機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)

PAGEPAGE10第一章牛頭刨床總體設(shè)計(jì)（作圖法）任務(wù)書(shū)一、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的目的：機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是高等工業(yè)學(xué)校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生第一次較全面的機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析與設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，是本課程的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。其基本目的在于：（１）、進(jìn)一步加深學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決有關(guān)本課程實(shí)際問(wèn)題的能力。（２）、使學(xué)生對(duì)于機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的分析設(shè)計(jì)有一較完整的概念。（３）、使學(xué)生得到擬定運(yùn)動(dòng)方案的訓(xùn)練，并具有初步設(shè)計(jì)選型與組合以及確定傳動(dòng)方案的能力。（４）、通過(guò)課程設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高學(xué)生運(yùn)算、繪圖、表達(dá)、運(yùn)用計(jì)算機(jī)和查閱技術(shù)資料的能力。二、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的任務(wù)：機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是對(duì)機(jī)械的主體機(jī)構(gòu)（連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)以及其他機(jī)構(gòu)）進(jìn)行設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)態(tài)靜力分析，并根據(jù)給定機(jī)器的工作要求，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)凸輪、齒輪；或?qū)Ω鳈C(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。要求學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，繪制必要的圖紙，編寫說(shuō)明書(shū)。三、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的方法：機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的方法大致可分為圖解法和解析法兩種。圖解法幾何概念較清晰、直觀；解析法精度較高。根據(jù)教學(xué)大綱的要求，本設(shè)計(jì)主要應(yīng)用圖解法進(jìn)行設(shè)計(jì)。1設(shè)計(jì)題目：牛頭刨床）為了提高工作效率，在空回程時(shí)刨刀快速退回，即要有急會(huì)運(yùn)動(dòng)，行程速比系數(shù)在1.4左右。）為了提高刨刀的使用壽命和工件的表面加工質(zhì)量，在工作行程時(shí)，刨刀要速度平穩(wěn)，切削階段刨刀應(yīng)近似勻速運(yùn)動(dòng)。2、牛頭刨床機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)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)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(guò)四桿機(jī)構(gòu)1-9-10-11與棘輪帶動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)（圖中未畫(huà)），使工作臺(tái)連同工件作一次進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，以便刨刀繼續(xù)切削。刨頭在工作行程中，受到很大的切削阻力（在切削的前后各有一段約5H的空刀距離，見(jiàn)圖4-1，b），而空回行程中則沒(méi)有切削阻力。因此刨頭在整個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)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(lái)減小主軸的速度波動(dòng)，以提高切削質(zhì)量和減小電動(dòng)機(jī)容量。3、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)圖1機(jī)構(gòu)連續(xù)間隔位置劃分?jǐn)[動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析，動(dòng)態(tài)靜力分析，要求對(duì)機(jī)構(gòu)的連續(xù)12個(gè)位置和兩個(gè)行程極限位置及兩個(gè)切削極限位置共15個(gè)位置進(jìn)行分析。設(shè)計(jì)題目中有三個(gè)方案，全班分三組，每組承擔(dān)一個(gè)方案。在一個(gè)方案組中每個(gè)同學(xué)對(duì)兩個(gè)位置進(jìn)行分析。對(duì)分析的結(jié)果，全組將結(jié)果匯總在一起制表，繪線圖。除運(yùn)動(dòng)分析，動(dòng)力計(jì)算的其他題目，沒(méi)有位置區(qū)分，每個(gè)同學(xué)應(yīng)按要求完成。擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)在一循環(huán)中，所連續(xù)間隔位置如圖4：圖中的15個(gè)連續(xù)位置是以曲柄在一循環(huán)中的位置表示的。由位置1起順2方向?qū)⑶鷪A周作12等分的位置。1、8′為行程極限位置1′7′為切削極限位置。4、設(shè)計(jì)內(nèi)容4.1.導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析已知數(shù)據(jù)項(xiàng)目方案1方案2方案3序號(hào)名稱代號(hào)計(jì)算式1行程長(zhǎng)度H（mm）6006006002機(jī)架高度O2O4（mm）3503803803行程速比系數(shù)K1.81.61.84連桿長(zhǎng)度BC（mm）0.3BO45擺動(dòng)導(dǎo)桿長(zhǎng)度BO4（mm）H/2/6曲柄長(zhǎng)度AO2（mm）O2O47機(jī)床有效高度O3O4（mm）8曲柄轉(zhuǎn)速n（rpm）204060.設(shè)計(jì)要求（作圖法）對(duì)所要求分析的機(jī)構(gòu)位置，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求刨刀速度和加速度。匯集本組全部位置的運(yùn)動(dòng)分析結(jié)果，繪制位移線圖，速度線圖，加速度線圖。每個(gè)學(xué)生至少要完成兩個(gè)位置的運(yùn)動(dòng)分析。有關(guān)圖解與線圖畫(huà)在同一張繪制圖紙上。（1#圖紙）。整理較詳細(xì)的計(jì)算說(shuō)明書(shū)若干頁(yè)。4.2.導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析設(shè)機(jī)架，曲柄，滑塊，導(dǎo)桿，連桿，滑枕構(gòu)件編號(hào)分別為1，2，3，4，5，6已知數(shù)據(jù)序號(hào)項(xiàng)目方案11擺動(dòng)導(dǎo)桿重量（重心在桿中點(diǎn)）G4=220N2擺動(dòng)導(dǎo)桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（對(duì)重心）kg㎡JC4=1.2kg㎡3滑枕重量（N）G6=800N4滑枕重心坐標(biāo)（mm）05刨削阻力pr（N）pr＝9000N6刨削阻力坐標(biāo)（mm）0.設(shè)計(jì)要求（作圖法）用力多邊形法對(duì)二個(gè)位置進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，求各運(yùn)動(dòng)副反力和需要作用在曲柄上的平衡力矩，力多邊形和隔離體構(gòu)件受力分析與運(yùn)動(dòng)分析畫(huà)在同一張繪圖紙上，并整理計(jì)算說(shuō)明書(shū)若干頁(yè)。將本組各個(gè)位置的平衡力矩匯總，繪制M--￠曲線圖，把運(yùn)動(dòng)線圖，M--￠曲線圖與運(yùn)動(dòng)分析動(dòng)力同畫(huà)在1#圖紙上。第二章牛頭刨床總體設(shè)計(jì)（作圖法）指導(dǎo)書(shū)一、擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析1、幅面的初步布置取1＃標(biāo)準(zhǔn)圖紙，在全幅面上默分出大約面積相等的幾塊小幅面。每塊分別容納：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；圖解運(yùn)動(dòng)分析（速度分析、加速度分析在一起）；圖解動(dòng)態(tài)靜力分析；機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)線圖；M—Φ曲線圖（分析三個(gè)位置的在另一張3＃圖紙上）；標(biāo)題欄。圖幅及標(biāo)題欄尺寸均按工程制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。開(kāi)始應(yīng)用H或2H鉛筆試畫(huà)（輕輕細(xì)線條），待檢查無(wú)誤后用HB鉛筆根據(jù)線條比例加實(shí)。2、繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖根據(jù)默分的幅面大小和構(gòu)件實(shí)際長(zhǎng)度選擇適當(dāng)?shù)谋壤撸ā?。并按任?wù)書(shū)中分配的位置（或有組長(zhǎng)指定位置）繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。在同一幅面上，可表示兩個(gè)機(jī)構(gòu)位置。一個(gè)位置用粗實(shí)線，其他位置用虛線，并用雙點(diǎn)劃線畫(huà)出機(jī)構(gòu)極限位置時(shí)執(zhí)行構(gòu)件的位置，機(jī)架斜線用細(xì)實(shí)線表示。標(biāo)出主要尺寸H、h、Ψ。3、圖解運(yùn)動(dòng)分析根據(jù)幅面大小，先在草稿紙上按比例試畫(huà)速度圖和加速度圖。從而確定恰當(dāng)?shù)乃俣缺壤擀蘶（）和加速度比例尺μa。用細(xì)實(shí)線把速度圖和加速度圖繪制在圖紙上，并用影像法確定導(dǎo)桿重心速度和加速度，將結(jié)果列于計(jì)算說(shuō)明書(shū)的下表中：位置數(shù)據(jù)項(xiàng)目位置代號(hào)方向單位VEaEVc4ac4ω4ε44、繪制運(yùn)動(dòng)線圖1、按圖4所示的曲柄位置，逐個(gè)確定相應(yīng)C點(diǎn)的位置，以滑枕在工作行程的起始點(diǎn)—為起始位置，逐個(gè)量取C點(diǎn)的對(duì)應(yīng)位移，換算成真實(shí)長(zhǎng)度列于下表。并選取適當(dāng)?shù)谋壤呒皶r(shí)間比例尺（或者曲柄角位移比例尺）做出C點(diǎn)位移曲線、速度曲線、加速度曲線。二、擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析1、確定切削阻力根據(jù)機(jī)構(gòu)切削阻力曲線，確定機(jī)構(gòu)不同位置上相應(yīng)的切削阻力。在切削位置極限點(diǎn)1′7′是切削阻力突變的位置。應(yīng)用兩種不同的阻力對(duì)該點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析。2、確定慣性力和慣性力偶矩位置數(shù)據(jù)項(xiàng)目位置代號(hào)方向單位PI4MI4h4PI6PI4、MI4分別表示擺動(dòng)導(dǎo)桿的慣性力和慣性力偶矩，h4表示簡(jiǎn)化后慣性力P′I4、到重心的距離，PI6表示滑枕的慣性力。3、求解各運(yùn)動(dòng)副反力及作用在曲柄上的平衡力矩將所分的機(jī)構(gòu)位置拆分為若干個(gè)副離體（組），畫(huà)出受力圖。然后選擇合適的力比例尺，用力多邊形法及力矩平衡方程，求出各運(yùn)動(dòng)副反力和作用在曲柄上的平衡力矩。4、匯集列表，作M--￠曲線把本組所有位置動(dòng)態(tài)靜力分析結(jié)果匯集，1′7′是切削阻力突變的位置。此位置瞬時(shí)發(fā)生工作阻力突變，應(yīng)把極限位置看作二個(gè)位置對(duì)待，即有切削阻力與無(wú)切削阻力兩種情況，求出相應(yīng)的平衡力矩及運(yùn)動(dòng)副反力。繪制M--￠曲線。機(jī)構(gòu)位置11`2345677`88`9101112R16(N)R56(N)R14(N)R32(N)R12(N)曲柄上平衡力矩M第三章設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)與學(xué)時(shí)安排要求設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)是任何工程設(shè)計(jì)必不可少的技術(shù)文獻(xiàn)之一，它是上級(jí)有關(guān)技術(shù)部門對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行審核，批準(zhǔn)的重要依據(jù)。它反映出設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思想，方法，步驟及所涉及的工程設(shè)計(jì)理論知識(shí)務(wù)必科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，精細(xì)，求實(shí)。設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)應(yīng)包括必要的簡(jiǎn)圖，圖解示意圖表格，列出已知數(shù)據(jù)，所需公式及計(jì)算結(jié)果，以及其他技術(shù)文獻(xiàn)所不能表達(dá)的有關(guān)技術(shù)條款。必須步驟清楚，敘述簡(jiǎn)明扼要，文字通順，書(shū)寫端正。在工程設(shè)計(jì)中既可以用作圖法，也可以用解析法，也可以作圖法和解析法交互使用。下面列出本設(shè)計(jì)課程的計(jì)算說(shuō)明書(shū)對(duì)作圖法和解析法的具體要求。一，對(duì)運(yùn)用作圖法的設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)的要求。1，擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析。內(nèi)容包括：已知條件和數(shù)據(jù)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)示意圖，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)示意圖機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算，圖解運(yùn)動(dòng)分析全過(guò)程結(jié)果數(shù)據(jù)匯總，必要圖表。2，擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析。內(nèi)容包括：已知條件和數(shù)據(jù)，必要圖表，動(dòng)力分析全過(guò)程，結(jié)果數(shù)據(jù)匯總。以上兩部分，應(yīng)對(duì)由數(shù)據(jù)結(jié)果給出的曲線進(jìn)行討論，說(shuō)明機(jī)器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程是如何以曲線規(guī)律為依據(jù)的。3，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的確定。內(nèi)容包括：已知條件和數(shù)據(jù)，最大盈虧功德確定全過(guò)程（包括必要的圖表）飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算，飛輪距的計(jì)算過(guò)程及飛輪主要尺寸確定。4，齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。內(nèi)容包括：已知數(shù)據(jù)，總傳動(dòng)比的確定，傳動(dòng)比的分配，齒數(shù)的確定，齒形的繪制說(shuō)明，重合度的討論，設(shè)計(jì)計(jì)算全過(guò)程。5，凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。內(nèi)容包括：已知數(shù)據(jù)比例尺的選擇，最小基圓半徑的確定，滾子半徑的確定，最大壓力角的檢查。若有失真情況，其修改措施制定的過(guò)程，設(shè)計(jì)過(guò)程出現(xiàn)問(wèn)題的總結(jié)。6，雙搖桿機(jī)構(gòu)，棘輪機(jī)構(gòu)，螺旋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)已知數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)過(guò)程。設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)的最后一部分可以對(duì)自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行全面技術(shù)總結(jié)和討論，并可以提出新的見(jiàn)解和方向。二，對(duì)運(yùn)用解析法進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的計(jì)算說(shuō)明書(shū)的要求。在說(shuō)明書(shū)中，應(yīng)包括所有的已知條件和數(shù)據(jù)，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，進(jìn)行機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算，列出必要的圖表。這些內(nèi)容在任何機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)中都是必要的。在以上基礎(chǔ)上，進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的建立，框圖編制，符號(hào)說(shuō)明等工作。在說(shuō)明書(shū)中，將電算過(guò)程，計(jì)算過(guò)程，結(jié)果數(shù)據(jù)編入，并對(duì)照?qǐng)D解法在某些位置的結(jié)果，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或說(shuō)明，最后多由結(jié)果數(shù)據(jù)繪制的各種線圖與機(jī)器執(zhí)行機(jī)構(gòu)件工作實(shí)際要求狀態(tài)比較，討論得出結(jié)論，并可探討更合理的設(shè)計(jì)思想和方法。5班6班7班HO2O4KHO2O4KHO2O4K1－106003501.86503701.66203801.511－206003801.66503601.56203801.621－306003801.86503701.86203801.831－6003801.76503601.76203801.78班HHH1－1070070070011－2070070070021－3070070070031－700700700機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：牛頭刨床學(xué)院、系：專業(yè)：學(xué)生姓名：班級(jí)：學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師姓名：設(shè)計(jì)日期：年月日目錄：1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)……………………2原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求………………32、設(shè)計(jì)（計(jì)算）說(shuō)明書(shū)………………4（1）畫(huà)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖…………4（2）對(duì)位置點(diǎn)進(jìn)行速度分析和加速度分析………………4(3)對(duì)位置點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析…………6（4）對(duì)位置點(diǎn)進(jìn)行速度分析和加速度分析……………8(5)對(duì)位置點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析……………93、位置線圖,速度線圖，和加速度圖………………104、參考文獻(xiàn)…………11四、參考文獻(xiàn)1、《機(jī)械原理》第七版西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室編主編：孫桓陳作模葛文杰出版社：高等教育出版社2、《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》作者：宋寶玉出版社：高等教育出版社五、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)審標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)評(píng)審項(xiàng)目評(píng)審指標(biāo)評(píng)價(jià)比例1工作量、工作態(tài)度工作量完成情況，論文（設(shè)計(jì)）難易程度，有體現(xiàn)本專業(yè)基本訓(xùn)練的內(nèi)容；工作紀(jì)律、作風(fēng)是否嚴(yán)謹(jǐn)。20%2調(diào)查論證獨(dú)立查閱文獻(xiàn)、調(diào)研情況；開(kāi)題報(bào)告完成情況；綜合歸納、收集和正確利用各種信息的能力。15%3實(shí)驗(yàn)