三、设计内容1、导杆机构运动分析选择表1-1中方案II设计内容导杆机构的运动分析导杆机构的动态静力分析符号n2 L0204 L02A L04B L BC L04S4 X S6 Y S6 G4 G6 P Y P J S4 单位r/min mm N mm kgm2方案Ⅰ60 380 110 540 0.25L04B0.5L04B240 50 200 700 7000 80 1.1 Ⅱ64 350 90 580 0.3L04B0.5L04B200 50 220 800 9000 80 1.2 Ⅲ72 430 110 810 0.36L04B0.5L04B180 40 220 620 8000 100 1.2表1-11、机构运动简图。
图1-12、曲柄位置“7”速度分析，加速度分析（列矢量方程，画速度图，加速度图）取曲柄位置“7”进行速度分析，其分析过程同曲柄位置“1”。
取构件3和4的重合点A进行速度分析。
列速度矢量方程，得υA4=υA3+υA4A3大小? √?方向⊥O4A⊥O2A∥O4B代表pa4 pa3 a3a4V A3=ω2l o2A=64/60×6.28×0.09=0.603m/s取速度极点P，速度比例尺µv=0.01(m/s)/mm，作速度多边形如图1-2则由图1-2知，υA4=pa4·μv=29×0.01=0.29m/sυA4A3=a3a4·μv=52×0.01m/s=0.52m/s图1-2υB5=υB4=υA4·O4B/ O4A=0.44m/s取5构件为研究对象，列速度矢量方程，得υC5=υB5+υC5B5大小? √?方向∥XX⊥O4B⊥BC代表pc5 pb4 b4b5其速度多边形如图1-2所示，有υC5=5Pc·μv=42×0.01=0.42m/s取曲柄位置“7”进行加速度分析，取曲柄构件3和4的重合点A进行加速度分析.列加速度矢量方程,得:a A4 =a A4n +a A4t= a A3n +a A4A3k+a A4A3r 大小? ω42l O4A ?√2ω4υA4A3 ? 方向? A→O4⊥O4B A→O2⊥O4B（向右）∥O4B代表pA4’pn4’n4’A4’p’A3’A3’k’k’A4’取加速度极点为P＇,加速度比例尺μa=0.02（m/s2）/mm作加速度多边形图1-3图1-3则由图1─3知:a A4t= n4’A4’·μa =137×0.02m/s2=2.74m/s2α4= a A4t/l O4A = 7.17 m/s2a A4 = pA4’·μa = 138×0.01m/s2 =2.76 m/s2用加速度影象法求得a B5 = a B4 = a A4 ×l O4B/l O4A=4.19m/s2取5构件的研究对象，列加速度矢量方程，得a C5=a B5+ a C5B5n+ a C5B5t大小?√√?方向∥xx √ C→B ⊥BC代表 P’c5’ P’B5’ n5’B5’ C5’n5’加速度比例尺μa=0.02（m/s2）/mm其加速度多边形如图1─4所示，有图1-4a C5B5t= n5’c5’·μa =31×0.02m/s2 =0.62m/s2a C5 = P’c5’·μa =179×0.02m/s2 =3.58m/s23、曲柄位置“10”速度分析，加速度分析（列矢量方程，画速度图，加速度图）取曲柄位置“10”进行速度分析。
取构件3和4的重合点A进行速度分析。
列速度矢量方程，得υA4=υA3+υA4A3大小? √?方向⊥O4A⊥O2A∥O4B代表 pa4 pa a a3a4V A3=ω2l o2A=64/60×6.28×0.11=0.6908m/s取速度极点P，速度比例尺µv=0.01(m/s)/mm，作速度多边形如图1-5。
图1-5则由图1-5知，υA4=pa4·μv=52.8516×0.01=0.528516m/sυA4A3=a3a4·μv=78.4778×0.01m/s=0.784778m/sυB5=υB4=υA4·O4B/ O4A=0.2007m/s.取5构件为研究对象，列速度矢量方程，得υC5=υB5+υC5B5大小? √?方向∥XX⊥O4B⊥BC代表pc pb5b5c其速度多边形如图1-5所示，有υC5=pc·μv=100.3953×0.01=1.003953 m/sυC5B5=b5c.μv=57.2909×0.01=0.572909 m/s取曲柄位置“10”进行加速度分析，取曲柄构件3和4的重合点A 进行加速度分析.列加速度矢量方程,得a A4 = a A4n + a A4t = a A3n + a A4A3k + a A4A3r大小? ω42l O4A ? √ 2ω4υA4 A3 ?方向 ? A →O 4 ⊥O 4B A →O 2 ⊥O 4B （向左） ∥O 4B代表 p ’A 4’ p ’A t ’ A t ’A 4’ p ’A 3’ A 3’k ’ k ’A 4’取加速度极点为P ＇,加速度比例尺μa =0.02（m/s 2）/mm 作加速度多边形图1-6则由图1─6知:a A4n=p ’A t ’ =)264.0/56.0(2×0.264m/s 2=1.187m/s 2a A4t =96×0.02＝1.82m/sa A4 = p ’A 4’·μa = 94×0.02m/s 2 =1.88 m/s 2a A4A3k =2ω4υA4 A3 =0.848 m/s 2用加速度影象法求得a B5 = a B4 = a A4 ×l O4B /l O4A =4.13 m/s 2取5构件的研究对象，列加速度矢量方程，得a C5= a B5+ a C5B5n + a C5B5t大小 ? √ √ ?方向 ∥xx √ C →B ⊥BC代表 p ’C 5’ p ’B 5’ B 5’B 5t ’ B 5t ’C 5’ 速度比例尺µa =0.1(m/s2)/mm 其加速度多边形如图1─6所示，有a C5 = p´C5·μa=175×0.02m/s 2 =3.5m/s 2图1-62、机构运态静力分析导杆机构的动态静力分析已知各构件的重量G（曲柄2、滑块3和连杆5的重量都可忽略不计），导杆4绕重心的转动惯量Js4及切削力F P的变化规律。
要求求各运动副中反作用力及曲柄上所需要的平衡力矩。
取“7”点为研究对象，分离5、6构件进行运动静力分析，作阻力体如图1─7所示。
图1—7已知P=-9000N，G6=800N，又a c=a c5=3.58m/s2,那么我们可以计算F S6=- G6/g×a c =-800/10×-3.58=286.4N又ΣF=P+G6+F S6+F p45+F R16=0,作为多边行如图1-8所示，µN=50N/mm。
图1-8由图1-7力多边形可得：F R45=-aF R45·µN=-173.7×50N=-8685NF R16= F S6 F R16·µN=24×50N=1200N对c点取距，有ΣM C=-P·y P-G6X S6+ F R16·x-F S6·y S6=0代入数据得x=62.6mm分离3,4构件进行运动静力分析，杆组力体图如图1-8所示，已知：F R54=-F R45=8685N G4=220Na S4=a A4·l O4S4/l O4A=2.6×290/380m/s2=1.98m/s2αS4=α4´=6.57rad/s2由此可得：F S4=-G4/g×a S4 =-220/10×1.98N=-43.56NM S4=-J S4·αS4=-1.2×6.57N·m= -7.88N·m在图1-9中，对A点取矩得：ΣM O4=8685×0.146-7.87-220×0.016=0.97×F R32ΣM O4=8685×0.146-7.87-220×0.016=0.97×F R32代入数据，F R23=F O4τF R32·µN=12500得F O4τ=-4050N由h1=M S/F S4代入数据得h1=182mmF S4'=F S4·l o4s4' /l o4s4=-43.56×472/290N=70.2N图1-9又ΣF=F R54+F R32+F S4'+G4+F O4n+F O4τ=0,作力的多边形如图1-10所示，µN=50N/mm。
图1-10由图1-10可得：F O4τ=a F O4τ·µN=81×50=4050NF O4n=aF O4n·µN=16×50N·= 800N对曲柄2进行运动静力分析，作组力体图如图1-11所示，图1-11µL=1mm/mm.由图1-11可知，h2=11mm,则，对曲柄列平行方程有，ΣM O2=M2-F R23·h2=0即M-12500×0.101=0，即M=138N·M3、求刨头的位移，速度和加速度曲线位移与时间，速度与时间，加速度与时间曲线。
图1-12由以上三条曲线，位移与时间，速度与施加，加速度与时间曲线，可以看出牛头刨床的运行过程，c点的运动情况。