牛頭刨床課程設(shè)計 (3)

1、<p>　　課程設(shè)計題目： 牛頭刨床的設(shè)計</p><p>　　學(xué)生姓名： + + + </p><p>　　學(xué)院： 機電工程學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級： 機械++++ 班 </p><p>　　完成時間： 7月10日 </p><

2、;p>　　指導(dǎo)老師： + + + </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、設(shè)計步驟- 2 -</p><p>　　二、課程設(shè)計的性質(zhì)、目的和任務(wù)- 2 -</p><p>　　三、機械原理課程設(shè)計的內(nèi)容和方法- 2 -</p><

3、p>　　四、設(shè)計任務(wù)分配- 3 -</p><p>　　五、設(shè)計原始數(shù)據(jù)- 3 -</p><p>　　六、設(shè)計內(nèi)容- 4 -</p><p>　　七、機構(gòu)工藝動作分解及運動循環(huán)圖- 5 -</p><p>　　八、桿件機構(gòu)的分析- 5 -</p><p>　　1.速度分析：- 5 -&l

4、t;/p><p>　　2.加速度分析：- 8 -</p><p>　　3.導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)的力分析- 9 -</p><p>　　九、小組成員數(shù)據(jù)及其繪制的曲線- 11 -</p><p>　　十、飛輪轉(zhuǎn)動慣量的計算- 12 -</p><p>　　十一、電動機的選擇與確定- 14 -</p>&

5、lt;p>　　十二、凸輪機構(gòu)的設(shè)計- 17 -</p><p>　　十三、參考文獻- 21 -</p><p>　　十四、心得體會- 21 -</p><p><b>　　設(shè)計步驟</b></p><p>　　確定扭頭刨床工作原理。</p><p>　　設(shè)計刨床各部件尺寸。<

6、;/p><p>　　分配設(shè)計任務(wù)，確定分析點位。</p><p>　　分析刨床桿組機構(gòu)各構(gòu)件速度，刨刀的速度。</p><p>　　分析刨床桿組機構(gòu)各構(gòu)件加速度，刨刀的加速度。</p><p>　　分析刨床桿組機構(gòu)個構(gòu)件力，確定曲柄的理論驅(qū)動力矩。</p><p>　　收集、整理、矯正各點數(shù)據(jù)，在同一坐標系中進行繪制。&l

7、t;/p><p><b>　　設(shè)計飛輪轉(zhuǎn)動慣量</b></p><p><b>　　設(shè)計凸輪輪廓。</b></p><p><b>　　選用合理電機裝置</b></p><p>　　課程設(shè)計的性質(zhì)、目的和任務(wù) </p><p>　　1. 課程設(shè)計的

8、目的：機械原理課程設(shè)計是高等工業(yè)學(xué)校機械類專業(yè)學(xué)生第一次較全面的機械運動學(xué)和動力學(xué)分析與設(shè)計的訓(xùn)練，是本課程的一個重要教學(xué)環(huán)節(jié)。其意義和目的在于： </p><p>　　以機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計為結(jié)合點，把機械原理課程設(shè)計的各章理論和方法融會貫通起來，進一步鞏固和加深學(xué)生所學(xué)的理論知識； </p><p>　　培養(yǎng)學(xué)生獨立解決有關(guān)本課程實際問題的能力，使學(xué)生對于機械運動學(xué)

9、和動力學(xué)的分析和設(shè)計有一個較完整的概念，具備計算、制圖和使用技術(shù)資料的能力。</p><p>　　2. 課程設(shè)計的任務(wù)：機械原理課程設(shè)計的任務(wù)是對機器的主題機構(gòu)進行運動分析。動態(tài)靜力分析，并根據(jù)給定的機器的工作要求，在次基礎(chǔ)上設(shè)計；或?qū)Ω鱾€機構(gòu)進行運動設(shè)計。要求根據(jù)設(shè)計任務(wù)，繪制必要的圖紙，編寫說明書等。</p><p>　　機械原理課程設(shè)計的內(nèi)容和方法</p><p&

10、gt;　　本次設(shè)計主要內(nèi)容有 牛頭刨床的原理學(xué)習(xí)</p><p>　　牛頭刨床中曲柄滑塊，曲柄導(dǎo)桿機構(gòu)的尺寸設(shè)計</p><p>　　牛頭刨床中刨刀的速度，加速度以及曲桿驅(qū)動力的分析</p><p>　　根據(jù)最大盈虧功進行飛輪的設(shè)計</p><p>　　凸輪機構(gòu)的設(shè)計以及繪制凸輪理論實際輪廓曲線</p><p>　　了

11、解電機的相關(guān)知識，為機構(gòu)選擇合理電機</p><p>　　本次設(shè)計主要采用矢量圖解法作為最主要的設(shè)計和分析方法，借用AutoCAD2012、Excel2010、Origin PRO 8.0等軟件進行說明書的編寫。無論是采用作圖法還是解析法設(shè)計凸輪廓線，所依據(jù)的基本原理都是反轉(zhuǎn)法原理。</p><p>　　在設(shè)計凸輪廓線時，可假設(shè)凸輪靜止不動，而其推桿相對凸輪作反轉(zhuǎn)運動，同時又在其導(dǎo)軌內(nèi)作預(yù)

12、期運動，作出推桿在這種復(fù)合運動中的一系列位置，則其尖頂?shù)能壽E就是所要求的凸輪廓線。這就是凸輪廓線設(shè)計方法的反轉(zhuǎn)法原理。</p><p><b>　　設(shè)計任務(wù)分配</b></p><p>　　本小組一共有機械1113班某某某、某某某、某某某、某某某、某某某、某某、某某某七名成員，在課程設(shè)計的開始進行了任務(wù)分配。主要是對于扭頭刨床的曲柄導(dǎo)桿，曲柄滑塊，凸輪的設(shè)計上進行了任

13、務(wù)的分配。</p><p>　　在曲柄滑塊，曲柄導(dǎo)軌的設(shè)計中，我們組以曲柄豎直向下的位置作為分析的始點，每隔60度進行一次分析，分析內(nèi)容包括了速度矢量圖解法分析，加速度矢量圖解法分析，力的矢量圖解分析，這些點位分別由1（某某某）,2(某某),5（某某某）,6（某某某）,7（某某某）,10（某某某）計算。在這些點位的基礎(chǔ)上做出兩個極位（曲柄順時75度和逆時針75度）（某某某）以及切削始點（順時98度）（某某某）切削

14、末點（逆時103度）（某某某）。普通分割點以及極位的選取可通過直接作圖得到。切削始點的得來是在左極位中C點的位置向刨刀導(dǎo)軌右向皮平移0.05H，后以 作為半徑以點C為圓心作圓與點 為圓心 相交取兩個交點中右側(cè)交點即可。切削終點位置的選取亦可由此方案得到。</p><p><b>　　設(shè)計原始數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　刨床參數(shù)</

15、b></p><p>　　導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計原始數(shù)據(jù)</p><p><b>　　凸輪原始數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　　確定導(dǎo)桿和機架的長度</p><p><b>　　由K= 得 </b></p&

16、gt;<p><b>　　由此可得 </b></p><p><b>　　導(dǎo)桿設(shè)計數(shù)據(jù)</b></p><p>　　確定好了導(dǎo)桿部分的參數(shù)后</p><p>　　我們定以曲柄為最低點作為整個曲柄運動的起始點（即 ），以60度為分位的角度順時開始記點分別為1、2、5、6、7、10再加上兩個極位點3和9,以及

17、切削始點4，切削末點8。</p><p>　　機構(gòu)工藝動作分解及運動循環(huán)圖 </p><p>　?。?）機構(gòu)工藝工作： </p><p>　　牛頭刨床的主運動為電動機→變速機構(gòu)→搖桿機構(gòu)→滑枕往復(fù)運動； </p><p>　　牛頭刨床的進給運動為電動機→變速機構(gòu)→棘輪進給機構(gòu)→工作臺橫向進給運動。 </p><p>　

18、?。?）機構(gòu)運動循環(huán)圖</p><p><b>　　桿件機構(gòu)的分析</b></p><p><b>　　選取點位7</b></p><p><b>　　速度分析：</b></p><p><b>　　如圖所示</b></p><p>

19、;<b>　　曲柄角速度</b></p><p><b>　　曲柄的角速度為</b></p><p><b>　　當曲柄位于7位置時</b></p><p><b>　　第一個點：</b></p><p>　　大小 ： ？ ？</

20、p><p><b>　　方向 ： </b></p><p><b>　　取.做速度矢量圖.</b></p><p><b>　　由速度影像法得</b></p><p>　　大小 ： ？ √ ？</p><p>

21、　　方向 ： //導(dǎo)桿 </p><p><b>　　繼續(xù)做速度矢量圖</b></p><p><b>　　加速度分析：</b></p><p>　　大小 ： ？ ？</p><p>　　方向 ：

22、 </p><p>　　取.做加速度矢量圖.</p><p><b>　　由加速度影像法得：</b></p><p>　　大小 ： ? √ ？</p><p>　　方向 ： √ </p><p&

23、gt;　　繼續(xù)做加速度矢量圖.</p><p><b>　　導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)的力分析：</b></p><p>　　對桿件5和6，受力分析如下</p><p><b>　　其中:</b></p><p><b>　　(向右)</b></p><p><b&

24、gt;　?。ǚ较蚺c相反）</b></p><p><b>　?。梢院雎裕?lt;/b></p><p><b>　　而對于桿件5，有：</b></p><p><b>　　(與CB垂直)</b></p><p>　　23.4 ？ 11.48

25、520 ? 4500 151.89 8.695</p><p>　　向下 //CB 向下 向上 向左 向右 與相反</p><p><b>　　以此做矢量方程</b></p><p>　　由力的影像法，可得到：</p><p><b&g

26、t;　　對桿件3和4，有</b></p><p><b>　　慣性力矩：</b></p><p><b>　　慣性力：</b></p><p><b>　　得出：</b></p><p><b>　　=5836.73N</b></p>

27、;<p><b>　　又，</b></p><p>　　小組成員數(shù)據(jù)及其繪制的曲線</p><p><b>　　速度圖：</b></p><p><b>　　加速度圖：</b></p><p><b>　　力矩圖</b></p>

28、<p><b>　　飛輪轉(zhuǎn)動慣量的計算</b></p><p>　　1．環(huán)取取曲柄為等效構(gòu)件，根據(jù)機構(gòu)位置和切削阻力Fr 確定一個運</p><p><b>　　動循的等效阻力矩</b></p><p>　　根據(jù)值，采用數(shù)值積分中的梯形法，計算曲柄處于各個位置</p><p>　　時的功

29、。因為驅(qū)動力矩可視為常數(shù)，所以按照</p><p>　　確定等效驅(qū)動力矩。利用軟件Origin pro 我們可得：</p><p>　　2.及的數(shù)值和圖3. 根據(jù)最大盈虧功的定義，做（角度）--（Mr-Md）圖，如下圖所示</p><p>　　利用軟件Origin Pro 8.0算面積可以得到：</p><p>　　最大虧功為-16794.3

30、255</p><p>　　最大贏功為17789.268875</p><p><b>　　最大盈虧功</b></p><p>　　不計算，飛輪的最小轉(zhuǎn)動慣量：</p><p><b>　　電動機的選擇與確定</b></p><p><b>　　由上面的討論得出&l

31、t;/b></p><p>　　1）．根據(jù)機構(gòu)位置和切削阻力Fr確定一個運動循環(huán)中阻力矩所做的功。</p><p>　　Wr = Fr ×（0.9H）+ 0.1Fr1×（1.1H）=1222.43J</p><p>　　2)．計算刨刀切削運動所需的功率</p><p>　　Pr = Wr ×k vm /

32、H (1 +k) =1307.32W</p><p>　　3)．考慮到機械摩擦損失及工件橫向進給運動所需功率</p><p>　　查閱資料可以得到，轉(zhuǎn)速應(yīng)為中等轉(zhuǎn)速較好，減速機構(gòu)齒輪齒數(shù)不會太大，根據(jù)牛頭刨床的工況為低速輕載，速度比較穩(wěn)定，具有飛輪調(diào)速，沖擊較小的特點。應(yīng)該選用的電機為：</p><p>　　Y112M-6型電動機</p><p&

33、gt;　　額定功率為2.2KW。轉(zhuǎn)速為940r/min.</p><p><b>　　凸輪機構(gòu)的設(shè)計</b></p><p><b>　　已知條件</b></p><p>　　凸輪的分工安排：由某某某、某某某畫完，共計30個點，并對一些點的進行了理論輪廓曲線和實際輪廓曲線的解析法驗證，對其誤差進行了分析，胡長風對回程階段選

34、取了一些點進行分析。</p><p><b>　　設(shè)計內(nèi)容與步驟</b></p><p><b>　　二次項運動規(guī)律： </b></p><p>　　當處于推程等加速運動規(guī)律上擺階段：</p><p><b>　　始點： </b></p><p><

35、;b>　　終點： </b></p><p><b>　　因此，</b></p><p>　　當處于推程等減速運動規(guī)律上擺階段：</p><p><b>　　始點： </b></p><p><b>　　終點： ，</b></p><p>

36、;<b>　　因此，</b></p><p>　　所以可知回程等加速、等減速運動規(guī)律下擺階段的運動方程為：</p><p><b>　　回程階段：</b></p><p>　　解析法檢驗理論輪廓線</p><p><b>　?、埸c17：，</b></p><

37、p><b>　　從圖中量得，</b></p><p><b>　　誤差：</b></p><p><b>　　④點23：，</b></p><p><b>　　從圖中量得，</b></p><p><b>　　誤差：</b>&l

38、t;/p><p><b>　　回程階段的檢驗</b></p><p>　　解析法檢驗實際輪廓線</p><p><b>　?、埸c17：，，，</b></p><p>　　因為凸輪的工作線為內(nèi)等距線，所以</p><p><b>　　從圖中量得，</b><

39、;/p><p><b>　　誤差：</b></p><p><b>　?、茳c23：，，，</b></p><p>　　因為凸輪的工作線為內(nèi)等距線，所以</p><p><b>　　從圖中量得，</b></p><p><b>　　誤差：</b

40、></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　孫桓等 機械原理，高等教育出版社，2005.5</p><p>　　鄒慧君，機械設(shè)計原理，上海交通大學(xué)出版社，1995.7</p><p>　　鄭文緯、吳克堅，機械原理（第七版），高等教育出版社，2002.6</p><p&g

41、t;　　，機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書，高等教育出版社，2002.6</p><p>　　，機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書，高等教育出版社，2002.6</p><p><b>　　心得體會</b></p><p>　　將近兩周的課程設(shè)計快結(jié)束了，通過這兩周天的課程設(shè)計，我更深入的了解了機械原理中用矢量圖解這一重要接替方法，并復(fù)習(xí)使用了AUTO CAD這類二

42、維畫圖軟件。這次實踐性質(zhì)的課程設(shè)計給我很多思考和收獲。</p><p>　　之前在學(xué)習(xí)機械原理這門課程的時候，覺得自己還學(xué)得不錯，一般的題目都能解得出來，但是遇到了課程設(shè)計，這就完全不同于平時的題目了，這就涉及到各種復(fù)雜的情況了，更接近于我們參加工作以后可能會碰到的工程的難題。這次課程設(shè)計就給了我一次很好的鍛煉的就會。再對于二維畫圖軟件AUTO CAD，我覺得這是每一個機械生的基本功，但是到了這次用CAD畫圖的時

43、候，我還是有一些命令和畫圖方法忘記了，不過經(jīng)過半小時的摸索，以前工程制圖里面的知識還是回憶起一些來了。以后繪圖軟件要多接觸，多練習(xí)。還有機械創(chuàng)新設(shè)計大賽快要開始了，要多學(xué)三維軟件，希望以后學(xué)?？梢蚤_設(shè)相關(guān)的課程或者課程設(shè)計。</p><p>　　課程設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程．“實踐出真知”、“千里之行始于足下“。通過這次課程設(shè)計，我深深體會到這句千古