，桿2對滑塊3的作用力FR23，桿4的慣性力FI4，慣性力矩為M4，機架對4的作用力可分解為FR14x和FR14y，其中mNJMs.49. 327. 0/85. 01 . 1444將慣性力矩等效到慣性力上，偏距h = 184mm。在上述力的作用下，RPR桿組保持動態靜力平衡，可作出其受力圖。 動態靜力分析(RP

7、R桿組)04432324154lGlFlFlFRIR如下圖，對O4點取矩，可計算出FR23由左圖可求得FR23N，由右圖可得出驅動力矩Mb=FR32l1=N.m任務3：運動分析之程序設計要點n首先對機構的桿組進行分析，可知該機構是由一個原動件加兩個二級組RPR和RRP構成n對原動件和二級組進行運動分析，并寫出子程序(在設計指導書中已提供)n將各子程序進行拼裝后調試，來獲得機構在各個位置的運動參數(主程序，需自己完成)n主要搞清楚程序應用時各構件和運動副編號在程序中的意義n程序設計語言不限主程序基本格式Void main() %基本變量定義程序段% for(ii=0;ii=DivPt;ii+)

8、%DivPt是計算點數% F1=AddAngleIndex*p1+ii*(-30)*p1; %計算起始角度% Mcrank(1,1,1,2,0); %調用曲柄計算子程序% Mrpr(2,3,5,2,2,4,3,1,Res); %調用RPR組子程序% F6=0; %RPR與RRP組角度關系% Mrrp(4,5,3,5,6,-1); %調用RRP組子程序% %打印結果程序段% 運動分析之解析法180 150 1209060300-30 -60 -90 -120 -150-1.5-1.0-0.50.00.51.0 Angle of crank s(m) v(m/s) a(10m/s2)任務4：凸輪設計(圖解法)圖紙布置(A1)機構方案圖位移坐標圖速度坐標圖加速度坐標圖方案1方案2方案3速度分析加速度