機械原理課程設計---牛頭刨床主傳動機構的設計與分析

1、<p><b>　　《機 械 原 理》</b></p><p><b>　　課程設計計算說明書</b></p><p>　　題目：牛頭刨床主傳動機構的設計與分析</p><p>　　系 別 工程與應用科學系 </p><p>　　專業(yè)班級 0

2、8級機械工程及自動化2班 </p><p>　　學生姓名 </p><p>　　學 號 </p><p>　　指導教師 </p><p>

3、;<b>　　2010年7月</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　一、概述</b></p><p>　　§1.1、課程設計的任務和目的————————————— 1</p><p>　　§1.2、課程設計的要求——

4、—————————————— 1</p><p>　　§1.3、課程設計的數(shù)據(jù)———————————————— 1</p><p>　　二、牛頭刨床主傳動機構的結構設計與分析</p><p>　　§2.1、機構選型、方案分析及方案的確定———————— 2</p><p>　　§2.2、主傳動機構尺寸的綜合與確定

5、—————————— 2</p><p>　　§2.3、桿組拆分——————————————————— 3</p><p>　　§2.4、繪制機構運動簡圖——————————————— 3</p><p>　　§2.5、繪制刀頭位移曲線圖—————————————— 3</p><p>　　三、牛頭刨床主傳動機構

6、的運動分析及程序</p><p>　　§3.1、解析法進行運動分析—————————————— 3</p><p>　　§3.2、程序編寫過程（計算機C語言程序）——————— 5</p><p>　　§3.3、計算數(shù)據(jù)結果————————————————— 6</p><p>　　§3.4、位移、速度

7、和加速度運動曲線圖與分析—————— 7</p><p><b>　　四、小結</b></p><p>　　心得體會—————————————————————— 8</p><p><b>　　五、參考文獻</b></p><p>　　參考文獻—————————————————————— 8<

8、/p><p><b>　　一、概述</b></p><p>　　§1.1、課程設計的任務和目的</p><p><b>　　課程設計的任務：</b></p><p>　　執(zhí)行機構結構設計及分析</p><p>　　牛頭刨床的機構選型、運動方案擬定；</p>

9、<p>　　主傳動機構尺度綜合及確定；</p><p>　　機構的桿組拆分和機構簡圖的繪制；</p><p>　　繪制刀頭位移曲線圖；</p><p><b>　　執(zhí)行機構運動分析</b></p><p>　　建立數(shù)學模型，解析法進行運動分析；</p><p><b>　　程

10、序編寫；</b></p><p><b>　　上機調(diào)試程序；</b></p><p>　　位移、速度和加速度運動曲線圖與分析；</p><p><b>　　撰寫設計說明書</b></p><p><b>　　考核</b></p><p>&l

11、t;b>　　課程設計的目的：</b></p><p>　　機械原理課程設計是培養(yǎng)學生機械系統(tǒng)方案設計能力的技術基礎課程，他是機械原理課程學習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習為基礎，記憶不鞏固和加深所學的基本理論、基本概念和基本知識，培養(yǎng)學生分析和解決與本課程有關的具體機械所涉及的實際問題的能力，使學生熟悉機械系統(tǒng)設計的步驟及方法，其中包括選型、運動方案的確定、運動學和動力學

12、的分析和整體設計等，并進一步提高計算、分析、計算機輔助設計、繪圖以及查閱和使用文獻的綜合能力。</p><p>　　§1.2、課程設計的要求</p><p>　　（1）根據(jù)牛頭刨床的機構簡圖及必要的數(shù)據(jù)，進行機構的結構設計、結構分析和運動動力學分析；</p><p>　?。?）為了提高生產(chǎn)效率，要求刨刀的往復切削運動具有急回特性（切削時刨刀的移動速度低于空

13、行程速度）；</p><p>　?。?）刨刀且學運動速度平穩(wěn)；</p><p>　　（4）要求機構具有良好的傳力特性（在整個行程中推動牛頭刨床應有較小的壓力角）。</p><p>　　§1.3、課程設計的數(shù)據(jù)</p><p>　　曲柄轉速 n=48r/min 機架

14、LAC=380mm</p><p>　　工作行程 H=310mm 行程速比系數(shù) K=1.46</p><p>　　連桿與導桿之比 LDE/LCD=0.25 曲柄與水平線的夾角 120° </p><p>　　二、牛頭刨床主傳動機構的結構設計與分析</p&

15、gt;<p>　　§2.1、機構選型、方案分析及方案的確定</p><p>　　主執(zhí)行機構設計參考方案：</p><p><b>　　方案分析：</b></p><p><b>　　方案一、</b></p><p><b>　　機構具有確定運動，</b>

16、</p><p>　　自由度為F=3n-（2Pl+Ph）=3×5-(2×7+0)=1，曲柄為機構原動件；</p><p>　　通過曲柄帶動擺動導桿機構和滑塊機構使刨刀往復移動，實現(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，變化平緩符合切削要求，擺動導桿機構使其具有急回作用，可滿足任意行程速比系數(shù)K的要求；

17、</p><p>　　傳遞性能，機構傳動角恒為90°，傳動性能好，能承受較大的載荷，機構運動鏈較長，傳動間隙較大；</p><p>　　動力性能，傳動平穩(wěn)，沖擊震動較??；</p><p>　　結構和理性，結構簡單合理，尺寸和質量也較小，制造和維修也較容易；</p><p>　　經(jīng)濟性，無特殊工藝和設備要求，成本較低。</p&g

18、t;<p><b>　　方案確定：</b></p><p>　　綜上所述，所以選擇方案一。</p><p>　　§2.2、主傳動機構尺寸的綜合與確定</p><p>　　由已知數(shù)據(jù)經(jīng)過計算得</p><p>　　由得出=33.66°</p><p><b&g

19、t;　　§2.3、桿組拆分</b></p><p>　　§2.4、繪制機構運動簡圖（見圖紙）</p><p>　　§2.5、繪制刀頭位移曲線圖</p><p>　　三、牛頭刨床主傳動機構的運動分析及程序</p><p>　　§3.1、解析法進行運動分析</p><p>

20、;　　如右圖，建立直角坐標系，并標出各桿矢量及方位角。利用兩個封閉圖形ABCA及CDEGC。</p><p><b>　　投影方程式為</b></p><p><b>　　（1）</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　（3）&

21、lt;/b></p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　求、</b></p><p>　　由公式（1）和（2）得：</p><p><b>　?。?） </b></p><p><b>　?。?）<

22、;/b></p><p>　　上式等價于 （7）</p><p><b>　　對求導得：</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　同理得：</b></p><

23、p><b>　　（9）</b></p><p><b>　　求滑塊E的</b></p><p>　　由（3）、（4）式得：</p><p><b>　　（10）</b></p><p><b>　?。?1）</b></p><p&

24、gt;<b>　　求導得：</b></p><p><b>　?。?2）</b></p><p><b>　?。?3）</b></p><p><b>　　再求導得：</b></p><p><b>　　（14）</b></p&

25、gt;<p><b>　?。?5）</b></p><p>　　§3.2、程序編寫過程（計算機C語言程序）</p><p>　　#include<stdio.h></p><p>　　#include<math.h></p><p>　　#define PI 3.14159

26、26</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　double a=0.110,b=0.535,c=0.134,d=0.380,e=0.523,f=5;</p><p>　　/*a=AB,b=CD,c=DE,d=AC,e=H,f=ω1 */</p>

27、<p>　　double B,C,E,F,G,I,L,M,O;</p><p>　　/*B=θ3,C=θ4, E=Se，F(xiàn) =ω3，G=ω4， I= Ve ，L=а3，M=а4， O=аe */ </p><p>　　double x=0;</p><p>　　printf(" @1 @3 @4 Se W3

28、 W4 Ve A3 A4 Ae \n");</p><p>　　while(x<6.3)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　B=atan((d+a*sin(x))/(a*cos(x))); /*求θ3*/</p><p>　　if(B&l

29、t;0)B=PI+B;</p><p>　　C=PI-asin((e-b*sin(B))/c); /*求θ4*/</p><p>　　if(C<0)C=PI+C;</p><p>　　E=b*cos(B)+c*cos(C); /*求 Se */</p><p>　　F=(a*f*(a+d*sin(x)))/(d*d+a*a+2*

30、d*a*sin(x)); /*求 ω3*/</p><p>　　G=-(F*b*cos(B))/(c*cos(C)); /*求 ω4*/</p><p>　　I=-(F*b*sin(B-C))/cos(C); /*求 Ve */</p><p>　　L=((d*d-a*a)*d*a*f*f*cos(x))/((d*d+a*a+2*d*a*sin(x))*(d

31、*d+a*a+2*d*a*sin(x))); /*求а3*/</p><p>　　M=(F*F*b*sin(B)+G*G*c*sin(C)-L*b*cos(B))/(c*cos(C)); /*求а4*/</p><p>　　O=-(L*b*sin(B-C)+F*F*b*cos(B-C)-G*G*c)/cos(C); /*求аe */</p><p>　　pri

32、ntf("%3.0f %3.3f %3.3f %3.3f %3.3f %3.3f %3.3f %3.3f %3.3f %3.3f\n",x*180/PI,(B*180)/PI,(C*180)/PI,E,F,G,I,L,M,O);</p><p>　　x=x+PI*10/180;</p><p><b>　　}</b></p&

33、gt;<p><b>　　}</b></p><p>　　§3.3、計算數(shù)據(jù)結果</p><p>　　各構件的位置、速度和加速度</p><p>　　§3.4、位移、速度和加速度的運動曲線圖與分析</p><p><b>　　四、小結</b></p>

34、<p>　　心得體會：通過這次課程設計我有了很多收獲。首先，通過這一次的課程設計，我進一步鞏固和加深了所學的基本理論、基本概念和基本知識，培養(yǎng)了自己分析和解決與本課程有關的具體機械所涉及的實際問題的能力。對平面連桿機構有了更加深刻的理解，為后續(xù)課程的學習奠定了堅實的基礎。而且，這次課程設計過程中，與同學激烈討論，團結合作，最終完美的實現(xiàn)了預期的目的，大家都受益匪淺，也對這次經(jīng)歷難以忘懷。</p><p>

35、;　　其次通過這次課程設計，對牛頭刨床的工作原理及內(nèi)部各傳動機構及機構選型、運動方案的確定以及對導桿機構運動分析有了初步詳細精確的了解，這都將為我以后參加工作實踐有了很大的幫助。非常有成就感，培養(yǎng)了很深的學習興趣。</p><p>　　最后，衷心感謝xx導師耐心的指導，我們才能完成這次的課程設計。</p><p><b>　　五、參考文獻</b></p>