机械原理课程设计解答

机械设计基础（机械原理部分）课程设计参考解答 - 1 - 解图 1 -1 一、金相加热炉炉门启闭机构设计解答 金相加热炉炉门启闭机构以题号 1数据为依据进行解答。 一、设计分析（炉门处于关闭位置） 1.干涉分析 干涉分析时，可先判断炉门上最容易与炉壁发生干涉的若干点，分析这些点在炉门启闭过程中的运动情况，据此判断炉门是否与炉壁发生干涉。 炉门上最容易与炉壁发生干涉的点为 A、B、C、D、E 和 F 等。 在炉门开启的瞬时，为保证炉门与炉壁不发生干涉现象，则要求炉门上与炉壁接触的各点其速度分量均不能指向炉壁以内。否则经 t 时间后，该点会与炉壁发生干涉。 这样就将干涉分析转化为速度分析，炉门上各点的速度取决于炉门的绝对速度瞬心，其位置在两连架杆位置线的交点上。 在解图 1-1中，过 B 点作ccBE，过 C 点作ddCF，过质心 W 点作铅垂线 hh 。当炉门的绝对速度瞬心位于 aa  与 bb  线之间时，无论炉门的角速度方向如何，均会发生炉门与炉壁干涉现象。例如炉门以顺时针方向方向运动时，炉门上 D 点会与炉壁发生干涉现象，逆时针方向运动时，炉门上 A 点会与炉壁发生干涉现象。 当炉门的绝对速度瞬心位于 aa  线以上，开启炉门时其角速度方向应为逆时针方向。绝对速度瞬心位于aec 区域时，B 点与炉壁发生干涉；绝对速度瞬心位于adf  区域时，C 点与炉壁发生干涉。所以，只有当炉门的绝对速度瞬心位于cefd 区域时，炉门才不会与炉壁发生干涉。同理，当炉门的绝对速度瞬心位于cefd区域时，炉门不会与炉壁发生干涉。 以上分析仅为炉门不发生干涉的必要条件，所以还需作出上述若干点在运动过程中的轨迹曲线，判断这些曲线是否与炉壁相交，用以确定炉门与炉壁是否发生干涉。 2.稳定性分析 ①质心位置确定 为了简化计算，假设炉门的质心位置与炉门截面的形心位置重合，如解图 1-2所示。其中 C1 是梯形截面形心，C2 是矩形截面形心，C 为炉门截面总形心，则： 4 0 5.66 0 0 01 6 5 02 06 9 7.91 6 5 06 0 0 04 01 5 02 024 021 6 5 029 07 52 026 9 7.99 07 539 07 522 032212112211AAddAdabAbdbahAbabahd ②炉门受力分析 炉门在关闭位置稳定是指炉门在这一位置的受力平衡。若不平衡，则炉门将受到一个合力或合力矩的作...