牛頭刨床機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)1點(diǎn)和6點(diǎn)

1、目錄一、概述1、課程設(shè)計(jì)的題目2.、課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和目的3、課程設(shè)計(jì)的要求4、課程設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)二、機(jī)構(gòu)簡介與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)三.課程設(shè)計(jì)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(xiàn)一、概述1課程設(shè)計(jì)的題目 此次課程設(shè)計(jì)的題目是：牛頭刨床的主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì).2課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和目的 1）任務(wù)：1 牛頭刨床的機(jī)構(gòu)選型、運(yùn)動(dòng)方案的確定；2 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析；3 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析；4.飛輪設(shè)計(jì)；5.凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。2）目的：機(jī)

2、械原理課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生掌握機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)能力的技術(shù)基礎(chǔ)課程，它是機(jī)械原理課程學(xué)習(xí)過程中的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。其目的是以機(jī)械原理課程的學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，進(jìn)一步鞏固和加深所學(xué)的基本理論、基本概念和基本知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決與本課程有關(guān)的具體機(jī)械所涉及的實(shí)際問題的能力，使學(xué)生熟悉機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟及方法，其中包括選型、運(yùn)動(dòng)方案的確定、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的分析和整體設(shè)計(jì)等，并進(jìn)一步提高計(jì)算、分析，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、繪圖以及查閱和使用文獻(xiàn)的綜合能力。.3課程設(shè)計(jì)的要求 牛頭刨床的主傳動(dòng)的從動(dòng)機(jī)構(gòu)是刨頭，在設(shè)計(jì)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，要滿足所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)要能使牛頭刨床正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)設(shè)計(jì)的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的行程要有急回運(yùn)動(dòng)的特

3、性，以及很好的動(dòng)力特性。盡量是設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)用，能很好的 實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)功能。二.機(jī)構(gòu)簡介與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)1， 機(jī)構(gòu)簡介牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機(jī)床，如圖4-1。電動(dòng)機(jī)經(jīng)皮帶和齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng)曲柄2和固結(jié)在其上的凸輪8。刨床工作時(shí)，由導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)2-3-4-5-6帶動(dòng)刨頭6和刨刀7作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。刨頭右行時(shí)，刨刀進(jìn)行切削，稱工作行程，此時(shí)要求速度較低并且均勻，以減少電動(dòng)機(jī)容量和提高切削質(zhì)量；刨頭左行時(shí)，刨刀不切削，稱空回行程，此時(shí)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(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。刨刀每切削完一次，利用空回行程的時(shí)間，凸輪8通過四桿機(jī)構(gòu)1-9-10-11與棘輪帶動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)（圖中沒有畫出），使

4、工作臺(tái)連同工件一次進(jìn)級(jí)運(yùn)動(dòng)，以便刨刀繼續(xù)切削。刨頭在工作行程過程中，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(gè)循環(huán)運(yùn)動(dòng)中，受力變化是很大的，這就影響了主軸的勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，故需安裝飛輪來減小主軸的速度波動(dòng)，以提高切削質(zhì)量和減少電動(dòng)機(jī)容量。2， 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 見表4-11）2)選擇設(shè)計(jì)方案：設(shè)計(jì)內(nèi)容導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的靜力分析符號(hào)n2lo2o4lo2Alo4BlBClo4s4xs6ys6G4G6PypJs4單位r/minmmNmmKg·m2方案64350905800.3lo4B0.5lo4B200502208

5、009000801.2設(shè)計(jì)內(nèi)容飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的確定凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)符號(hào)noZ1ZoZ1Jo2Jo1Jo”JomaxLo9Ds單位r/minKg.m2°mm°方案0.1514401316400.50.40.250.21513538701070方案特點(diǎn)：1、結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，能承受較大的載荷；2、具有急回作用，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)桿長任意調(diào)整；4、機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角恒為90度，傳動(dòng)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(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)鏈較長，傳動(dòng)間隙較大；7、中間移動(dòng)副實(shí)現(xiàn)較難。 三.課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟1導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析1）導(dǎo)桿

6、機(jī)構(gòu)簡圖2）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)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(jìn)行速度分析。因構(gòu)件2和3在A處的轉(zhuǎn)動(dòng)副相連，故VA2=VA3，其大小等于2lO2A，方向垂直于O2 A線，指向與2一致。 2=2n2/60 rad/s=6.7020643264rad/sA3=A2=2·lO2A=6.702064213*0.09m/s=0.603185789m/s（O2A）取構(gòu)件3和4的重合點(diǎn)A進(jìn)行速度分析。列速度矢量方程，得 A4=A3+A4A3大小 ? ?方向 O4A O2A O4B取速度極點(diǎn)P，速度比例尺µv=0.005 (m/s)/m

7、m ,作速度多邊形如圖1-2 則由圖1-2知， A4=·v= 0m/s A4A3=·v=0m/s由速度影像定理求得，B5=B4=A4·O4B/ O4A=0m/s又 4=A4/ lO4A=0rad/s取5構(gòu)件作為研究對(duì)象，列速度矢量方程，得 C5=B5+C5B5大小 ? ?方向 XX O4B BC取速度極點(diǎn)P，速度比例尺v=0.01(m/s)/mm, 則由圖1-2知， C5= ·v=0m/s C5B5=·v=0m/s CB=C5B5/lCB=0 rad/sb.加速度分析：取曲柄位置“1”進(jìn)行加速度分析。因構(gòu)件2和3在A點(diǎn)處的轉(zhuǎn)動(dòng)副相連，故=,其大

8、小等于22lO2A,方向由A指向O2。2=6.7020643264rad/s, =22·LO2A=6.70206432642×0.09 m/s2=4.04258996116m/s2 取3、4構(gòu)件重合點(diǎn)A為研究對(duì)象，列加速度矢量方程得： aA4 = + aA4= aA3n + aA4A3K + aA4A3r大小: ? 42lO4A ? 24A4 A3 ?方向： ? BA O4B AO2 O4B O4B 取5構(gòu)件為研究對(duì)象,列加速度矢量方程,得ac5= aB5+ ac5B5n+ a c5B5大小 ? w52 Lbc ?方向 XX cb BC取加速度極點(diǎn)為P,加速度比例尺

9、1;a=0.05（m/s2）/mm,作加速度多邊形如圖1-3所示.則由圖1-3知, C5B5=·v=0m/s w5 =CB=C5B5/lCB=0 rad/s=0 m/s2 aA4A3K =0 m/s2aA4 =4.042589961168314 m/s2,用加速度影象法求得aB5 = aB4 = aA4* O4B/ O4A=6.932257312225 m/s2所以ac=0.01×(pc)=6.5990882824m/s2總結(jié)1點(diǎn)的速度和加速度值以速度比例尺µ=(0.005m/s)/mm和加速度比例尺µa=(0.05m/s²)/mm用相對(duì)運(yùn)動(dòng)的

10、圖解法作該兩個(gè)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 1 VA40m/sVC0m/saA4.04258996116 m/s2 ac6.5990882824m/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“6”進(jìn)行速度分析。因構(gòu)件2和3在A處的轉(zhuǎn)動(dòng)副相連，故VA2=VA3，其大小等于2lO2A，方向垂直于O2 A線，指向與2一致。 2=2n2/60 rad/s=6.7020643264rad/sA3=A2=2·lO2A=6.702064213×0.09m/s=0.

11、603185779m/s（O2A）取構(gòu)件3和4的重合點(diǎn)A進(jìn)行速度分析。列速度矢量方程，得 A4=A3+A4A3大小 ? ?方向 O4A O2A O4B取速度極點(diǎn)P，速度比例尺µv=0.001(m/s)/mm ,作速度多邊形如圖1-4則由圖1-4知， A4= pa4/v =0.48590227981m/s A4A3= a3a4/v =0.35739623806m/s由速度影像定理求得，B5=B4=A4·O4B/ O4A=0.67355117939m/s又 4=A4/ lO4A=1.16129513687931rad/s取5構(gòu)件作為研究對(duì)象，列速度矢量方程，得 C=B+CB大小

12、 ? ?方向 XX O4B BC取速度極點(diǎn)P，速度比例尺v=0.005(m/s)/mm, 作速度多邊行如圖1-4。則由圖1-4知， C=0.66392950064m/s CB=0.1026378747m/s CB=CB/lCB=0.5898728434482 rad/sb.加速度分析：取曲柄位置“ 6 ”進(jìn)行加速度分析。因構(gòu)件2和3在A點(diǎn)處的轉(zhuǎn)動(dòng)副相連，故=,其大小等于22lO2A,方向由A指向O2。2=6.7020643264rad/s, =22·LO2A=6.7020642132×0.09 m/s2=4.042589961168m/s2=42·LO4A=0.5

13、64275954395379 m/s2取3、4構(gòu)件重合點(diǎn)A為研究對(duì)象，列加速度矢量方程得： aA4 = + aA4= aA3n + aA4A3K + aA4A3r大小: ? 42·LO4A ? 22·LO2A ?方向： ? BA O4B AO2 O4B O4B 取5構(gòu)件為研究對(duì)象,列加速度矢量方程,得ac5= aB5+ ac5B5n+ a c5B5大小 ? 52·LBC ?方向 X CB BC取加速度極點(diǎn)為P,加速度比例尺µa=0.5（m/s2）/mm,作加速度多邊形如圖1-5所示.則由圖1-5知, aA4A3r =2.6922723 m/s2 aA4

14、=1.6638155038 m/s2 用加速度影象法求得aB5 = aB4 =aA4·O4B/ O4A =2.306358585752m/s2又 aBCn=52·LBC =0.0605432950301537ms2ac5 =-2.2105415252 ms2總結(jié)6速度和加速度值以速度比例尺µ=(0.005m/s)/mm和加速度比例尺µa=(0.05m/s²)/mm用相對(duì)運(yùn)動(dòng)的圖解法作該兩個(gè)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位置未知量結(jié)果 6 VA40.48590227981m/sVC0

15、.66392950064m/saA 1.6638155038m/s2,ac- 2.2105415252 m/s2 2. 機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析取“8”點(diǎn)為研究對(duì)象，分離5、6構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)靜力分析，作阻力體如圖16所示，=10N/mm。圖16已知P=0，G6=800N，又ac=6.5990882824m/s2,那么我們可以計(jì)算FI6=-G6/g×ac =-800/10×6.5990882824=-527.927062592N Fi6 + + Fr45 + Fr16 = 0方向: 水平 豎直 BC 豎直大小 ? ?作為多邊行如圖1-7所示，µN=10N/mm。由圖1-7力多

16、邊形可得： FR45=-F45·µN=528.7581038×1N=-528.7581216N 已知： FR54=-FR45=528.7581216N，G4=220NaS4=aA4·lO4S4/lO4A=4.042589964×290/338.23069051m/s2=3.46612865m/s2 由此可得： FS4=M4×-aS4=-76.25482788N As4 = aA4/ 0.29=13.93996491rad/s2 M=-JS4×As4=-16.72795789J 在圖1-8中，對(duì)O4點(diǎn)取矩得： M O4=-FR

17、54×L54-Fs4×hs4-G4×hGM-FR34·lO4A=0 -528.7581038*0.5512570182-13.96292913×0.28690951968-220×0.07457142857-16.72795789+ FR34·×0.29=0代入數(shù)據(jù)，得FR34=1133.177173N 力比例尺µN=10N/mm又 F= Fr54 +Fi4 +G4 + Fr23 + F14n+F14=0,作力的多邊形如圖1-9所示。Fr23= FR34=1133.177173NFr54 +Fi4 +G4 + Fr23 + F14n+F14= 0方向:BC 豎直 AB AB AB大小: ? ?F14=F14F14n·µN=497.7136044×1N=497.7136044N