牛頭刨床機械原理課程設(shè)計4點和8點

1、廣西工學(xué)院機械原理課程設(shè)計說明書設(shè)計題目牛頭刨床系 別機械工程系專業(yè)班級 學(xué)生姓名學(xué) 號指導(dǎo)教師 日 期 6.17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)計的題目此次課程設(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(dǎo)桿機構(gòu)進行運動分析；3導(dǎo)桿機構(gòu)進行動態(tài)靜力

2、分析；4. 飛輪設(shè)計；5. 凸輪機構(gòu)設(shè)計。2）目的：機械原理課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)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(xué)習(xí)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(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，進一步鞏固和加深所學(xué)的基本理論、基本概念和基本知識，培養(yǎng)學(xué)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(xué)生熟悉機械系統(tǒng)設(shè)計的步驟及方法，其中包括選型、運動方案的確定、運動學(xué)和動力學(xué)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

3、牛頭刨床正常的運轉(zhuǎn)，同時設(shè)計的主傳動機構(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)1，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4-1。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 &刨床工作時，由導(dǎo) 桿機構(gòu)2-3-4-5-6帶動刨頭6和刨刀7作往復(fù)運動。刨頭右行時，刨 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(dǎo)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

4、過四桿機 構(gòu)1-9-10-11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)XX、卯導(dǎo)科機杓的運動井析睜桿機溝叭渤怎IP刀卄樹%叫如8廿GiP*九vl nil nizunMPHEkgn13B0tio5-th出叫Jf240200700Ttwn11nM35090

5、5)Q叫200XI2J0800?(moso1.272110810D.M怖1如40:22G620sw100.2*4-1設(shè)計St據(jù)八W . “1p-Ar加JL_3*an*f trraf JttijS m *HimmmIS1440一9U一 1204410.5O.J0 20.21512540?51-573JOO3(Ml63.32n(Id 5|4如16W0 5Iy |0.50.30.20.Z1513042751065|f Ml3TO63.520凸軋機構(gòu)的世計齒輪機構(gòu)英訃計2)選擇設(shè)計方案:設(shè)計內(nèi)容導(dǎo)桿機構(gòu)的運動分析導(dǎo)桿機構(gòu)的靜力分析符號n2lO 204lo 2Alo 4Bl BClo 4S4XS6ys6

6、GGPypJS4單位r/minmmNmmKg m方案U64350905800.3lo 4b0.5lo 4B200502208009000801.2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5noZ1ZoZ1Jo2Jo1Jo ”JoImaxLo9Da s單位r/minKg.m具有急回作用，可滿足任意行程速比系數(shù) K的要求; 滑塊行程可以根據(jù)桿長任意調(diào)整； 機構(gòu)傳動角恒為90度，傳動性能好； 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。ommo方案U0.1514401316400.50.40.250.21513538701070r_*巧

7、二匚 tL-P- I*- 萬案特點:.課程設(shè)計的內(nèi)容和步驟1 導(dǎo)桿機構(gòu)的設(shè)計及運動分析1）導(dǎo)桿機構(gòu)簡圖2）導(dǎo)桿機構(gòu)運動分析Ji 4777a、曲柄位置“ 4”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“ 4”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 型lo2A，方向垂直于。2 A線，指向與 型一致。=2 n 60 rad/s=6.702064213rad/sU3= U2=32 lo2A=6.702064213*0.09m/s=0.603185779m/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，得大小方向LA4

8、= CA3+ IA4A3? V ?丄 O4A丄 O2A/ O4B取速度極點P，速度比例尺 w=0.01 （m/s）/mm，作速度多邊形如圖1-2厶4= Pa4 肉=59.02900342 .01方向 / XX丄O4B 丄BC取速度極點P,速度比例尺w=0.01(m/s)/mm,則由圖1-2 知，=0.5902900342m/s34A3 = a3a4 =12.40594998 0.01=0.1240594998m/s由速度影像定理求得iB5= U34= ua4 O4B/ O4A=0.7824020877m/s又g=恥/ lo4A=1.348969135rad/s取5構(gòu)件作為研究對象，列速度矢量方

9、程，得U5= UB5+ UC5B5大小 ？?=0.7834986147m/s則由圖 1-2 知5= Pc5 pv=78.34986147 .01raA4A3aA4 = aA4 + aA4 = aA3n大?。?？342l 04A2 34 U4 A34 A丄 O4B AO方向：取5構(gòu)件為研究對象，列加速度矢量方程，得丄04B/ 04BU5B5=b5c5 兇=4.14373305 0.01s=0.0414373305m/sWCB = UC5B5/1 cb=3.115841057 rad/sb.加速度分析：取曲柄位置“ 4”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a：2 = a：3,其大小

10、等于 W2|O2A,方向由A指向02。co2=6.7O2O64213rad/s,aA3 = aA2 = 322 Lo2a=6.7020642132809 m/s2=4.042589824m/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： aA4A3 K+=1.243970054 m/s22ac5= aB5+ a5B5+ a c5B5 t大小w42Lbo4W52 Lbc方向/ XX / a4 c b 丄 BC取加速度極點為p/ ,加速度比例尺 山=0.01 (m/s2) /mm,作加速度多邊形如圖1-3所示.則由圖 1-3 知,必=uA4/ lO4A=1.348969135rad/s

11、U5B5=b5c5 =4.14373305 .01s=0.0414373305m/sw5 = 3CB = uc5B5/Icb=0.238145574 rad/saA4= aA3 =p a4 a=93.85239724 0.01m/s=0.9385239724m/s2,= aA4 / Lo4a =2.144811952 rad/s2用加速度影象法求得 aB5 = aB4 =0.9385239724 X 290/218.79300965m/s2所以 ac=0.01 X (p c )=0.6588927108 m/s總結(jié)4點的速度和加速度值以速度比例尺（1=（ 0. 01 m/ s） / mm和加速

12、度比例尺（ia = （ 0. 0 1 m/ 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4VA40.5902900342m/sVc0.7834986147m/saA0.9385239724 m/s 2ac20.6588927108m/sa、曲柄位置8 ”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 8 ”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 型lo2A，方向垂直于。2 A線，指向與 型致。=2 n 60 rad/s=6.70206

13、4213rad/sU3 = iA2=32 lo2A= 6.702064213 0.09m/s=0.603185779m/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LA4= IA3+ UA4A3大小 ? V?方向丄04A丄O2A/ 04B取速度極點P,速度比例尺 g=0.01(m/s)/mm，作速度多邊形如圖1-4則由圖1-4 知,U4= pa4/ pv =0.000000000m/sU4A3 = a3a4/ p =0.603185779m/s由速度影像定理求得，U5=舊4= U4 O4B/ O4A=0.000000000m/s又g=恥/ lo4A=0.00000

14、0000rad/s取5構(gòu)件作為研究對象，列速度矢量方程，得U= UB+ UCB大小 ？V?方向 / XX丄O4B 丄BC取速度極點P,速度比例尺pv=0.01(m/s)/mm,作速度多邊行如圖1-4iCB=0.000000000m/s3CB = ucb/I cb=0.000000000b.加速度分析：取曲柄位置8”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,nn故aA2 = aA3，其大小等于 w2io2a,方向由a指向02。co2=6.7O2O64213rad/s,nnaA3 = aA2 = W22 L02A =6.7020642132 0.09 m/s2=4.042589824m/s

15、2取3、4構(gòu)件重合點A為研究對象，列加速度矢量方程得:naA4+ aA4 = aA3naA4aA4A3 KaA4A3大小:BA丄 O4B A 02方向：取5構(gòu)件為研究對象，列加速度矢量方程，得丄O4B/ O4B大小方向nac5= aB5+ a5B5 + a C5B5?V/ X/ a4”V?C B丄 BC取加速度極點為卩/,加速度比例尺 山=0.1 ( m/s2) /mm.作加速度多邊形如圖1-5所示.則由圖 1-5知,Om= aA3 =pa4 a=40.42589824 0L1m/s=4.O42589824m/s2,a / = a4 / Lo4a=1.48 rad/s2用加速度影象法求得aB5

16、= aB4=4.042589824 X 290/169.11534525m/s2=6.932257079m/s2又aBcn=b cx 找=2.87665665m / s2ac=P c x ua=-6.59908806m/s2總結(jié)8 速度和加速度值以速度比例尺(1=( 0. 01 m/ s) / mm和加速度比例尺(ia = ( 0. 0 1 m/ 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位置未知量結(jié)果8 VA40.000000000m/sVc0.000000000m/saA4.04258

17、9824m/s2,ac-6.59908806m/s22.機構(gòu)動態(tài)靜力分析取8 ”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16所示，屮=10N/mm。Fl圖1 6已知P=0, G6=800N ,又ac=-6.59908806m/s2,那么我們可以計算F|6=-G6/g 觀=-800/10 -&59908806=527.9270448NFi 6 + G6 + Fr45 + Fr16 = 0方向：水平豎直/ BC豎直大小 V V?作為多邊行如圖1-7所示，血=10N/mm。Fr -由圖1-7力多邊形可得：Fr45=F45 即=52.87581038 T0N=528.7581038N

18、已知：Fr54=Fr45=528.7581038N , G4=220Nas4=aA4 Io4S4/Io4a=4.042589824 290/169.11534525X2m/s2=3.46612854m/s2由此可得：FS4=M4X - aS4=-76.25482788NAs4 =Aa/0.29=13.93996491rad/s2M=-JS4 X As4=6.72795789J在圖1-8中，對O4點取矩得：XM O4=-FR54XL54-Fs4 X hs4-G4 XhG M-FR34 lo4a =0-528.7581 038*0.5512570182-13.96292913 X 0.28 6 9 0 951 968-220 X 0.07457142857-16.72795789+ Fr34 X 0.29=0代入數(shù)據(jù)，得 Fr34=1133.177173N力比例尺PN=iON/mm又 藝 F=F r 54 + Fi 4 + G4 + Fr23 + Fgn+Fg =0,作力的多邊形如圖 1-9所示，F(xiàn)r23= Fr34=1133.177173NFr 54+ Fi 4+ G4 +方向:/ BCV豎直大小:VVVFr23 + F14n+F/ 0丄 AB / AB 丄 ABV?