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机械原理毕业课程设计题目(3)

来源:网络收集 时间:2019-02-15 下载这篇文档 手机版
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表1 设计数据

设计内容 符号 单位 数据 设计内容 符号 单位 数据 40 160 60 2 1 导杆机构的设计及运动分析 150 50 50 125 100 13 导杆机构的动态静力分析及飞轮转动惯量的确定 320 0.14 120 1000 在导杆机构中,有30个连续等分的1~30个位置,其中工作上极限位置为1,在本方案中行程速比系数为,使等分位置21与工作行程的下极限位置重合。刀具距上下极限位置时曲柄所在位置为和。总共32个位置,插床机构中曲柄位置分布如图3所示。

图2 切削阻力曲线 图3 插床机构中曲柄位置图

4 设计方法和要求

4.1 图解法步骤

1、设计导杆机构。按已知条件确定导杆机构各未知数,其中滑块5的导路位置可根据连杆4传力给滑块5最有利条件来确定,即导路应位于点所画圆弧高的平分线上。

2、做机构运动简图。选取长度比例尺(),先用虚线绘出机构极限位置1,然后用粗线画出所分配位置的机构运动简图,并确定当前位置点位移。

3、做运动分析。选取速度比例尺()速度、加速度比例尺(),用相对运动图解法作分配位置的速度多边形和加速度多边形,确定当前位置点速度和加速度及根据速度和加速度影像求各构件重心的速度和加速度。

4、做滑块的运动线图。汇总各个位置滑块的位移、速度、加速度数值,可将各点数值列于一个表中,选择适当的比例尺,作滑块的运动线图、、。

5、确定阻力。根据切削阻力曲线,将所分析位置相应的切削阻力。

6、计算导杆的惯性力和惯性力偶矩以及滑块的惯性力,并将导杆的惯性力和惯性力偶矩合成为一个总惯性力,同事求出该力至重心的距离。

7、动态静力分析。将机构拆分为若干基本杆组,以杆组为分离体,画出作用在其上的所有外力,然后取力比例尺(),用力多边形或力矩平衡方程求各运动副反力和曲柄上的平衡力矩。

8、汇总所有位置的作用在曲柄上的平衡力矩,列入表2。其中在切削开始和终止位置和上,由于切削阻力突变,需要求出有切削阻力和无切削阻力时两个相应位置的平衡力矩。

11 表2 平衡力矩

机构位置 6 14 20 28 7 15 21 29 2 8 16 22 30 3 9 17 23 10 18 24 11 25 4 12 26 5 13 19 27 机构位置 机构位置 机构位置 机构位置 9、根据表2中平衡力矩的数值作等效阻力曲线(平衡力矩曲线相当于动态等效力矩曲线),取力矩比例尺()和曲柄转角比例尺()。

10、利用图解积分法作阻力功曲线。选择适当的积距(),并计算阻力功比例尺。 11、根据一个确定运动循环中驱动功和阻力功相等以及驱动力矩为常数的条件作驱动功曲线。

12、作盈亏功曲线。,同时确定最大盈亏功。 13、计算飞轮转动惯量。。 4.2 设计要求

1、绘图问题

A1图纸一张,A2图纸1张,绘图工具一套。 2、绘图要求

作图准确,布置匀称,比例尺合适,图面整洁,线条尺寸应符合国家标准。 3、计算说明书要求

计算程序清楚,叙述简要明确,文字通顺,书写端正。 4.3 解析法

1、列出数学模型。

2、画出程序框图,并编写程序。 3、上机运算。

4、整理计算说明书。 4.4 解析法

1、应用ProE三维辅助设计软件建立各构件三维模型。 2、采用联接进行装配,注意各运动副的约束。 3、设定初始条件进行运动仿真。

12 4、进行动力学分析。 5、整理计算说明书。

机械原理课程设计任务书

学生姓名 班级 学号 位置 设计题目:颚式破碎机机构设计及分析 1 课程设计的目的和任务

1.1 课程设计的目的

机械原理课程设计是机械原理教学的一个重要组成部分。机械原理课程设计的目的在于进一步巩固和加深学生所学的机械原理理论知识,培养学生独立解决实际问题的能力,使学生对机械的运动学和动力学的分析和设计有一较完整的概念,并进一步提高电算、绘图和使用技术资料的能力,更为重要的是培养开发和创新机械的能力。 1.2 课程设计的任务

1、用图解法对压床的连杆机构进行运动分析和动力分析,并在此基础上确定飞轮的转动惯量。要求画出A1图纸一张,A2图纸一张,写出计算说明书一份。

2、用解析法对压床的连杆机构进行运动分析和动力分析。要求写出一份计算说明书和在电脑上打出的程序及计算结果。

3、用ProE三维计算机辅助设计软件对压床的连杆机构进行建模、装配,应用ADAMS进行运动分析和动力分析。要求写出一份设计分析说明书,打印出装配模型及仿真结果。

4、用图解法、解析法和ProE、ADAMS软件仿真结果进行比较,分析它们各自的优缺点。

2 机构简介

颚式破碎机是一种用来破碎矿石的破碎机械,如图1所示。机器带动皮带传动(图上未示出)使曲柄2顺时针方向回转,然后通过构件3-4-5使动颚板作往复摆动。当颚板6向左摆向固定于机架1上的定颚板时,矿石即被压碎;当动颚板6向右摆离定颚板时,被压碎的矿石落下。如此反复进行可以达到破碎的目的。

由于机器在工作过程中承受载荷的变化很大,为了减小速度的波动并减小电动机的容量,在轴的两端各装一个大小和重量完全相同的飞轮,其中一个兼作皮带轮用。

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图1 颚式破碎机机构简图

3 已知数据

颚式破碎机机构简图如图1所示,题目数据列于表1。

表1 设计数据 设计内容 符号 单位 数据 设计内容 符号 单位 数据 设计内容 符号 单位 数据 50 0.15 1960 600 170 100 1000 940 850 连杆机构的运动分析 1000 1250 1000 1150 运动分析 5000 25.5 连杆机构的动态静力分析 2000 9 2000 9 9000 飞轮转动惯量的确定 在连杆机构中,曲柄有30个连续等分的位置1~30,取构件2和3成一直线(即构件4在最下方)时为起始位置1,两个工作行程的极限位置1和,以及16和17中间位置。。总共32个位置,如图2所示。

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图2 曲柄位置图 图3 阻力曲线图

工作阻力的作用点为,方向垂直于,其曲线如图3所示。

4 设计步骤和要求

4.1 设计步骤

1、设计连杆机构。选择合适的长度比例尺(mmm),按已知条件确定连杆机构的各构件尺寸。

2、作机构运动简图。按所分配的位置,绘制出机构运动简图。

3、作速度和加速度分析。选择速度比例尺()和加速度比例尺(),利用相对运动图解法作位置的机构速度多边形和加速度多边形。其中各构件重心的速度和加速度按影像相似原理在图上表示。

4、作运动线图。汇集其他同学用相对图解法求得的各点位置的点的角位移、速度和加速度绘制运动线图。

5、根据各构件的重心加速度及各构件的角加速度确定各构件的惯性力和惯性力偶矩,并将其合成为一总惯性力,求出该力到重心的距离。

6、绘制阻力线图。

7、将机构拆分成若干杆组,以基本杆组为研究对象,画出作用在其上的所有外力。然后,取力比例尺(),用力多边形和力矩平衡方程求各运动副反力和曲柄上的平衡力矩。在曲柄位置时,由于工作阻力有突变,故需要作出两个力多边形和两个力平衡力矩。作图时,对于比较小的力如在图纸上无法表示时可略去不画。

8、汇总所有位置的作用在曲柄上的平衡力矩列入表2中。

表2 平衡力矩 机构位置 8 16 21 29 9 22 30 2 10 23 3 11 24 4 12 17 25 5 13 18 26 6 14 19 27 7 15 20 28 机构位置 机构位置 机构位置 机构位置 9、将汇集到的整个运动循环中各位置的平衡力矩,(即为动态等功阻力矩),以力矩比例尺(Nmm)和曲柄转角角度比例尺(度mm)绘制动态等功阻力矩线图,用图解积分法求其在一个运动循环内所作的阻力功线图。

10、绘制驱动力矩所作的驱动功线图。因驱动力矩为常数,且在一个稳定运动循环中驱动功等于阻力功,故将一个运动循环中的线图始末两点以直线相联既得线图。

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