牛頭刨床課程設(shè)計(jì)位置二和位置七

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)題目：牛頭刨床</b></p><p>　　教研室主任： 指導(dǎo)教師： 年 月 日<

2、;/p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)…………………………………………...………...2</p><p><b>　　1、概　 述</b></p><p>　　1.1 牛頭刨床簡(jiǎn)介…………………………………………...4</p><p>

3、　　1.2 運(yùn)動(dòng)方案分析與選擇………………………………………5</p><p>　　2、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析</p><p>　　2.1 位置2的速度分析…………………………………………6</p><p>　　2.4 位置2的加速度分析………………………………………7</p><p>　　2.3 位置4的速度分析………………………………………

4、…10</p><p>　　2.4 位置4的加速度分析………………………………………11</p><p>　　3、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析</p><p>　　3.1 位置2的慣性力計(jì)算………………………………………12</p><p>　　3.2 桿組5,6的動(dòng)態(tài)靜力分析……………………………………12</p><p>

5、;　　3.3 桿組3.4的動(dòng)態(tài)靜力分析……………………………………13</p><p>　　3.4 平衡力矩的計(jì)算…………………………………………..14</p><p><b>　　4、飛輪計(jì)算</b></p><p>　　4.1 驅(qū)動(dòng)力矩…………………………………………... …...15</p><p>　　4.2

6、 等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Je…………………………………………...15</p><p>　　4.3 飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量…………………………………………......16</p><p><b>　　5、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律…………………………………………...16</p><p>　　5.2 最

7、小基圓半徑確定…………………………………………16</p><p>　　5.3 凸輪輪廓確定…………………………………………... ..19</p><p>　　6、總結(jié)…………………………………………... ………..21</p><p>　　7、參考文獻(xiàn)…………………………………………... …22</p><p>　　8、附圖……………

8、……………………………... ………..25</p><p><b>　　1.概 述</b></p><p>　　一、機(jī)構(gòu)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的目的：</p><p>　　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：</p><p&

9、gt;　　（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。</p><p>　?。ǎ玻┦箤W(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。</p><p>　?。ǎ常┦箤W(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。</p><p>　?。ǎ矗┩ㄟ^(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

10、技術(shù)資料的能力。</p><p>　　二、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的任務(wù)：</p><p>　　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。</p><p>　　三、械原理課程

11、設(shè)計(jì)的方法：</p><p>　　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)。</p><p>　　1.1牛頭刨床的簡(jiǎn)介</p><p><b>　　機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介：</b></p><p><b>　　機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下

12、所示：</b></p><p>　　牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機(jī)床，如上圖所示。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)1-2-3-4-5-6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。因此，刨床采用具有急回

13、特性的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。刨刀每切削完成一次，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），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。</p><p>　　1.2運(yùn)動(dòng)方案分析與選擇</p><p><b>　　運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖</b></p><p><b>　　方案分析:</b><

14、;/p><p><b>　　機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng).</b></p><p>　　自由度為F=3n-(2Pl+Ph)=3×5-(2×7+0)=1;</p><p>　　通過(guò)曲柄帶動(dòng)擺桿導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和滑塊使刨刀往復(fù)運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)切削功能,能滿足功能要求.</p><p>　　工作性能,工作行程中刨刀速度較慢,變化平緩,符

15、合切削要求,擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)使其有急回作用,可滿足任意行程速比系數(shù)k的要求;</p><p>　　傳遞性能,機(jī)構(gòu)傳動(dòng)轉(zhuǎn)角為90°,傳動(dòng)性能好,能承受較大的載荷,機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)鏈較長(zhǎng),傳動(dòng)間隙較大;</p><p>　　動(dòng)力性能,傳動(dòng)平穩(wěn),沖擊震動(dòng)較小</p><p>　　結(jié)構(gòu)和理性,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理,尺寸和質(zhì)量也較小,制造和維修也較容易</p><p

16、>　　經(jīng)濟(jì)性,無(wú)特殊工藝和設(shè)備要求,成本較低.</p><p>　　綜上所述,選該方案.</p><p>　　2．導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析（位置 2 號(hào)和 4 號(hào)）</p><p><b>　?。ㄟx擇方案一）</b></p><p>　　4、飛輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：</p><p>　　以曲柄為等效構(gòu)件，

17、求系統(tǒng)的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Je（不能忽略不計(jì)）。再根據(jù)不均勻系數(shù)求JF.</p><p><b>　　4.1 驅(qū)動(dòng)力矩</b></p><p>　　收集同學(xué)數(shù)據(jù)（共12個(gè)平衡力矩，即Mer），獲得如下圖形\</p><p>　　等效阻抗力矩Mer（Φ）圖和等效驅(qū)動(dòng)力矩Med（Φ）圖</p><p>　　求得：Med=389N*

18、m</p><p>　　4.2 等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量</p><p>　　由圖可得：ΔWab=-60J，ΔWbc=985J，ΔWcd=--950J，</p><p>　　最大盈虧功ΔWmax=985J</p><p>　　飛輪等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JF=900·ΔWmax/(π·2n2*·[δ])</p><p

19、>　　=900*985/(π2*602*0.15)</p><p>　　=166.34(kg·m2)</p><p>　　4.3 飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量</p><p>　　JF=900·ΔWmax/(π·2n2*·[δ] ) --- Je</p><p><b>　　Je<<JF

20、，所以</b></p><p>　　飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JF=166.34</p><p><b>　　5、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　?、?凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求概述：</p><p>　?、币阎獢[桿9作等加速等減速運(yùn)動(dòng)，要求確定凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸，選取滾子半徑，將凸輪實(shí)際輪廓㈠ 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求概述&l

21、t;/p><p><b>　　畫在2號(hào)圖紙上。</b></p><p>　　該凸輪機(jī)構(gòu)的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律為等加速等減速運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　各數(shù)據(jù)如表：</b></p><p>　　5.1 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律</p><p>　　擺桿從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是繞凸輪等加速等減速運(yùn)

22、動(dòng)。</p><p>　　5.2 最小基圓半徑的確定</p><p>　　1.依據(jù)上述運(yùn)動(dòng)方程繪制角位移ψ、角速度ω、及角加速度β的曲線：</p><p>　?。?）、角位移曲線：</p><p>　?、?、取凸輪轉(zhuǎn)角比例尺μφ =1.25°/mm和螺桿擺角的比例尺μψ=0.5°/mm在軸上截取線段代表，過(guò)3點(diǎn)做橫軸的

23、垂線，并在該垂線上截取33＇代表(先做前半部分拋物線).做03的等分點(diǎn)1、2兩點(diǎn)，分別過(guò)這兩點(diǎn)做ψ軸的平行線。 </p><p>　?、凇⒆蠓骄匦芜叺确殖上嗤姆?jǐn)?shù),得到點(diǎn)1＇和2 ＇。</p><p>　?、?、將坐標(biāo)原點(diǎn)分別與點(diǎn)1＇,2＇,3＇相連,得線段O1＇,O2＇和03＇,分別超過(guò)1,2,3點(diǎn)且平行與Ψ軸的直線交與1＂,2＂和3＂.</p><p>　　

24、④、將點(diǎn)0,1＂,2＂,3＂連成光滑的曲線,即為等加速運(yùn)動(dòng)的位移曲線的部分,后半段等減速運(yùn)動(dòng)的位移曲線的畫法與之相似. </p><p>　　(2)角速度ω曲線:</p><p>　?、?、選凸輪轉(zhuǎn)角比例尺μφ=1.25°/mm和角速度比例尺μω=0.0837(rad/s)/mm,在軸上截取線段代表。</p><p>　　②由角速度方程可得φ=φo/2,

25、ω= ωmax ,求得v換算到圖示長(zhǎng)度,3點(diǎn)處φ=Φ0/2,故ωmax位于過(guò)3點(diǎn)且平行與ω軸的直線.由于運(yùn)動(dòng)為等加速、等減速,故連接03＇即為此段的角速度圖,下一端為等減速連接3＇6即為這段角速度曲線。</p><p>　?、燮渌闻c上述畫法相同,只是與原運(yùn)動(dòng)相反。</p><p>　　(3)角加速度曲線:</p><p>　?、龠x取與上述相同的凸輪轉(zhuǎn)角比例尺μφ

26、=1.25°/mm和角加速度比例尺μβ =0.8038(rad/s)/mm在軸上截取線段代表。</p><p>　?、谟山羌铀俣确匠糖蟮慕羌铀俣圈?因運(yùn)動(dòng)為等加速,等減速,故各段加速度值也相同,只是方向相反.</p><p>　　③13段為加速段β為正值,β軸上取β做平行于13的直線段即為1、3段的加速度，其余各段與3做法相似。</p><p>　　5.3

27、 凸輪輪廓的確定</p><p>　　1作擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓設(shè)計(jì)：</p><p><b>　?、旁O(shè)計(jì)原理</b></p><p>　　設(shè)計(jì)凸輪輪廓依據(jù)反轉(zhuǎn)法原理。即在整個(gè)機(jī)構(gòu)加上公共角速度（－ω）（ω為原凸輪旋轉(zhuǎn)角速度）后，將凸輪固定不動(dòng)，而從動(dòng)件連同機(jī)架將以（－ω）繞凸輪軸心逆時(shí)針?lè)较蚍崔D(zhuǎn)，與此同時(shí)，從動(dòng)件將按給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律繞其軸心相對(duì)

28、機(jī)架擺動(dòng)，則從動(dòng)件的尖頂在復(fù)合運(yùn)動(dòng)中的軌跡就是要設(shè)計(jì)的凸輪輪廓。 ⑵設(shè)計(jì)凸輪輪廓： </p><p>　?。?、繪制凸輪的理論輪廓線［既滾子軸

29、心實(shí)際輪廓］</p><p>　　將ψ－φ 曲線圖（如圖（1））的推程運(yùn)動(dòng)角和回程運(yùn)動(dòng)角個(gè)分成4等份，按式求個(gè)等分點(diǎn)對(duì)應(yīng)的角位移值：ψ1=μψ1*11＇＇，ψ1=μψ2*22＇＇，……，的數(shù)值見(jiàn)表（1）。</p><p>　　選取適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度比例尺μl定出O2和O9的位置（選取μl=0.002m/mm）。以O(shè)2為圓心，以r0/μl為半徑，作圓，再以以O(shè)2為圓心，以rb/μl為半徑作基圓。以O(shè)

30、9為圓心，以l Oo9D/μl為半徑，作圓弧交基圓與DO（D’O）。則O9DO便是從動(dòng)件的起始位置，注意，要求從動(dòng)件順時(shí)針擺動(dòng)，故圖示位置DO位于中心線O2O9的左側(cè)。</p><p>　?、?以O(shè)2為圓心，以l Oo9 O2/μl為半徑作圓，沿（-ω）[即為逆時(shí)針?lè)较騗自O(shè)2O9開(kāi)始依次取推程運(yùn)動(dòng)角Φ0=75°，遠(yuǎn)休止角Φs=10°，回程運(yùn)動(dòng)角 Φo’=75和遠(yuǎn)休止角Φs’=200

31、6;,并將推程和回程運(yùn)動(dòng)角各分成4等份,得O91 ,O92, O93……O99各點(diǎn)。它們便是逆時(shí)針?lè)较蚍崔D(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)體軸心的各個(gè)位置。</p><p>　?、?分別以O(shè)91 ,O92, O93……O99為圓心，以l O9D/μe為半徑畫圓弧，它們與基圓相交于D’1 ，D’2 ，D’3……D’9，并作∠D’1O91D1，∠D’2O9rD２……分別等于擺桿角位移ψ1，ψ2，ψ3……。并使O91D1= O91 D’1，O

32、92D2= O92D’2，……則得D1，D2，……D9（與D’9重合）各點(diǎn)，這些點(diǎn)就是逆時(shí)針?lè)较蚍崔D(zhuǎn)時(shí)從動(dòng)件擺桿端滾子軸心的軌跡點(diǎn)。</p><p>　?、?將點(diǎn)D1，D2，……D9連成光滑曲線。連成的光滑曲線便是凸輪的理論輪廓，亦即為滾子軸心的輪廓軌跡。</p><p>　　B、繪制凸輪的實(shí)際輪廓：</p><p>　　在上述求得的理論輪廓線上，分別以該輪廓線上的

33、點(diǎn)為圓心，以滾子半徑為半徑，作一系列滾子圓。</p><p>　　作該系列圓的內(nèi)包絡(luò)線，即為凸輪的實(shí)際輪廓，如圖。</p><p>　　C、校核輪廓的最小曲率半徑ρmin：</p><p>　　在設(shè)計(jì)滾子從動(dòng)件凸輪的工作輪廓時(shí)，若滾子半徑rt 過(guò)大，則會(huì)導(dǎo)致工作輪廓變尖或交叉。</p><p>　　在理論輪廓線上選擇曲率最大的一點(diǎn)E，以E為圓

34、心作任意半徑的小圓，再以該圓與輪廓的兩個(gè)交點(diǎn)F和G為圓心，以同樣半徑作兩個(gè)小圓，三個(gè)小圓相交于H、I、J、K四點(diǎn)；連HI、JK得交點(diǎn)C，則C點(diǎn)和長(zhǎng)度CE可近似地分別作為理論輪廓上的曲率中心和曲率半徑ρmin。</p><p>　　由圖可知，CE＞rt，故該凸輪輪廓的最小曲率半徑ρmin符合要求。</p><p><b>　　6、總結(jié)</b></p>&l

35、t;p>　　通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)我覺(jué)得我的收獲很多，讓我對(duì)所學(xué)知識(shí)得到了更深的理解。以前對(duì)于速度加速度的分析只能是略懂，雖然能做一些相關(guān)類型的題目，但也只是套公式而已。很多類似的題目做起來(lái)很不熟練，也經(jīng)常容易出錯(cuò)，像方向之類的問(wèn)題就很容易出錯(cuò)。隨著課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)與研究，較為深入的了解了矢量方程圖解法對(duì)機(jī)構(gòu)的速度及加速度的分析，較清晰的理解了科氏加速度等方向的判斷。當(dāng)然相對(duì)與同一位置的分析每個(gè)都做了好幾遍，因?yàn)槊看嗡愠鰜?lái)的結(jié)果都不是相同

36、的，不得不重新計(jì)算。不過(guò)好處就是我對(duì)于這些分析過(guò)程理解的相當(dāng)透徹了。同時(shí)也學(xué)習(xí)了一些相關(guān)CAD制圖的方法，并且能夠較為熟練的操作。還有對(duì)于凸輪的設(shè)計(jì)有了較為全面的理解與掌握。特別是反轉(zhuǎn)法求凸輪的輪廓軌跡，及三圓四點(diǎn)法求最小曲率半徑還有一些基圓半徑的確定方法。最后對(duì)于飛輪的設(shè)計(jì)也有一定的了解與鞏固，對(duì)一些公式也有比較深刻的記憶。設(shè)計(jì)期間也體會(huì)到了同伴之間的密切合作的重要性等等。這之間的種種工作也離不開(kāi)老師的熱情指導(dǎo)，在此表示深深的謝意。&

37、lt;/p><p><b>　　7、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、機(jī)械原理/孫恒，陳作模主編——六版——北京2001</p><p>　　2、理論力學(xué)Ⅰ/哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)研究室編——六版——北京2002.8</p><p>　　3、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書/羅洪田主編——北京1986.10</p>