牛頭刨床機械原理課程設(shè)計1點和6點[1]

1、目錄一、概述1、課程設(shè)計的題目2、課程設(shè)計的任務(wù)和目的3、課程設(shè)計的要求4、課程設(shè)計的數(shù)據(jù)二、機構(gòu)簡介與設(shè)計數(shù)據(jù)三、課程設(shè)計的內(nèi)容和步驟 §2.1、拆分桿組§2.2、方案分析 §2.3、程序編寫過程 §2.4、程序說明 §2.5、c語言編程及結(jié)果 §2.6、位移，速度，加速度圖三、小結(jié)四、參考文獻一、概述1. 課程設(shè)計的題冃此次課程設(shè)計的題目是：牛頭刨床的主傳動結(jié)構(gòu)的設(shè)計.2. 課程設(shè)計的任務(wù)和目的1）任務(wù)：1牛頭刨床的機構(gòu)選型、運動方案的確定；2導桿機構(gòu)進行運動分析；3導桿機構(gòu)進行動態(tài)靜力分析；4. 飛輪設(shè)計；5. 凸輪機構(gòu)設(shè)計。2

2、）目的：機械原理課程設(shè)計是培養(yǎng)學生掌握機械系統(tǒng)運動方案 設(shè)計能力的技術(shù)基礎(chǔ)課程，它是機械原理課程學習過程中的一個 重要實踐環(huán)節(jié)。其目的是以機械原理課程的學習為基礎(chǔ)，進一步 鞏固和加深所學的基本理論、基本概念和基本知識，培養(yǎng)學生分 析和解決與本課程有關(guān)的具體機械所涉及的實際問題的能力，使 學生熟悉機械系統(tǒng)設(shè)計的步驟及方法，其屮包括選型、運動方案 的確定、運動學和動力學的分析和整體設(shè)計等，并進一步提高計 算、分析，計算機輔助設(shè)計、繪圖以及查閱和使用文獻的綜合能 力。.3.課程設(shè)計的要求牛頭刨床的主傳動的從動機構(gòu)是刨頭，在設(shè)計主傳動機構(gòu)時, 要滿足所設(shè)計的機構(gòu)要能使牛頭刨床正常的運轉(zhuǎn)，同時設(shè)計的主

3、傳動機構(gòu)的行程要有急回運動的特性，以及很好的動力特性。盡 量是設(shè)計的結(jié)構(gòu)簡單,實用,能很好的實現(xiàn)傳動功能。二.機構(gòu)簡介與設(shè)計數(shù)據(jù)b 機構(gòu)簡介牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機床，如圖41。電動機經(jīng)皮帶 和齒輪傳動，帶動曲柄2和固結(jié)在其上的凸輪8。刨床工作時，由導 桿機構(gòu)2-3-4-5-6帶動創(chuàng)頭6和創(chuàng)刀7作往復運動。刨頭右行時，創(chuàng) 刀進行切削，稱工作行程，此時要求速度較低并且均勻，以減少電動 機容量和提高切削質(zhì)量；刨頭左行時，刨刀不切削，稱空回行程，此 時要求速度較高，以提高生產(chǎn)效率。為此刨床采用有急回作用的導桿 機構(gòu)。刨刀每切削完一次，利用空回行程的時間，凸輪8通過四桿機 構(gòu)1-9-10-1

4、1與棘輪帶動螺旋機構(gòu)（圖中沒有畫出），使工作臺連同工 件一次進級運動，以便刨刀繼續(xù)切削。刨頭在工作行程過程屮，受到 很大的切削阻力（在切削的前后各有一段約0.05h的空刀距離，見圖 4-1, b）而空回行程中則沒有切削阻力。因此刨頭在整個循環(huán)運動中, 受力變化是很大的，這就影響了主軸的勻速運轉(zhuǎn)，故需安裝飛輪來減 小主軸的速度波動，以提高切削質(zhì)量和減少電動機容量。2,設(shè)計數(shù)據(jù)見表4-11)*4-1設(shè)計數(shù)據(jù)設(shè)計.§0a%p案、r/nunmmnmmkg *tn2i603»01105400.25/o4b05©b240502007007000801.1n6435(>9

5、05800.3/0瀘0.5/oj200502208009()00801.2iii724301108100叫”05?0iso4022062080001001.2導桿機構(gòu)的運動分析導釬機構(gòu)的動態(tài)靜力分析凸輪機構(gòu)的設(shè)計ryno9j°2j(rjol00、0do.<hr心2叫tar/minkgn?mwmmi(». 150.20.2151254()75107510030(163.520u0.1514401316400.50.40.250.2151353870107010030064201110.1614401519500.5；0.30.20.215130

6、427510651003(h«63.520飛輪轉(zhuǎn)動慣裁的確定齒輪機構(gòu)的設(shè)計2）選擇設(shè)計方案:設(shè)計內(nèi) 容導桿機構(gòu)的運動分析導桿機構(gòu)的靜力分析符號rhio2o1lo2alofbibc1 o1s1xs6ys6g,g6pypjs4單位r/minmmnmmkg n?方案ii64350905800. 31oib0. 51o1r200502208009000801.2設(shè)計內(nèi)容飛輪轉(zhuǎn)動慣量的確定凸輪機構(gòu)的設(shè)計符號5no'z1zo,zrjo2joijo”jo'l卩maxlo9d1as4），單位r/minkg.m2onun0方案ii0. 1514401316400.50.40. 250.

7、21513538701070方案特點:1、結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，能承受較大的載荷；2、具冇急回作用，可滿足任意行程速比系數(shù)k的要求；3、滑塊行程可以根據(jù)桿氏任意調(diào)整；4、機構(gòu)傳動角恒為90度，傳動性能好；5、工作行程中，刨刀速度較慢，變化平緩符合切削要求;6、機構(gòu)運動鏈較長，傳動間隙較大；7、中間移動副實現(xiàn)較難。三課程設(shè)計的內(nèi)容和步驟1.導桿機構(gòu)的設(shè)計及運動分析 1）導樸機構(gòu)簡圖8'102）導桿機構(gòu)運動分析a、曲柄位置“1”速度分析，加速度分析（列矢量方程，畫速度圖，加速度圖） 取曲柄位置“1”進行速度分析。因構(gòu)件2和3在a處的轉(zhuǎn)動副相連，故va2=va3,其大小等于c021o2a，方向

8、垂直于02a線，指向與少2 一致。（02=27012/60 rad/s=6.7020643264rad/sua3=ua2=®2o2a=67020642 13*0.09m/s=0.603185789m/s （丄 o2a）取構(gòu)件3和4的重合點a進行速度分析。列速度矢量方程，得ua4=ua3+ua4a3大小 ？ j?方向丄cua 丄o2a /7o4b取速度極點p,速度比例尺山=0005 （m/s）/mm ,作速度多邊形如圖1-2則由圖 1-2 知，ua4= pa4 山=om/su a4a3= q3d4 pv=0m/ s由速度影像定理求得，ub5=ub4=ua4°4b/ o4aom

9、/s又co4=i)a4/ lo4a=0rad/s取5構(gòu)件作為研究對象，列速度矢量方程，得uc5=ub5+uc5b5大小 ？ j?方向 xx 丄o4b 丄bc取速度極點p,速度比例尺|iv=001(m/s)/mm， 則由圖12知，i)c5= 陌 山=om/suc5b5= |iv=om/s®cb=uc5b5/1cb=° rad/sb.加速度分析：取曲柄位置“1”進行加速度分析。因構(gòu)件2和3在a點處的轉(zhuǎn)動副相連, 故q：2 = q；3,其大小等于®221q2a向由a指向°2。(»2=67020643264rad/s,3=2=co22-l02a=6.7

10、0206432642x0.09 m/sm.04258996116m/s2取3、4構(gòu)件重合點a為研究對彖，列加速度矢量方程得：aa4 = aa4aa4a32大?。海?)41o4a2g)4ua4 a3方向： ? ba取5構(gòu)件為研究對象，列加速度矢量方程，得ac5= ab5+ ac5b5n+丄 o4b ac)2 丄 o4bac5b5t2大??？ v w5 lbc方向 xx v c-b±bc+ m = a a3 “+ aa4a3k +取加速度極點為p，加速度比例尺血=005 (m/s2) /mm, 作加速度多邊形如圖1-3所示則由圖1-3知,uc5b5=5c5 (lv=om/sw5 =g)cb

11、=uc5e5/1cb=0 rad/sdai =0 m/s2aa4a3k =0 m/s2aa4 =4.042589961168314 m/s用加速度影象法求得 &b5 = &b4 = &a4* o4b/ o4a6.932257312225 m/s?所以 ac=0.01 x (p? c )=6. 5990882824m/s2總結(jié)1點的速度和加速度值以速度比例尺=(0. 005m/s)/mm和加速度 比例尺ma=(0. 05m/s2)/mm用相對運動的圖解法作該兩個位置的速度多邊形和加速度多邊形如下圖1-2, 1-3,并將其結(jié)果列入表格(1-2)表格1-1位置未知量結(jié)果va4

12、om/svcom/s1sa4.04258996116 m/s2ac6. 5990882824m/s2a曲柄位置“6"速度分析，加速度分析(列矢量方程，畫速度圖，加速度圖) 取曲柄位置“們進行速度分析。因構(gòu)件2和3在a處的轉(zhuǎn)動副相連，故va2=va3，其人小等丁321。2a，方向垂kto2 a線，指向與致。(02=2兀112/60 rad/s=6.7020643264rad/sua3=ua2=®2 1o2a=6.702064213 x0.09m/s=0.603185779m/s (±o2a)取構(gòu)件3和4的重合點a進行速度分析。列速度矢量方程，得ua尸ua3+ua4a

13、3大小 ？ j?方向丄cua 丄o2a /o4b取速度極點p,速度比例尺|iv=0001(m/s)/mm，作速度多邊形如圖1-4則由圖 1-4知， ua4= pa4/|iv =0.4859022798 lm/si)a4a3= &3玄4/山=0.35739623806m/s出速度影像定理求得，ub5tb4=ua4,o4b/ o4a=0.67355117939m/s又c04=i)a4/a= 1.16129513687931 rad/s取5構(gòu)件作為研究對象，列速度矢量方程，得ucb+ucb大小 ？ j?取速度極點p,速度比例尺|iv=0.005(m/s)/mm9作速度多邊行如圖14。則由圖

14、14知，uc=0.66392950064m/sucb=01026378747m/s c()cb=ucb/1cb=°5898728434482 rad/sb.加速度分析：取曲柄位置“ 6 ”進行加速度分析。因構(gòu)件2和3在a點處的轉(zhuǎn)動副相連，故aa2 = ° a3，其大小等于方向由a指向。2。g)2=6.7020643264rad/s?aa3=aa2 =co22 l02a=6.7020642 1 32x0.09 m/s2=4.042589961168m/s2q；=co42lo4a=0564275954395379 m/s2取3、4構(gòu)件重合點a為研究對象，列加速度矢量方程得：aa

15、4fl=s + aa4t=+ckaa4a3+aa4a3大小：?22©4 lo4a ?lo2av9方向：?ba 丄 o4ba->02丄o4b/04b取5構(gòu)件為研究對彖，列加速度矢量方程，得ac5= ab5+ ac5b5d4- a c5b5丫2大小？v (1)5 °lbc ?方向 x v c->b丄bc取加速度極點為p'，加速度比例尺ra=05 (m/s2) /mm,作加速度多邊形如圖1-5所示.則由圖 1 -5知，aa4a3f =2.6922723 m/s?aa4 =1.6638155038 m/s2用加速度影象法求得&b5 = &b4 =

16、aa4()4b/ o4a =2.306358585752m/s2又abcn=co52-lbc =0.0605432950301537m/s2ac5 =22105415252 m/總結(jié)6速度和加速度值以速度比例尺1-1= (0. 005m/s) /mm和加速度比例尺!a= (0. 05m/s2 ) /mm用相對運動的圖解法作該兩個位置的速度多邊形和加速度多邊形如下圖1-4, 1-5,并將其結(jié)果列入表格(1-2)表格1-1位置未知最結(jié)果60.48590227981m/svc0.66392950064m/saa1.6638155038m/s2,ac-2.2105415252m/s22.機構(gòu)動態(tài)靜力分

17、析取“8心點為研究對象，分離5、6構(gòu)件進行運動靜力分析，作阻力體如圖1一6所示，|11=10n/mmofl6 $65-6阻力體圖'j l |a廠45圖6已知p=0, g6=800n,又ac=6.5990882824m/s2p么我們可以計算fw 二 g/gxac =-800/10x6.5990882824=-527.927062592nf i 6 + g6 + fr45 + frl6 = 0方向：水平豎肓大小 v v/ bc9豎肓9作為多邊行如圖1-7所示，|in=10n/mmo>16曲圖1-7力多邊形口j得:fr45 二 f45|1n=52&7581038xln=528.

18、7581216n已知：fr54二fr45=528.758 1216n, g4=220nas4=a4*lo4s4/lo4a=4.042589964x290/338. 2306905lm/s2=3.46612865m/s2由此可得:fs4=m4 x -as4=-76.25482788nas4? = aa4/ 0.29=13.93996491rad/s2m=-js4 x as4,二 16.72795789jf r54在圖18中，對04點取矩得：為 m c)4=fr54xl54fs4 x hs4-g4xhgm-fr34，1o4a=052&7581038*0.5512570182-13.96292913 x 0. 28690951968220x0.07457142857-16.72795789+ fr34- x 0. 29=0代入數(shù)據(jù)，得fr34=1133.177173n力比例尺gn=10n/mm乂 zf= fr54 +fi4 +g4 + fr23 + f14n+fi4t=0?作力的多邊形如圖 1-9所示。fr23= fr34=1 133.177173nfr54 +fi4 +g4 + fr23 + fj+fj二 0方向： bc豎總 丄ab/ ab 丄 abf14t=f14