機械原理課程設計--牛頭刨床說明書位置11、7’

1、<p><b>　　機械原理課程設計</b></p><p><b>　　說明書</b></p><p>　　設計題目： 牛頭刨床設計 </p><p><b>　　2013年3月8日</b></p><p><b>　　目錄：</b></

2、p><p>　　課程設計任務書………………………………………………… </p><p>　　2、 設計（計算）說明書……………………………………………</p><p>　?。?）畫機構的運動簡圖 ………………………………………… </p><p>　?。?）機構運動分析…………………………………………………</p><p&

3、gt;　?、賹ξ恢?8點進行速度分析和加速度分析……………………</p><p>　?、趯ξ恢?0點進行速度分析和加速度分析……………………</p><p>　?。?）對位置18、10點進行動態(tài)靜力分析………………………………</p><p>　　3、飛輪設計……………………………………………………………</p><p>　　4、擺動滾子從動

4、件盤形凸輪機構的設計……………………………</p><p>　　5、參考文獻 …………………………………………………………</p><p>　　6、心得體會…………………………………………………………</p><p><b>　　一、課程設計任務書</b></p><p>　　確定與分析設計對象的總體傳動方案</p

5、><p>　　繪制兩個指定位置的機構運動簡圖</p><p>　　繪制從動件的運動（位移、速度和加速度）線圖</p><p>　　按照指定位置進行機構的運動學和動力學分析與計算</p><p>　　按要求進行調速計算并繪制1～2個典型（零）構件的曲線輪廓</p><p>　　四、本次任務要求在答辯前完成</p>

6、<p>　　1. 體現(xiàn)上述第2～第4項設計內容的A1圖紙1張</p><p>　　2. 體現(xiàn)上述第5項設計內容的A2圖紙2～3張</p><p>　　3. 不少于10頁的設計說明書1份</p><p>　　1. 工作原理及工藝動作過程</p><p>　　牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機床。刨床工作時, 如圖(1-1）所示，由

7、導桿機構2-3-4-5-6帶動刨頭6和刨刀7作往復運動。刨頭右行時，刨刀進行切削，稱工作行程，此時要求速度較低并且均勻；刨頭左行時，刨刀不切削，稱空回行程，此時要求速度較高，以提高生產率。為此刨床采用有急回作用的導桿機構。刨頭在工作行程中，受到很大的切削阻力，而空回行程中則沒有切削阻力。切削阻力如圖(b）所示。</p><p>　　2．原始數(shù)據(jù)及設計要求</p><p>　　已知 曲柄每

8、分鐘轉數(shù)n2，各構件尺寸及重心位置，且刨頭導路x-x位于導桿端點B所作圓弧高的平分線上。</p><p>　　要求 作機構的運動簡圖，并作機構兩個位置的速度、加速度多邊形以及刨頭的運動線圖。以上內容與后面動態(tài)靜力分析一起畫在1號圖紙上。</p><p>　　二、設計說明書(詳情見A1圖紙)</p><p>　　1．畫機構的運動簡圖</p><p

9、>　　1、以O4為原點定出坐標系，根據(jù)尺寸分別定出O2點，B點，C點。確定機構運動時的左右極限位置。曲柄位置圖的作法為：取1和8’為工作行程起點和終點所對應的曲柄位置，1’和7’為切削起點和終點所對應的曲柄位置，其余2、3…12等，是由位置1起，順ω2方向將曲柄圓作24等分的位置（如下圖）。</p><p>　　取第1方案的第18位置和第10位置（如A1圖紙）。</p><p>&l

10、t;b>　?。?、機構運動分析</b></p><p>　　（1）曲柄位置“18”速度分析，加速度分析（列矢量方程，畫速度圖，加速度圖）</p><p>　　取曲柄位置“18”進行速度分析。因構件2和3在A處的轉動副相連，故VA2=VA3，其大小等于W2lO2A，方向垂直于O2 A線，指向與ω2一致。</p><p>　　ω2=2πn1/60 rad

11、/s= 6.28 rad/s</p><p>　　υA3=υA2=ω2·lO2A= 0.69 m/s（⊥O2A）</p><p>　　取構件3和4的重合點A進行速度分析。列速度矢量方程，得</p><p>　　υA4=　υA3+　　υA4A3</p><p>　　大小 ? √ ?</p>&

12、lt;p>　　方向 ⊥O4B ⊥O2A ∥O4B</p><p>　　取速度極點P，速度比例尺µv= 0.01 (m/s)/mm ,作速度多邊形如圖一</p><p><b>　　圖一</b></p><p>　　取5構件作為研究對象，列速度矢量方程，得 </p><p>　　

13、υC　=　　　υB　+　　　υCB</p><p>　　大小 ? 　　√ 　　?</p><p>　　方向 水平 (向右) ⊥O4B 　⊥BC</p><p>　　取速度極點P，速度比例尺μv=0.01 (m/s)/mm, 作速度多邊行如圖一。</p><p>　　Pb=P a4·O4B/ O4A=

14、47.5 mm</p><p>　　則由圖1-2知， υC=PC·μv= 46 m/s </p><p><b>　　加速度分析：</b></p><p>　　取曲柄位置“18”進行加速度分析。因構件2和3在A點處的轉動副相連，故=,其大小等于ω22lO2A,方向由A指向O2。</p><p>

15、;　　ω2= 6.28 rad/s, ==ω22·lO2A= 4.34 m/s2</p><p>　　取3、4構件重合點A為研究對象，列加速度矢量方程得：</p><p>　　aA4 = + 　aA4τ=　 aA3n + 　aA4A3K + aA4A3v</p><p>　　大小: ? ω42lO4A 　? 　√

16、 　2ω4υA4 A3 ?</p><p>　　方向： ? B→A ⊥O4B A→O2 ⊥O4B（向右） ∥O4B（沿導路）</p><p>　　取加速度極點為P＇,加速度比例尺µa= 0.05 （m/s2）/mm,</p><p>　　=ω42lO4A= 0.16 m/s2 aA4A3K=2ω4υA4 A3=0.

17、375 m/s2</p><p>　　aA3n=4.34 m/s2</p><p>　　作加速度多邊形如圖二所示</p><p><b>　　圖二</b></p><p>　　則由圖1-3知, 取5構件為研究對象,列加速度矢量方程,得</p><p>　　ac= 　aB+ 　acBn+ 　a cB

18、τ</p><p>　　大小 ? √ √ ?</p><p>　　方向∥導軌 √ C→B ⊥BC</p><p>　　由其加速度多邊形如圖二所示,有</p><p>　　ac =p c·μa =4.55 m/s2</p><p>　　（2）曲柄位置“10”速度分析，加速度分析（列矢量

19、方程，畫速度圖，加速度圖）取曲柄位置“10”進行速度分析，其分析過程同曲柄位置“18”。取構件3和4的重合點A進行速度分析。列速度矢量方程，得</p><p>　　υA4=　υA3+　　υA4A3</p><p>　　大小 ? √ ?</p><p>　　方向 ⊥O4B ⊥O2A ∥O4B</p><p>　　取

20、速度極點P，速度比例尺µv=0.01(m/s)/mm，作速度多邊形如圖三。</p><p><b>　　圖三</b></p><p>　　Pb=P a4·O4B/ O4A= 65mm</p><p>　　則由圖三知，取5構件為研究對象，列速度矢量方程，得</p><p>　　υC5 = 　υB5+

21、　　υC5B5</p><p>　　大小 ? √ 　?</p><p>　　方向∥導軌(向右) ⊥O4B ⊥BC</p><p>　　其速度多邊形如圖1-4所示，有</p><p>　　υC=PC·μv=0.64 m/s</p><p>　　取曲柄位置“10”進行加速度分析,

22、取曲柄構件3和4的重合點A進行加速度分析.列加速度矢量方程,得</p><p>　　aA4= 　a A4n + a A4τ=　　　 a A3n + a A4A3k + a A4A3γ</p><p>　　大小 ? 　ω42lO4A ? √ 2ω4υA4 A3 ?</p><p>　　方向 ?

23、 B→A ⊥O4B A→O2 ⊥O4B（向左） ∥O4B（沿導路）取加速度極點為P＇,加速度比例尺μa=0.05（m/s2）/mm,作加速度多邊形圖四</p><p><b>　　圖四</b></p><p>　　則由圖四知， =ω42lO4A= 0.35m/s2 aA4A3K=2ω4υA4 A3= 0.975m/s2</p>

24、<p>　　aA3n=0.35 m/s2</p><p><b>　　用加速度影象法求得</b></p><p>　　a B = a A4 ×lO4B/lO4A=1.75 m/s2 </p><p>　　取5構件的研究對象，列加速度矢量方程，得</p><p>　　aC = 　aB+ 　aC

25、Bn+ 　aCBτ</p><p>　　大小 ? 　√ 　√ 　?</p><p>　　方向 ∥導軌 　√ C→B 　　⊥BC</p><p>　　其加速度多邊形如圖四所示，有</p><p>　　aC = pC·μa =1.825 m/s2</p><p>　?。?、機構動態(tài)靜力

26、分析</p><p>　　取“10”點為研究對象，分離5、6構件進行運動靜力分析，作,組示力體如圖五所示。</p><p><b>　　圖五</b></p><p>　　已知G6= 700N，又ac= 1.825m/s2,可以計算</p><p>　　Ｐi6=- （G6/g）×ac = -130.36N<

27、/p><p>　　作為多邊行如圖六所示，µN=100 N/mm。</p><p><b>　　圖六</b></p><p><b>　　由圖六</b></p><p>　　力多邊形可得： N45,N16</p><p>　　分離3，4構件進行運動靜力分析，桿組力體圖如圖

28、七所示，在圖中對</p><p>　　O4點取矩.如A1圖紙所示；</p><p>　　代入數(shù)據(jù)， 得N23=7945 N </p><p>　　對曲柄2進行運動靜力分析，作曲柄平衡力矩如A1圖紙所示。</p><p>　　取“18”點為研究對象，分離5、6構件進行運動靜力分析，作,組示力體如圖 所示。</p><

29、;p><b>　　圖 </b></p><p>　　已知G6=700N，又ac=4.55m/s2,可以計算</p><p>　　Ｐi6=- （G6/g）×ac = 325N</p><p>　　作為多邊行如圖 所示，µN= 100N/mm。</p><p><b>　　圖</b

30、></p><p><b>　　由圖</b></p><p>　　力多邊形可得： N45,N16</p><p>　　分離3，4構件進行運動靜力分析，桿組力體圖如圖七所示，在圖中，O4點取矩.如A1圖紙所示；</p><p>　　代入數(shù)據(jù)， 得N23= 8282N </p><p>

31、　　對曲柄2進行運動靜力分析，作曲柄平衡力矩如A1圖紙所示，</p><p>　　三、擺動滾子從動件盤形凸輪機構的設計（詳情見A2圖紙）</p><p>　?。ㄒ唬┮阎獥l件、要求及設計數(shù)據(jù)</p><p>　　1、已知：擺桿９為等加速等減速運動規(guī)律，其推程運動角Φ，遠休止角Φs，回程運動角Φ'，如圖8所示，擺桿長度lO9D，最大擺角ψmax，許用壓力角〔α〕

32、（見下表）；凸輪與曲柄共軸。</p><p>　　2、要求：確定凸輪機構的基本尺寸，選取滾子半徑ｒT，畫出凸輪實際廓線。</p><p><b>　　3、設計數(shù)據(jù)：</b></p><p><b>　?。ǘ┰O計過程</b></p><p>　　選取比例尺，作圖μl=1mm/mm。</p>

33、;<p>　　1、取任意一點O2為圓心，以作r0=45mm基圓；</p><p>　　2、再以O2為圓心，以lO2O9/μl=150mm為半徑作轉軸圓；</p><p>　　3、在轉軸圓上O2右下方任取一點O9;</p><p>　　4、以O9為圓心，以lOqD/μl=135mm為半徑畫弧與基圓交于D點。O9D即為擺動從動件推程起始位置，再以逆時針方向

34、旋轉并在轉軸圓上分別畫出推程、遠休、回程、近休，這四個階段。再以11.6°對推程段等分、11.6°對回程段等分（對應的角位移如下表所示），并用A進行標記，于是得到了轉軸圓山的一系列的點，這些點即為擺桿再反轉過程中依次占據(jù)的點，然后以各個位置為起始位置，把擺桿的相應位置</p><p>　　畫出來，這樣就得到了凸輪理論廓線上的一系列點的位置，再用光滑曲線把各個點連接起來即可得到凸輪的外輪廓。&l

35、t;/p><p>　　5、凸輪曲線上最小曲率半徑的確定及滾子半徑的選擇</p><p>　　（1）用圖解法確定凸輪理論廓線上的最小曲率半徑：先用目測法估計凸輪理論廓線上的的大致位置（可記為A點）；以A點位圓心，任選較小的半徑r 作圓交于廓線上的B、C點；分別以B、C為圓心，以同樣的半徑r畫圓，三個小圓分別交于D、E、F、G四個點處，如下圖9所示；過D、E兩點作直線，再過F、G兩點作直

36、線，兩直線交于O點，則O點近似為凸輪廓線上A點的曲率中心，曲率半徑；此次設計中，凸輪理論廓線的最小曲率半徑 。</p><p><b>　　圖9</b></p><p>　　（2）凸輪滾子半徑的選擇（rT）</p><p>　　凸輪滾子半徑的確定可從兩個方向考慮：幾何因素——應保證凸輪在各個點車的實際輪廓曲率半徑不小于 1~5mm。對于凸

37、輪的凸曲線處，</p><p>　　對于凸輪的凹輪廓線（這種情況可以不用考慮，因為它不會發(fā)生失真現(xiàn)象）；這次設計的輪廓曲線上，最小的理論曲率半徑所在之處恰為凸輪上的凸曲線，則應用公式：；力學因素——滾子的尺寸還受到其強度、結構的限制，不能做的太小，通常取及。綜合這兩方面的考慮，選擇滾子半徑為rT=15mm。</p><p>　　得到凸輪實際廓線，如圖10所示。</p><

38、;p><b>　　圖10</b></p><p><b>　　四、參考文獻</b></p><p>　　1、機械原理高中庸主編</p><p>　　2、理論力學Ⅰ/哈爾濱工業(yè)大學理論力學研究室編——六版——北京2002.8</p><p>　　3、機械原理課程設計指導書/羅洪田主編——北京19

39、86.10</p><p><b>　　五、心得體會</b></p><p>　　通過本次課程設計，加深了我對機械原理這門課程的理解，同時我也對機械運動學和動力學的分析與設計有了一個較完整的概念，培養(yǎng)了我的表達，歸納總結的能力。在設計過程中，我與同學們的交流協(xié)作，讓我深刻的感受到“團結就是力量”這句話的真實意義。一次實踐就有一次收獲，我很感謝學校能給我們這些機會體驗鍛