西北工大版机械原理课件机械原理课程设计讲义(分析型课题)

机械原理课程设计讲义（牛头刨）（1）课程设计内容①机构选型与组合：观看“平台印刷机、组合机构”录像，画出TI-401型平台印刷机的主传动机构简图，并分析说明此机构的选型及特点或理由。进一步：考虑平台印刷机的执行机构Ⅰ、Ⅱ的选型，再比较②进行牛头刨床机构设计。选“牛头刨床机构设计”任务的课程设计内容及过程：（2）课程设计过程：机构的选形或构型尺寸综合及运动分析机构运动简图运动线图平衡力及运动副反力的变化线图传动机构设计：i动力分析构思、观看“平台印刷机、组合机构”录像，画出TI-401型平台印刷机的主传动机构简图，对比、分析其特点。牛头刨床机构设计课程设计过程：牛头刨床机构设计”题目布置见任务书：1.工作原理2.原始数据：5组每组有不同的数据，（运动分析编程、惯性力及平衡力计算编程、动力学分析编程）3.设计步骤及要求4.结果：列表打印运动线图平衡力矩图(Mp－φ2)附程序执行机构（一）执行机构（二）i压印版台滚筒平台印刷机工作原理及运动要求：1.工作原理及运动要求1）整台机器由同一台电机驱动;2）运动由电机经减速装置及执行机构使版台作往复移动、滚筒作回转运动；3）压印过程中版台与滚筒之间无相对滑移；若在压印区版台与滚筒速度不能达到完全相同时，应设置运动的补偿机构；4）版台运动具有急回特性；5）运动尽可能平稳。一用矩阵法作牛头刨机构的运动分析1.位置分析（位置方程）：见图矩阵法是根据机构的位置矢量封闭关系式，写出它们的投影方程式即得机构位置方程式，再将其对时间求一次和二次导数即可得到机构的速度和加速度方程式，并写成矩阵形式，然后利用矩阵运算的通用程序上机进行求解，封闭矢量图：为方便，机架与坐标轴重合，A点与坐标原点重合。各杆看作杆矢量，则杆矢量形成封闭的矢量图。各杆矢量的方向可任设，但习惯上，对各连架杆矢量是从它们的固定铰引出，并使θ4=0。l1+l2=l3+l4x轴投影再变换：l2cosθ2-l3cosθ3-l4=l1cosθ1y轴投影并变换：l2sinθ2-l3sinθ3=l1sinθ1θ2、θ32.速度分析（速度方程）位置方程对时间求导并整理得：-l2sinθ2ω2+l3sinθ3ω3=ω1l1sinθ1l2cosθ2ω2-l3cosθ3-l4=l1cosθω2ω3-l2sinθ2l3sinθ3l2cosθ2-l3cosθ3ω2ω3l1sinθ1-l1cosθ1=ω13.加速度分析（加速度方程）速度方程对时间求导即得）运动线图：为了表明机构在整个运动循环（如原动件转一转）中某构件或构件上某点的运动变化规律，可将其在整个运动循环中一系列位置的位移、速度、加速度或角位移、角速度、角加速度与时间（原动件位移）的关系（如P71表3-1）作成曲线，这些曲线便是机构的运动线图。解析法求出运动方程并求解后，再作图。健身增肌二次发育WeiXinTaoBao运动线图θ1Θ1=3600t/th牛头刨运动线图速度位移加速度牛头刨机构，见图：六杆机构lo2o3+l2=s3l4+l5=lo3D+xF注意sF取法：sF取最右位置为零点sF取坐标原点为零点线图不一样sFxFsF→φ4、s3→φ5、sF注意在右极限位置时φ20注意：关于φ4hφ20MpFB二、矩阵法动态静力分析不考虑摩擦转动副：已知作用点，未知大小和方向；---未知：2移动副：已知方向，未知大小和作用点；---未知：2高副：已知作用点和方向，未知大小。---未知：11、平面运动副中反力的未知要素解析法：根据力的平衡条件列出各力之间的关系式，再求解求运动副反力（内力）时，必须将机构分解成若干构件组（分离体），无论哪种方法，取分离体时，要注意力方程数与未知数相等------静定。2.按静定条件取构件组（分离体）见P33式2-8、2-9，可知所有的基本杆组都是静定的，所以受力分析时，按基本杆组拆分来取分离体。拆分方法与机构结构分析时一样，但要注意拆分顺序：从离作用有未知外力的构件最远的基本杆组开始拆分，而不管拆分的最后构件是否原动件。图R23R43F不静定静定3.机构动态静力分析步骤（1）求出各构件的惯性力，并当作外力分别加到产生惯性力的构件上；（2）所有外力、力矩均加到机构示力图上（3）根据静定条件将机构分解成若干个构件组和作用平衡力的构件，画分离体的示力图；（4）根据平衡条件列出一组力的平衡方程（一个构件组三个，x向、y向和对一点取矩）（5）整理方程组：Rij=-Rji；已知项在等式右边，含未知项在等式左边得一组线性方程组（6）矩阵表示（构件1、2、3、4…顺序）R12xR12yR32xR32yP2M22CBC2力分析时要注意规定1）1对2的反力：R12，2对1的反力：R21；2）按正方向设：坐标正向；逆时针；3）i点对k点之矩的表示严格按P.103公式4-23、图4-171R21xR21yR41xR41yC1BAMbM1P1P1xP1y1234P1M1MbP2M2MrP1xP1y若要求z﹤zmin时避免根切采用正变位齿轮且x﹥xmin=ha*(zmin-z)/zmin三、变位齿轮设计z=z4=16→xmin=…注意：采用等移距变位较好四、行星轮系设计用配齿公式：z1：z2：z3：N=z1：z1(i1H﹣2)/2：z1(i1H–1)：z1i1H/K程序流程图：开始输入已知求位置参数求速度、加速度判断循环次数输出运动参数结束五.运动分析程序设计YN