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文檔簡介
1、<p><b> 課程設(shè)計</b></p><p> 課程名稱: 半自動鉆床 </p><p> 學(xué) 院: 機(jī)械學(xué)院 專 業(yè): 機(jī)電 </p><p> 姓 名: 趙正楊
2、學(xué) 號: 0908030332 </p><p> 年 級: 09級 任課教師: 余述凡 </p><p> 2012年 1 月 4 日</p><p><b> 目錄</b></p><p> 設(shè)計任務(wù)…………………………………
3、……………………………3-4</p><p> 一、整個系統(tǒng)各方面的原理…………………………………………5-7</p><p> 二、功能分解圖與執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作……………………………………8-10</p><p> 三、運動方案的比較與選擇………………………………………11-17</p><p> 四 、運動循環(huán)圖 …………………………
4、………………………18</p><p> 五 、執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計過程及尺寸計算………………………………19-23</p><p> 六 、系統(tǒng)機(jī)構(gòu)運動總體方案圖……………………………………24</p><p> 七、凸輪設(shè)計分段圖輪廓圖和設(shè)計結(jié)果…………………………25-20</p><p> 八、機(jī)構(gòu)運動分析計算機(jī)輔助設(shè)計流程框圖………
5、……………31</p><p> 九、程序清單(主程序和子程序)………………………………32-38</p><p> 小結(jié),參考資料………………………………………………………39</p><p><b> 設(shè)計任務(wù)書</b></p><p><b> 半自動鉆床</b></p>
6、<p> 一、設(shè)計題目及原始數(shù)據(jù)</p><p> 設(shè)計加工所示工件ф12mm孔的半自動鉆床。進(jìn)刀機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)動力頭的升降,送料機(jī)構(gòu)將被加工工件推入加工位置,并由定位機(jī)構(gòu)使被加工工件可靠固定。</p><p> 半自動鉆床設(shè)計數(shù)據(jù)參看下表。</p><p> 半自動鉆床凸輪設(shè)計數(shù)據(jù)表</p><p><b> 二、
7、設(shè)計方案提示</b></p><p> 1.鉆頭由動力頭驅(qū)動,設(shè)計者只需考慮動力頭的進(jìn)刀(升降)運動。</p><p> 2. 除動力頭升降機(jī)構(gòu)外,還需要設(shè)計送料機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)。各機(jī)構(gòu)運動循環(huán)要求見下表。</p><p><b> 機(jī)構(gòu)運動循環(huán)要求表</b></p><p> 3. 可采用凸輪軸的方法
8、分配協(xié)調(diào)各機(jī)構(gòu)運動。</p><p><b> 三、設(shè)計任務(wù)</b></p><p> 1.半自動鉆床至少包括凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)在內(nèi)的三種機(jī)構(gòu);</p><p> 2.設(shè)計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配,并在圖紙上畫出傳動系統(tǒng)圖;</p><p> 3. 圖紙上畫出半自動鉆床的機(jī)構(gòu)運動方案簡圖和運動循環(huán)圖;</
9、p><p> 4.凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算。按各凸輪機(jī)構(gòu)的工作要求,自選從動件的運動規(guī)律,確定基圓半徑,校核最大壓力角與最小曲率半徑。對盤狀凸輪要用電算法計算出理論廓線、實際廓線值。畫出從動件運動規(guī)律線圖及凸輪廓線圖;</p><p> 5.設(shè)計計算其他機(jī)構(gòu);</p><p> 6.編寫設(shè)計計算說明書;</p><p> 一、整個系統(tǒng)各方面的原
10、理</p><p> 一.整個系統(tǒng)的工作原理:</p><p> 該系統(tǒng)由電機(jī)驅(qū)動,通過行星輪系將電機(jī)的1400r/min降到主軸的1r/min,與傳動軸相連的各機(jī)構(gòu)控制送料、定位、夾緊和進(jìn)刀等工藝動作,最后由凸輪機(jī)構(gòu)通過齒輪傳動帶動齒條上下平穩(wěn)地運動,這樣動力頭也就能平穩(wěn)地上下移動從而保證了較高的加工質(zhì)量,具體的選擇原理和工作原理如下:</p><p> 二
11、.原動機(jī)的選擇原理</p><p><b> 2.1原動機(jī)</b></p><p> 原動機(jī)泛指利用能源產(chǎn)生原動力的一切機(jī)械。</p><p><b> 2.2原動機(jī)的分類</b></p><p> 原動機(jī)的種類按其輸入能量的不同可以分為兩類:</p><p> a
12、一次原動機(jī) </p><p> 此類原動機(jī)是把自然界的能源直接轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,因此稱為一次原動機(jī)。屬于此類原動機(jī)的有柴油機(jī)、汽油機(jī)、汽輪機(jī)和燃汽輪機(jī)等。</p><p><b> b二次原動機(jī) </b></p><p> 此類原動機(jī)是將發(fā)電機(jī)等變能機(jī)所產(chǎn)生的各種形態(tài)的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,因此稱為二次原動機(jī)。屬于此類原動機(jī)的有電動機(jī)、
13、液壓馬達(dá)、氣動馬達(dá)、汽缸和液壓缸等。</p><p> 2.3原動機(jī)的輸出運動形式</p><p> a 轉(zhuǎn)動 具有這種輸出運動形式的原動機(jī)有電動機(jī)、液壓馬達(dá)、氣動馬達(dá)、柴油機(jī)、汽油機(jī)、汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)等。</p><p> b 往復(fù)運動 具有這種輸出運動形式的原動機(jī)有直線電動機(jī)、氣缸、液壓缸。</p><p> c 往復(fù)
14、擺動 具有這種輸出運動形式的原動機(jī)有擺動油缸、擺動氣缸。</p><p> 2.4選擇原動機(jī)時需考慮的因素:</p><p> A:必須考慮到現(xiàn)場能源的供應(yīng)情況。</p><p> B:必須考慮原動機(jī)的機(jī)械特性和工作制度與工作機(jī)相匹配。</p><p> C:必須考慮工作機(jī)對原動機(jī)提出的起動、過載、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性、調(diào)速和控制等方面的要求
15、。</p><p> D:必須考慮工作環(huán)境的因素。</p><p> E:必須考慮工作可靠,操作簡易,維修方便。</p><p> F:為了提高機(jī)械系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益,必須考慮經(jīng)濟(jì)成本:包括初始成本和運轉(zhuǎn)維護(hù)成本。</p><p> 此外,所選原動機(jī)的額定功率必須滿足負(fù)載需要,但也不宜過大。對電動機(jī)來說所選電動機(jī)功率過大造成功率因數(shù)過低也
16、是不經(jīng)濟(jì)的。</p><p> 綜上所述,在半自動鉆床中最益選擇二次原動機(jī)中的電動機(jī)作為原動件。</p><p> 三.傳動機(jī)構(gòu)的選擇和工作原理</p><p> 3.1機(jī)械系統(tǒng)中傳動機(jī)構(gòu)的作用</p><p> 機(jī)械系統(tǒng)中的傳動裝置是指把原動機(jī)輸出的機(jī)械能傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)并實現(xiàn)能量的分配、轉(zhuǎn)速的改變和運動形式的改變等作用的中間裝置,其
17、作用有:</p><p> A:把原動機(jī)輸出的速度降低或提高,以適應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的需要。</p><p> B:用原動機(jī)進(jìn)行調(diào)速不經(jīng)濟(jì)和不可能時,采用變速傳動來滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)經(jīng)常調(diào)速的要求</p><p> C:把原動機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩變換為執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的轉(zhuǎn)矩或力。</p><p> D:把原動機(jī)輸出的等速回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)閳?zhí)行機(jī)構(gòu)所要求的,其速度按
18、某種規(guī)律變化的回轉(zhuǎn)或非回轉(zhuǎn)運動。</p><p> E:實現(xiàn)由一個或多個動力機(jī)驅(qū)動若干個速度相同或不同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。</p><p> F:由于受機(jī)體的外形、尺寸的限制,或為了安全和操作方便,執(zhí)行機(jī)構(gòu)不宜與原動機(jī)直接聯(lián)接時,也需要用傳動裝置來聯(lián)接。</p><p> 3.2傳動類型選擇的原則</p><p> A:對于小功率傳動,應(yīng)在考
19、慮滿足性能的需要下,選用結(jié)構(gòu)簡單的傳動裝置,盡可能降低初始費用。</p><p> B:對大功率傳動,應(yīng)優(yōu)先考慮傳動的效率、節(jié)約能源、降低運轉(zhuǎn)費用和維修費用。</p><p> C:當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求變速時,若能與動力機(jī)調(diào)速比相適應(yīng),可直接連接或采用定傳動比的傳動裝置;當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求變速范圍大。用動力機(jī)調(diào)速不能滿足機(jī)械特性和經(jīng)濟(jì)性要求時,則應(yīng)采用變傳動比傳動;除執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求連續(xù)變速外,盡量
20、采用有級變速。 </p><p> D:執(zhí)行機(jī)構(gòu)上載荷變化頻繁,且可能出現(xiàn)過載,這時應(yīng)加過載保護(hù)裝置。</p><p> E:主,從動軸要求同步時,應(yīng)采用無滑動的傳動裝置。</p><p> F:動裝置的選用必須與制造水平相適應(yīng),盡可能選用專業(yè)廠生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)傳動裝置,如減速器、變速器和無級變速器等。</p><p> 在本設(shè)計要求中,要
21、將電動機(jī)1400r/min的轉(zhuǎn)速降到2r/min,采用采用齒輪一級一級的降速,將會使降速裝置比較龐大,而且功率損失較大,對能量的利用將會大大打折扣,考慮到經(jīng)濟(jì)、傳動效果和節(jié)能,宜采用具有較高傳動比的行星輪系。</p><p> 二.功能分解圖與執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作</p><p> 一、功能分解圖如下圖</p><p><b> 圖2-1</b>
22、</p><p> 二、繪制機(jī)械系統(tǒng)運動轉(zhuǎn)換功能</p><p><b> 圖2-2</b></p><p><b> 三.執(zhí)行構(gòu)件的選擇</b></p><p><b> 1.減速傳動功能</b></p><p> 在滿足設(shè)計要求的情況下,應(yīng)
23、該選用經(jīng)濟(jì)成本相對較低,而且具有傳動效率高,結(jié)構(gòu)簡單,傳動比大的特點,可滿足具有較大傳動比的工作要求,故這里就采用行星輪系來實現(xiàn)傳動。</p><p><b> 2.進(jìn)料功能</b></p><p> 進(jìn)料只需把料送到,無需間歇,加上為了方便進(jìn)行運動分析,因此采用了6桿機(jī)構(gòu)(正置曲柄搖桿機(jī)構(gòu))</p><p><b> 3.定位
24、功能</b></p><p> 由于我們設(shè)計的機(jī)構(gòu)要有間歇往復(fù)的運動,當(dāng)凸輪由遠(yuǎn)休到近休運動過程中,可通過兩側(cè)的彈簧實現(xiàn)定位,定位桿就阻止了工件滑動,當(dāng)凸輪由近休到遠(yuǎn)休運動過程中,等待送料,凸輪循環(huán)運動完成每加工一工件實現(xiàn)定位一次。</p><p><b> 4.夾緊功能</b></p><p> 在工件送到后,須得夾緊,然后
25、才能加工,為了實現(xiàn)這一功能,我們采用盤型凸輪滾子推桿機(jī)構(gòu),推桿頂端加一v型槽,從近休到遠(yuǎn)休,實現(xiàn)夾緊,遠(yuǎn)休到近休,由彈簧實現(xiàn)復(fù)位。</p><p><b> 5.進(jìn)刀功能 </b></p><p> 采用凸輪的循環(huán)運動,推動滾子使?jié)L子擺動一個角度,通過杠桿的擺動弧度放大原理將滾子擺動角度進(jìn)行放大,可增大刀具的進(jìn)給量,在杠桿的另一端焊接一扇齒,扇齒的擺動實現(xiàn)齒輪的轉(zhuǎn)
26、動,齒輪的轉(zhuǎn)動再帶動動力頭的升降運動,從而實現(xiàn)進(jìn)刀功能。</p><p> 四.用形態(tài)學(xué)矩陣法創(chuàng)建機(jī)械系統(tǒng)運動方案</p><p> 根據(jù)系統(tǒng)的運動轉(zhuǎn)換功能圖(圖2-2)可構(gòu)成形態(tài)學(xué)矩陣如表(表2-3)。由表3-3所示的形態(tài)學(xué)矩陣可以求出半自動鉆床系統(tǒng)運動方案數(shù)為: </p><p> 3×3×3×3×3×3=
27、729</p><p> 根據(jù)功能原理,工藝分解過程及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇,確定了以下運動方案,</p><p><b> 圖2-3</b></p><p> 三.運動方案的比較與選擇</p><p><b> 方案的分析與比較:</b></p><p> A減速機(jī)構(gòu):行
28、星輪系;如圖3-1</p><p><b> 圖3-1</b></p><p> a減速對比機(jī)構(gòu):定軸輪系;如圖3-2</p><p><b> 圖3-2</b></p><p> 總結(jié): 由于電動機(jī)的轉(zhuǎn)速是1400r/min,而設(shè)計要求的主軸轉(zhuǎn)速為2r/min,定軸輪系所用的齒輪半徑大,
29、齒數(shù)多,齒輪體積龐大,傳動效率低,安裝不便,且不經(jīng)濟(jì),所以宜采用體積小,結(jié)構(gòu)緊湊,傳動比大,效率高,比較經(jīng)濟(jì)的行星輪系。</p><p> B送料機(jī)構(gòu):6桿機(jī)構(gòu);如圖3-3</p><p><b> 圖3-3</b></p><p> b送料對比機(jī)構(gòu):曲柄滑塊;如圖3-4</p><p><b> 圖3
30、-4</b></p><p> 總結(jié):由于我們設(shè)計的送料方案中,送料時間與回程時間相等,不用考慮快進(jìn)慢回、間歇,且由于設(shè)計的鉆床在空間上傳動軸之間的距離大,故一般四桿機(jī)構(gòu)很難實現(xiàn)這種遠(yuǎn)距離的運動。再加上用四桿機(jī)構(gòu)在本設(shè)計中在軸線尺寸上很小。所以考慮到所設(shè)計的機(jī)構(gòu)能否穩(wěn)定地運行,因此優(yōu)先選用了如3-3所示的六桿機(jī)構(gòu)。</p><p> 說明:曲柄逆時針轉(zhuǎn)動,機(jī)構(gòu)送料,送到后,
31、曲柄繼續(xù)轉(zhuǎn),滑塊退出,以此循環(huán)。</p><p> C定位機(jī)構(gòu):凸輪機(jī)構(gòu);如圖3-5</p><p><b> 圖3-5</b></p><p> c定位對比機(jī)構(gòu):彈力急回間歇機(jī)構(gòu);如圖3-6</p><p><b> 圖3-6</b></p><p> 總結(jié):彈力
32、急回間歇機(jī)構(gòu)來代替直動滾子從動件盤型凸輪,它是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成單側(cè)停歇的往復(fù)運動。這樣也可以完成實際要求,但是為了使設(shè)計的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊,又能節(jié)省材料,所以還是選直動滾子從動件盤型凸輪來完成定位。</p><p> 說明:遠(yuǎn)休到近休,先有一段空行程,然后由彈簧夾緊,并保持設(shè)計所需要的定位時間,然后近休到遠(yuǎn)休,定位桿退出,以此循環(huán)。</p><p> D夾緊機(jī)構(gòu):凸輪機(jī)構(gòu);如圖3-7<
33、;/p><p> d夾緊對比機(jī)構(gòu):不完全齒輪+齒條機(jī)構(gòu);如圖3-8</p><p> 總結(jié):一開始我們采用不完全齒輪+齒條機(jī)構(gòu),這雖然能滿足設(shè)計要求,但是與凸輪機(jī)構(gòu)相比,有一些缺點,首先,凸輪好加工,價格便宜,能較好地滿足系統(tǒng)的要求,而齒輪齒條則難加工,并且性能不如凸輪好,所以我們最終采用凸輪機(jī)構(gòu)。</p><p> 說明:凸輪近休到遠(yuǎn)休,實現(xiàn)夾緊,并保持夾緊時間
34、,然后凸輪回程,由彈簧完成復(fù)位,以此循環(huán)。</p><p> E進(jìn)刀機(jī)構(gòu):凸輪+齒扇機(jī)構(gòu);如圖3-9</p><p> e進(jìn)刀對比機(jī)構(gòu):凸輪+齒條機(jī)構(gòu);如圖3-10</p><p> 總結(jié):凸輪+齒條機(jī)構(gòu)雖然能滿足設(shè)計要求,但是與組合機(jī)構(gòu)相比,存在不耐用的缺點,為了延長使用壽命,我們小組采用組合機(jī)構(gòu)。</p><p> 說明:凸輪近休
35、到遠(yuǎn)休,實現(xiàn)空行程和加工,遠(yuǎn)休到近休,由彈簧實現(xiàn)復(fù)位。</p><p><b> 四 運動循環(huán)圖</b></p><p> 經(jīng)過我們幾次細(xì)致的分析,考慮到已經(jīng)加工的工件必須由第二個工件推出,因此定位桿不能和已經(jīng)加工的工件發(fā)生干涉,因此定位桿須在已經(jīng)加工的工件推出一半后才能伸進(jìn)來,后兩步須建立在此基礎(chǔ)上。下圖是運動循環(huán)圖:</p><p>
36、<b> 4-1</b></p><p><b> 4-2</b></p><p> 五 執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計過程及尺寸計算</p><p> 1.送料機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)采用如下分析</p><p> 此為正置曲柄搖桿機(jī)構(gòu),即為夾角為0,即行程速比系數(shù)為1,無急回運動,畫圖如下: </p>&
37、lt;p> A點位置由功能軸和工作臺的距離決定,取A點位坐標(biāo)原點,我們假設(shè)曲柄AB為7,以AB為原點畫半徑為7的圓,又根據(jù)設(shè)計要求將此曲柄搖桿設(shè)計為正置曲柄搖桿,故在水平兩位置B1(左圓圓心)和B2(右圓圓心)取兩個極限位置,并假設(shè)連桿BC為30,以B1為圓心畫半徑30的圓,以B2為圓心畫半徑為30的圓,兩園與水平線交予C1和C2兩點(圖中2個圓與綠線交點),做C1C2的中垂線,則D點在C1C2的中垂線上。</p>
38、<p> 由公式H=L1*DE/DC,由此可得,DE與DC的比列為2.5,取DC為40,則DE的尺寸定下來,為100,D點的坐標(biāo)也定下來,得AD為49.51;最后數(shù)據(jù)為AB=7;BC=30;CD=40;DE=100;EF=60(為適應(yīng)程序,須大一些);AD=49.51。</p><p><b> 計算過程:</b></p><p> H=2*L1*D
39、E/DC;H=35mm</p><p> L1取7,DE/DE=2.5,DC取40,DE=100;</p><p><b> 又</b></p><p> L1*L1+L0*L0=L2*L2+L3*L3</p><p> L1:曲柄長度 L2:連桿長度 L3:搖桿長度(DC段) L0:機(jī)架長度</p&
40、gt;<p> 取L2=30mm L3=40mm 算得L0=49.51mm</p><p><b> 圖5-2</b></p><p><b> 2.定位凸輪數(shù)據(jù):</b></p><p> 凸輪機(jī)構(gòu)采用直動滾子盤行凸輪,且為力封閉凸輪機(jī)構(gòu),利用彈簧力來使?jié)L子與凸輪保持接觸,實現(xiàn)定位功能
41、。只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計出凸輪的輪廓曲線,就可以使推桿實現(xiàn)我們所需要的運動規(guī)律,滿足加工要求,而且響應(yīng)快速,機(jī)構(gòu)簡單緊湊。具體設(shè)計如下:</p><p> 設(shè)計基圓半徑r0=70mm,偏心距e=0,滾子半徑r=15mm</p><p> 凸輪轉(zhuǎn)角λ=0°-100°,定位機(jī)構(gòu)休止,推桿行程h=0mm;</p><p> 凸輪轉(zhuǎn)角λ=100°
42、-174°,定位機(jī)構(gòu)快進(jìn),推桿行程h=30mm;</p><p> 凸輪轉(zhuǎn)角λ=174°-186°,定位機(jī)構(gòu)休止,推桿行程h=0mm;</p><p> 凸輪轉(zhuǎn)角λ=186°-260°,定位機(jī)構(gòu)快退,推桿行程h=-30mm;</p><p> 凸輪轉(zhuǎn)角λ=260°-360°,定位機(jī)構(gòu)休止,推
43、桿行程h=0mm;</p><p><b> 3.夾緊凸輪數(shù)據(jù):</b></p><p> 設(shè)計基圓半徑r0=90mm,偏心距e=0,滾子半徑r=15mm</p><p> 凸輪轉(zhuǎn)角λ=0°-168°,夾緊機(jī)構(gòu)休止,推桿行程h=0mm;</p><p> 凸輪轉(zhuǎn)角λ=168°-198
44、°,夾緊機(jī)構(gòu)快進(jìn),推桿行程h=15mm;</p><p> 凸輪轉(zhuǎn)角λ=198°-324°,夾緊機(jī)構(gòu)休止,推桿行程h=0mm;</p><p> 凸輪轉(zhuǎn)角λ=324°-360°,夾緊機(jī)構(gòu)快退,推桿行程h=-15mm;</p><p> 4.進(jìn)刀凸輪+擺桿機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù):</p><p> (
45、1).由進(jìn)刀規(guī)律,我們設(shè)計了凸輪+擺桿機(jī)構(gòu),又以齒輪齒條的嚙合來實現(xiàn)刀頭的上下運動;</p><p> (2).用凸輪擺桿機(jī)構(gòu)和圓弧形齒條所構(gòu)成的同一構(gòu)件,凸輪擺桿從動件的擺動就可以實現(xiàn)弧形齒條的來回擺動,從而實現(xiàn)要求;采用滾子盤行凸輪,且為力封閉凸輪機(jī)構(gòu),利用彈簧力來使?jié)L子與凸輪保持接觸.刀具的運動規(guī)律就與凸輪擺桿的運動規(guī)律一致;</p><p> (3).弧形齒條所轉(zhuǎn)過的弧長即為刀
46、頭所運動的的距離。具體設(shè)計步驟如下:</p><p> 1.根據(jù)進(jìn)刀機(jī)構(gòu)的工作循環(huán)規(guī)律,設(shè)計凸輪基圓半徑r0=15mm,中心距A=30mm,擺桿長度d=60mm,最大擺角β為17°, 刀具總行程H=17/360*100*6.28=29.7mm</p><p> 凸輪轉(zhuǎn)角λ=0-150°,β=0°;</p><p> 凸輪轉(zhuǎn)角λ=1
47、50°-185.71°,刀具快進(jìn),β=4.4°,行程=7.7mm</p><p> 凸輪轉(zhuǎn)角λ=185.71°-288°;刀具加工工件,β=12.6°,行程=22mm</p><p> 凸輪轉(zhuǎn)角λ=288°-360°,β=0°,刀具由彈簧牽引退回,行程29.7mm。</p><
48、p> 2.設(shè)計圓形齒條,根據(jù)刀頭的行程和凸輪的擺角,設(shè)計出圓形齒輪的半徑r=mz/2=100mm°;m=2;z(全齒)=100,現(xiàn)在取得齒數(shù)大于17°對應(yīng)的齒數(shù),也就是17/360*100=4.72≈5齒,可以取20齒。</p><p> 小齒輪m=2;z=20;r=20mm。</p><p> 5.行星輪系的計算:</p><p>
49、 ?。?)用定軸輪系傳動</p><p> i =n(輸入)/n(輸出) = 700 </p><p> ?。?)用行星輪系傳動</p><p> 皮帶輪1 R=900mm;皮帶輪2 R=1400mm;</p><p> Z1=29 Z2=30 Z3=31 Z4=30 傳動比i4H=1/900 </p><p>
50、; 根據(jù)行星輪傳動公式:i(4H)=1-i(41)H=1-(Z3Z1)/(Z4Z2)</p><p> =1-31*29/30*30=1/900;由于我們B組是 2個/s,所以須得再加一個增速一倍的齒輪。Z5=50,Z6=25.Z4與Z5聯(lián)在一根軸上,Z6接另外一根軸(帶動凸輪的軸)</p><p> 六 系統(tǒng)機(jī)構(gòu)運動總體方案圖</p><p> 下圖是
51、我們設(shè)計方案的總圖</p><p><b> 圖6-1</b></p><p> 七. 凸輪設(shè)計分段圖輪廓圖和設(shè)計結(jié)果</p><p><b> 一:定位凸輪</b></p><p> 以下為定位凸輪分段圖和設(shè)計結(jié)果圖</p><p> 圖 7-1
52、 </p><p><b> 圖7-2</b></p><p><b> 圖7-3</b></p><p><b> 圖7-4</b></p><p><b> 二 夾緊凸輪:</b></p><p> 以下為夾
53、緊凸輪分段圖和設(shè)計結(jié)果圖:</p><p><b> 圖7-5</b></p><p><b> 圖7-6</b></p><p><b> 圖7-8</b></p><p><b> 圖7-9</b></p><p>&l
54、t;b> 三 進(jìn)刀凸輪:</b></p><p> 以下為進(jìn)刀凸輪分段圖和設(shè)計結(jié)果圖:</p><p><b> 圖7-10</b></p><p><b> 圖7-11</b></p><p><b> 圖7-12</b></p>&
55、lt;p><b> 圖7-13</b></p><p> 八.機(jī)構(gòu)運動分析計算機(jī)輔助設(shè)計流程框圖</p><p><b> 圖8-1</b></p><p> 九.程序清單(主程序和子程序)</p><p><b> 坐標(biāo)圖</b></p><
56、;p><b> 桿組拆分圖</b></p><p> Private Sub Command1_Click()</p><p> Dim b(6), c(6), d(3), t As String</p><p> pai = Atn(1#) * 4 / 180</p><p> For fi = 0 T
57、o 360 Step 10</p><p> Fi1 = fi * pai</p><p> Call 單桿運動分析子程序(0, 0, 0, 0, 0, 0, 7, 0, Fi1, 0.2093, 0, _</p><p> xB, yB, vBx, vBy, aBx, aBy)</p><p> Call RRR運動分析子程序(1,
58、 xB, yB, vBx, vBy, aBx, aBy, 37, 0, 0, 0, 0, 0, _</p><p> 30, 40, xC, yC, vCx, vCy, aCx, aCy, fi2, fi3, _</p><p> omega2, omega3, epsilon2, epsilon3)</p><p> Call 單桿運動分析子程序(37, 0
59、, 0, 0, 0, 0, 100, 0, fi3, omega3, epsilon3, _</p><p> xE, yE, vEx, vEy, aEx, aEy)</p><p> Call RRP運動分析子程序(1, xE, yE, vEx, vEy, aEx, aEy, 95.85, 93.94, 0, 0, 0, 0, _</p><p> 60,
60、0, 0, 0, xF, yF, vFx, vFy, _</p><p> aFx, aFy, fi4, omega4, epsilon4, sr, vsr, asr)</p><p> t = t + "Fi1= " + Str(fi) + vbCrLf</p><p> t = t + "xE(m)=
61、 " + Str(xE) + vbCrLf</p><p> t = t + "vE(m/S)= " + Str(vEx) + vbCrLf</p><p> t = t + "aE(m/S2)= " + Str(aEx) + vbCrLf</p><p> t
62、= t + "omega3(rad/S)= " + Str(omega3) + vbCrLf</p><p> t = t + "omega4(rad/S)= " + Str(omega4) + vbCrLf</p><p> t = t + "epsilon3(rad/S)= " + Str(epsilon3) +
63、vbCrLf</p><p> t = t + "epsilon4(rad/S)= " + Str(epsilon4) + vbCrLf</p><p><b> Next fi</b></p><p> Text1.Text = t</p><p><b> End Sub<
64、/b></p><p> Private Sub Command2_Click()</p><p> Dim b(6), c(6), d(3), xE1(360), vEx1(360), aEx1(360)</p><p> pai = Atn(1#) * 4 / 180</p><p> Picture1.Print &quo
65、t;紅色曲線表示位移, 藍(lán)色曲線表示速度, 綠色曲線表示加速"</p><p> For fi = 0 To 360 Step 10</p><p> Fi1 = fi * pai</p><p> Call 單桿運動分析子程序(0, 0, 0, 0, 0, 0, 7, 0, Fi1, 0.2093, 0, _</p><p>
66、; xB, yB, vBx, vBy, aBx, aBy)</p><p> Call RRR運動分析子程序(1, xB, yB, vBx, vBy, aBx, aBy, 45, -28.28, 0, 0, 0, 0, _</p><p> 30, 40, xC, yC, vCx, vCy, aCx, aCy, fi2, fi3, _</p><p> om
67、ega2, omega3, epsilon2, epsilon3)</p><p> Call 單桿運動分析子程序(37, 0, 0, 0, 0, 0, 100, 0, fi3, omega3, epsilon3, _</p><p> xE, yE, vEx, vEy, aEx, aEy)</p><p> Call RRP運動分析子程序(1, xE, yE
68、, vEx, vEy, aEx, aEy, 95.85, 93.94, 0, 0, 0, 0, _</p><p> 60, 0, 0, 0, xF, yF, vFx, vFy, _</p><p> aFx, aFy, fi4, omega4, epsilon4, sr, vsr, asr)</p><p> xE1(fi) = xE</p>
69、<p> vEx1(fi) = vEx</p><p> aEx1(fi) = aEx</p><p><b> Next fi</b></p><p> ForeColor = QBColor(0)</p><p> Picture1.Scale (-10, 100)-(370, -100)<
70、/p><p> Picture1.Line (0, 0)-(360, 0), ForeColor</p><p> Picture1.Line (0, -100)-(0, 100), ForeColor</p><p> ForeColor = QBColor(12) '紅線表示位移</p><p> Picture1.PSet
71、(0, xE1(0) * 1000)</p><p> For fi = 0 To 360 Step 10</p><p> Picture1.Line -(fi, xE1(fi) * 0.8 - 52), ForeColor</p><p><b> Next fi</b></p><p> ForeColor
72、 = QBColor(0) '黑線表示速度</p><p> Picture1.PSet (0, vEx1(0) * 100)</p><p> For fi = 0 To 360 Step 10</p><p> Picture1.Line -(fi, vEx1(fi) * 10), ForeColor</p><p><
73、;b> Next fi</b></p><p> ForeColor = QBColor(10) '綠線表示加速度</p><p> Picture1.PSet (0, aEx1(0) * 0.1)</p><p> For fi = 0 To 360 Step 10</p><p> Picture1.L
74、ine -(fi, aEx1(fi) * 50 + 15), ForeColor</p><p><b> Next fi</b></p><p><b> End Sub</b></p><p> Sub 單桿運動分析子程序(xA, yA, vAx, vAy, aAx, aAy, S, theta, fi, ome
75、ga, epsilon, _</p><p> xm, ym, vmx, vmy, amx, amy)</p><p> xm = xA + S * Cos(fi + theta)</p><p> ym = yA + S * Sin(fi + theta)</p><p> vmx = vAx - S * omega * Sin(f
76、i + theta)</p><p> vmy = vAy + S * omega * Cos(fi + theta)</p><p> amx = aAx - S * epsilon * Sin(fi + theta) - S * omega ^ 2 * Cos(fi + theta)</p><p> amy = aAy + S * epsilon * C
77、os(fi + theta) - S * omega ^ 2 * Sin(fi + theta)</p><p><b> End Sub</b></p><p> Sub RRR運動分析子程序(m, xB, yB, vBx, vBy, aBx, aBy, xD, yD, vDx, vDy, aDx, aDy, _</p><p> L2
78、, L3, xC, yC, vCx, vCy, aCx, aCy, fi2, fi3, _</p><p> omega2, omega3, epsilon2, epsilon3)</p><p> Dim pi, d, ca, sa, yDB, xDB, gam, yCD, xCD, e, F, Q, EA, FA, delta</p><p> pi =
79、Atn(1#) * 4</p><p> d = ((xD - xB) ^ 2 + (yD - yB) ^ 2) ^ 0.5</p><p> If d > L2 + L3 Or d < Abs(L2 - L3) Then</p><p> MsgBox "此位置不能裝配"</p><p><b&g
80、t; GoTo n1</b></p><p><b> Else</b></p><p><b> End If</b></p><p> ca = (d ^ 2 + L2 ^ 2 - L3 ^ 2) / 2 / L2 / d</p><p> sa = (1 - ca ^ 2
81、) ^ 0.5</p><p> yDB = yD - yB</p><p> xDB = xD - xB</p><p> Call atn1(xB, yB, xD, yD, delta)</p><p> If ca > 0 Then</p><p> gam = Atn(sa / ca)</
82、p><p> Else: gam = Atn(sa / ca) + pi</p><p><b> End If</b></p><p> If m = 1 Then</p><p> fi2 = delta + gam</p><p> Else: fi2 = delta - gam<
83、;/p><p><b> End If</b></p><p> xC = xB + L2 * Cos(fi2)</p><p> yC = yB + L2 * Sin(fi2)</p><p> yCD = yC - yD</p><p> xCD = xC - xD</p>
84、<p> If xCD > 0 Then</p><p> fi3 = Atn(yCD / xCD)</p><p> ElseIf yCD >= 0 Then</p><p> fi3 = Atn(yCD / xCD) + pi</p><p> Else: fi3 = Atn(yCD / xCD) - p
85、i</p><p><b> End If</b></p><p> e = (vDx - vBx) * xCD + (vDy - vBy) * yCD</p><p> F = (vDx - vBx) * (xC - xB) + (vDy - vBy) * (yC - yB)</p><p> Q = yCD
86、* (xC - xB) - (yC - yB) * xCD</p><p> omega2 = e / Q</p><p> omega3 = F / Q</p><p> vCx = vBx - omega2 * (yC - yB)</p><p> vCy = vBy + omega2 * (xC - xB)</p>
87、<p> EA = aDx - aBx + omega2 ^ 2 * (xC - xB) - omega3 ^ 2 * xCD</p><p> FA = aDy - aBy + omega2 ^ 2 * (yC - yB) - omega3 ^ 2 * yCD</p><p> epsilon2 = (EA * xCD + FA * yCD) / Q</p>
88、<p> epsilon3 = (EA * (xC - xB) + FA * (yC - yB)) / Q</p><p> aCx = aBx - omega2 ^ 2 * (xC - xB) - epsilon2 * (yC - yB)</p><p> aCy = aBy - omega2 ^ 2 * (yC - yB) + epsilon2 * (xC - xB
89、)</p><p> n1: End Sub</p><p> Sub atn1(x1, y1, x2, y2, fi)</p><p> Dim pi, y21, x21</p><p> pi = Atn(1#) * 4</p><p> y21 = y2 - y1</p><p&g
90、t; x21 = x2 - x1</p><p> If x21 = 0 Then '判斷BD線段與x軸的夾角</p><p> If y21 > 0 Then</p><p> fi = pi / 2</p><p> ElseIf y21 = 0 Then</p><p> MsgBox
91、"B、D兩點重合,不能確定"</p><p> Else: fi = 3 * pi / 2</p><p><b> End If</b></p><p><b> Else</b></p><p> If x21 < 0 Then</p><p
92、> fi = Atn(y21 / x21) + pi</p><p> ElseIf y21 >= 0 Then</p><p> fi = Atn(y21 / x21)</p><p> Else: fi = Atn(y21 / x21) + 2 * pi</p><p><b> End If</b&
93、gt;</p><p><b> End If</b></p><p><b> End Sub</b></p><p> Sub RRP運動分析子程序(m, xB, yB, vBx, vBy, aBx, aBy, xP, yP, vPx, vPy, aPx, aPy, _</p><p>
94、 L2, fi3, omega3, epsilon3, xC, yC, vCx, vCy, _</p><p> aCx, aCy, fi2, omega2, epsilon2, sr, vsr, asr)</p><p> Dim pi, d2, e, F, yCB, xCB, E1, F1, Q, E2, F2</p><p> pi = Atn(1#)
95、* 4</p><p> d2 = ((xB - xP) ^ 2 + (yB - yP) ^ 2)</p><p> e = 2 * (xP - xB) * Cos(fi3) + 2 * (yP - yB) * Sin(fi3)</p><p> F = d2 - L2 ^ 2</p><p> If e ^ 2 < 4 * F
96、 Then</p><p> MsgBox "此位置不能裝配"</p><p><b> GoTo n1</b></p><p><b> Else</b></p><p><b> End If</b></p><p>
97、If m = 1 Then</p><p> sr = Abs((-e + (e ^ 2 - 4 * F) ^ 0.5) / 2)</p><p> Else: sr = Abs((-e - (e ^ 2 - 4 * F) ^ 0.5) / 2)</p><p><b> End If</b></p><p>
98、xC = xP + sr * Cos(fi3)</p><p> yC = yP + sr * Sin(fi3)</p><p> yCB = yC - yB</p><p> xCB = xC - xB</p><p> Call atn1(xB, yB, xC, yC, fi2)</p><p> E1
99、= (vPx - vBx) - sr * omega3 * Sin(fi3)</p><p> F1 = (vPy - vBy) + sr * omega3 * Cos(fi3)</p><p> Q = yCB * Sin(fi3) + xCB * Cos(fi3)</p><p> omega2 = (F1 * Cos(fi3) - E1 * Sin(fi
100、3)) / Q</p><p> vsr = -(F1 * yCB + E1 * xCB) / Q</p><p> vCx = vBx - omega2 * yCB</p><p> vCy = vBy + omega2 * xCB</p><p> E2 = aPx - aBx + omega2 ^ 2 * xCB - 2 * o
101、mega3 * vsr * Sin(fi3) _</p><p> - epsilon3 * (yC - yP) - omega3 ^ 2 * (xC - xP)</p><p> F2 = aPy - aBy + omega2 ^ 2 * yCB + 2 * omega3 * vsr * Cos(fi3) _</p><p> + epsilon3 * (x
102、C - xP) - omega3 ^ 2 * (yC - yP)</p><p> epsilon2 = (F2 * Cos(fi3) - E2 * Sin(fi3)) / Q</p><p> asr = -(F2 * yCB + E2 * xCB) / Q</p><p> aCx = aBx - omega2 ^ 2 * xCB - epsilon2 *
103、 yCB</p><p> aCy = aBy - omega2 ^ 2 * yCB + epsilon2 * xCB</p><p> n1: End Sub</p><p><b> 運行結(jié)果:</b></p><p><b> 設(shè)計小結(jié)</b></p><p>
104、 經(jīng)過兩周的努力,我們小組終于將機(jī)械原理課程設(shè)計做完了。在這次課題設(shè)計過程中,我們小組遇到了很多的問題,選用什么機(jī)構(gòu)?會不會發(fā)生干涉?時間上會不會沖突?設(shè)計合不合理?……方案的確定花了幾乎大半的時間,主要是沒有任何經(jīng)驗;機(jī)構(gòu)尺寸的計算很快,但是后來又發(fā)現(xiàn)了嚴(yán)重的問題,那就是我們沒有考慮第一次與第二次的合理過渡,后面幾乎完全重來,不過有前一次的經(jīng)驗,設(shè)計順利多了;我由于是B組,一開始小組成員都在討論A組的問題,在寫的時候,才發(fā)現(xiàn)B組有些
105、數(shù)據(jù)又得算,可是大家都忙自己的事,沒有辦法,自己一個人算,所以,6桿機(jī)構(gòu)設(shè)計得不好,從圖中就可以看出,速度與加速度波動比較大,這是我算得最好的了,幾乎寫不下去了;VB以前沒有學(xué)過,現(xiàn)在突然要用,時間又緊,我?guī)缀醪幌胱隽耍饕菦]有一點頭緒,后來在其他成員的幫助下,終于完成了,雖然不好,但是有進(jìn)步。在對整個設(shè)計過程中遇到的許多問題都經(jīng)過深刻的求解,使得我對機(jī)械原理的理論知識更加了解!</p><p> 盡管這次作
106、業(yè)的過程是曲折的,但是我的收獲還是很大的,不僅僅掌握了連桿機(jī)構(gòu)和帶傳動以及齒輪傳動的機(jī)構(gòu)設(shè)計步驟和方法,對Auto CAD 、Word這些軟件更加熟練了,對我來說,收獲最大的是獨立思考能力的增強(qiáng),還增加了我對機(jī)構(gòu)的感性認(rèn)識,空間認(rèn)識,空間理論知識等。同時增進(jìn)了同學(xué)和老師之間的交流。</p><p> 在設(shè)計過程中體現(xiàn)出的自身不足需要我在以后的學(xué)習(xí)中加以改進(jìn)和補(bǔ)充,我相信在以后的設(shè)計中會拿出一份更好的作品。<
107、;/p><p><b> 主要參考文獻(xiàn):</b></p><p> 1.《機(jī)械原理》第七版 主編、陳作模、葛文杰、孫恒 高等教育出版社</p><p> 2.《機(jī)械原理課程設(shè)計手冊》主編 牛鳴歧、王保民 、重慶大學(xué)出版社</p><p> 3.《機(jī)械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書》 貴州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 </p
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