SI-240B活塞車床橢圓靠模的CAD設(shè)計(jì)

1、 姓名： 學(xué)院： 專業(yè)： 班級： 學(xué)號： 指導(dǎo)老師： 成績： 序表1. 設(shè)計(jì)課題【3】2. 開題報告【3】3方案設(shè)計(jì)【4】方案一【4】方案二【5】方案三【6】4公式推導(dǎo)【6】5.C語言編程【13】6. 參考文獻(xiàn)【15】7.小結(jié)【15】1. 設(shè)計(jì)課題SI-240B活塞車床橢圓靠模的CAD2. 開題報告“SI-240B活塞車床”是國內(nèi)跟據(jù)79年從國外引進(jìn)的“TPO-150金剛石靠模車”仿制的車用發(fā)動機(jī)活塞裙部曲面加工的專用機(jī)床。近年來,隨著對活塞使用性能要求的提高,國內(nèi)外新型汽車活塞裙部截面形狀由以往的“單橢圓”改變?yōu)椤半p橢圓”。二者的區(qū)別在于（見圖1）徑向縮減量(的變化規(guī)律不同。對于單橢圓有：(

2、 = ( e/ 2 (1 - cos (2 （1）對于雙橢圓有：( = ( e/ 2 (1 - cos (2 + k (1 - cos (4 （2）式中: 2 e 為“橢圓度”,即最大直徑縮減量; k 為雙橢圓特有的修正系數(shù).由于“TOP-150”及仿制的“SI-240B活塞車床”均只能加工截面為單橢圓的的活塞裙部曲面，因而無法適應(yīng)活塞曲面改型的要求，為此某生產(chǎn)汽車配件的廠家提出了研究該機(jī)床的關(guān)鍵零件橢圓靠模的理論設(shè)計(jì)方法的課題。3. 方案設(shè)計(jì)方案一：如圖所示，凸輪1為該橢圓靠模，桿三由1支撐，可作垂直移動。使用機(jī)床的動鏈保證凸輪1與活塞2同步轉(zhuǎn)動。凸輪1轉(zhuǎn)動時將帶動3做往復(fù)垂直運(yùn)動。配合活塞

3、自身的轉(zhuǎn)動，以實(shí)現(xiàn)活塞橢圓截面的加工。方案二：如圖桿1即為橢圓靠模高副低帶后成桿，繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動。桿4水平移動并支撐桿3運(yùn)動。這樣可以使A點(diǎn)作確定的運(yùn)動，在C點(diǎn)裝刀具，即可實(shí)現(xiàn)活塞橢圓截面的加工。方案三：如圖，其中凸輪1 為橢圓靠模;5 為要加工的汽車活塞;3 為刀架;擺桿2 與靠模凸輪1 保持高副接觸,其右端由支架桿4 的尖端C 支撐(高副接觸 ;支架桿4 受另外一個縱向模板(移動凸輪 控制,作橫向左右移動(其移動量x 可據(jù)其上指針位置從標(biāo)尺上讀出 ,以使加工的活塞不同截面有不同的橢圓度.在加工活塞5 時,機(jī)床的傳動鏈保證橢圓靠模1 與要加工的活塞5 同步轉(zhuǎn)動,即1 = 5 = . 凸輪1 轉(zhuǎn)

4、動將帶動擺桿2 作平面運(yùn)動,2 的平面運(yùn)動通過鉸鏈B 帶動刀架3 (即車刀 繞A 點(diǎn)擺動,配合活塞5 自身的轉(zhuǎn)動,實(shí)現(xiàn)活塞橢圓截面的加工.將三種方案進(jìn)行比較，方案一對切削刀具的要求過高；方案二的機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)復(fù)雜，機(jī)構(gòu)的尺寸也不合適。所以，取用方案三的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。4. 公式推導(dǎo)前刀架的結(jié)構(gòu)分析：為了便于研究,假設(shè)支架桿4 固定不動,只研究橢圓某一個截面的加工. 支架桿4 與2 在C 點(diǎn)高副接觸,接觸的小圓弧半徑為rc,對此高副低代,并作進(jìn)一步等效代替,最后,前刀架部分結(jié)構(gòu)圖如圖3.前刀架的運(yùn)動分析：運(yùn)動分析的目的是推導(dǎo)出擺桿2 的擺動規(guī)律, 以便設(shè)計(jì)靠模凸輪. 分析的順序如下:先據(jù)活塞的徑向縮

5、減量(雙橢圓 導(dǎo)出刀架3 的擺動規(guī)律 =( ; 再導(dǎo)出擺桿2 的運(yùn)動規(guī)律 = ( =( . 刀架3 的擺動規(guī)律 = (活塞5 轉(zhuǎn)過角時,產(chǎn)生的徑向縮減量為:( = ( e/ 2 (1 - cos (2 + k (1 - cos (4 .則刀架3 擺過的角度(如圖4 為:( = ( / h =( e/ (2 h (1 - cos (2 + k (1 -cos(4 .(1 擺桿2 的運(yùn)動規(guī)律由于3 轉(zhuǎn)過角度( ,通過鉸鏈B 帶動擺桿2繞O 點(diǎn)擺動角度(如圖5 為: = ( = ( .下面確定其大小. 將OABC 看作一封閉的矢量多邊形,可寫出以下封閉矢量方程式:lOA + lAB = lOC +

6、lCB . (2式中: lOA 在x 、y 方向投影分別為b、rc ; lAB與x 軸夾角為180- ; lOC 與y 軸夾角為; lCB與x軸夾角為180- . 矢量方程(2 在x 、y 軸上的投影方程為b + lAB (180- = rc sin + lCB cos (180- ,rc + lAB sin (180- = rc cos + lCB sin (180- .即b - lAB cos = rc sin - lCB cos , rc + lAB sin = rc cos + lCB sin . (3式(3 中l(wèi)AB = ( b + x 為常量,消去lCB 得(rc + ( b +

7、x sin cos +( b - ( b + x cos sin - rc = 0. (4令A(yù) = rc + ( b + x sin,B = b - ( b + x cos ,C = - rc. (5則方程(4 為Acos + B sin + C = 0. (6用萬能公式代入方程(6 得關(guān)于tan (/ 2 的一元二次方程,由此解出 = 2arctan ( (7式(7 中A 、B 均為的函數(shù),故也為的函數(shù).為了計(jì)算方便,先求 (8式(4 兩邊對求導(dǎo)并化簡得 (9式(1 兩邊對求導(dǎo)得 (10由式(8 、(9 、(10 得 (11 橢圓靠模輪廓曲線方程的推導(dǎo)： 導(dǎo)出與橢圓靠模相接觸的擺動從動件的運(yùn)

8、動規(guī)律后,就可以按平底擺動從動件盤形凸輪的設(shè)計(jì)方法來設(shè)計(jì)橢圓靠模輪廓的曲線方程. 用“反轉(zhuǎn)法”給整個凸輪機(jī)構(gòu)加一個與靠模凸輪轉(zhuǎn)動反向的運(yùn)動,此時擺桿在圖6 所示任一位置的G 點(diǎn)與靠模凸輪高副接觸,假設(shè)此時反轉(zhuǎn)的角度為.下面求靠模凸輪上任意一點(diǎn)G 的極坐標(biāo)(, . 過G 點(diǎn)作接觸處的公法線PG 交OD 連線于P點(diǎn),則P 為靠模凸輪1 與擺桿2 的相對速度瞬心. 于是擺桿2 與靠模凸輪1 的瞬時角速度之比為:又由方程組解得 (12其中已由前式（11）求出。又 (13由圖6l PG = rc + lOPsin ( +0 =rc + ( lODsin ( + 0 / (1 + (14在PDG 中, DPG = 90span+ +0 ,由余弦定理: (15此即為G 點(diǎn)的值, 式中l(wèi) PD , l PG 分別由式(12 ，(14 求出. 又在PDG 中,由正弦定理:lDG/ sin DPG = l PG / sin PDG ,/ sin DPG = l PG / sin PDG.得PDG = arcsin (l PG sin PDG/ .則G 點(diǎn)值為 = 90- 0 - ( PDG - =90- 0 - PDG +. (16于是G 試 題 庫一、填空題（一）測量學(xué)基礎(chǔ)知識（1-1205.地面點(diǎn)到 鉛垂距離稱為該點(diǎn)的相對高程。2. 通過 海水面的 稱為大地