牛頭刨床械原理課程設計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一、概述</b></p><p><b>　　1、課程設計的題目</b></p><p>　　2.、課程設計的任務和目的</p><p><b>　　3、課程設計的要求</b><

2、/p><p><b>　　4、課程設計的數據</b></p><p>　　二、機構簡介與設計數據</p><p>　　三.課程設計的內容和步驟</p><p><b>　　§2.1、拆分桿組</b></p><p><b>　　§2.2、方案分析&l

3、t;/b></p><p>　　§2.3、程序編寫過程</p><p><b>　　§2.4、程序說明</b></p><p>　　§2.5、C語言編程及結果</p><p>　　§2.6、位移，速度，加速度圖</p><p><b>　　三

4、、小結</b></p><p><b>　　四、參考文獻</b></p><p><b>　　一、概述</b></p><p><b>　　1．課程設計的題目</b></p><p>　　此次課程設計的題目是：牛頭刨床的主傳動結構的設計.</p>&l

5、t;p>　　2．課程設計的任務和目的 </p><p><b>　　1）任務：</b></p><p>　　1 牛頭刨床的機構選型、運動方案的確定；</p><p>　　2 導桿機構進行運動分析；</p><p>　　3 導桿機構進行動態(tài)靜力分析；</p><p><b>　　4.

6、飛輪設計；</b></p><p><b>　　5.凸輪機構設計。</b></p><p>　　2）目的：機械原理課程設計是培養(yǎng)學生掌握機械系統(tǒng)運動方案設計能力的技術基礎課程，它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，進一步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

7、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>　　.3．課程設計的要求</p><p>　　牛頭刨床的主傳動的從動機構是刨頭，在設計主傳動機構時，要滿足所設計的機構要能使牛頭刨床正常的運轉，同時設計的主傳動機構的行程要有急回運動的

8、特性，以及很好的動力特性。盡量是設計的結構簡單，實用，能很好的 實現傳動功能。</p><p>　　二.機構簡介與設計數據</p><p><b>　　機構簡介</b></p><p>　　牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機床，如圖4-1。電動機經皮帶和齒輪傳動，帶動曲柄2和固結在其上的凸輪8。刨床工作時，由導桿機構2-3-4-5-6帶動刨頭6

9、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，以減少電動機容量和提高切削質量；刨頭左行時，刨刀不切削，稱空回行程，此時要求速度較高，以提高生產效率。為此刨床采用有急回作用的導桿機構。刨刀每切削完一次，利用空回行程的時間，凸輪8通過四桿機構1-9-10-11與棘輪帶動螺旋機構（圖中沒有畫出），使工作臺連同工件一次進級運動，以便刨刀繼續(xù)切削。刨頭在工作行程過程中，受到很大的切削阻力（在切削的前后各有一段

10、約0.05H的空刀距離，見圖4-1，b）而空回行程中則沒有切削阻力。因此刨頭在整個循環(huán)運動中，受力變化是很大的，這就影響了主軸的勻速運轉，故需安裝飛輪來減小主軸的速度波動，以提高切削質量和減少電動機容量。</p><p>　　設計數據 見表4-1</p><p><b>　　1）</b></p><p><b>　　2)選擇設計方案：

11、</b></p><p><b>　　方案特點：</b></p><p>　　1、結構簡單，制造方便，能承受較大的載荷；</p><p>　　2、具有急回作用，可滿足任意行程速比系數K的要求；</p><p>　　3、滑塊行程可以根據桿長任意調整；</p><p>　　4、機構傳動角恒

12、為90度，傳動性能好；</p><p>　　5、工作行程中，刨刀速度較慢，變化平緩符合切削要求；</p><p>　　6、機構運動鏈較長，傳動間隙較大；</p><p>　　7、中間移動副實現較難。 </p><p>　　三.課程設計的內容和步驟</p><p>　　1．導桿機構的設計及運動分析</p>

13、<p><b>　　1）導桿機構簡圖</b></p><p>　　2）導桿機構運動分析</p><p>　　a、曲柄位置“4”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“4”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ω2lO2A，方向垂直于O2 A線，指向與

14、ω2一致。</p><p>　　ω2=2πn2/60 rad/s=6.702064213rad/s</p><p>　　υA3=υA2=ω2·lO2A=6.702064213*0.09m/s=0.603185779m/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>　　υA

15、4=υA3+υA4A3</p><p>　　大小 ? √ ?</p><p>　　方向 ⊥O4A ⊥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1-2</p><p>　　則由圖1-2知， υA4=·μv=59.02

16、900342×0.01 =0.5902900342m/s</p><p>　　υA4A3=·μv=12.40594998×0.01=0.1240594998m/s</p><p>　　由速度影像定理求得，</p><p>　　υB5=υB4=υA4·O4B/ O4A=0.7824020877m/s</p><

17、;p>　　又 ω4=υA4/ lO4A=1.348969135rad/s</p><p>　　取5構件作為研究對象，列速度矢量方程，得 </p><p>　　υC5=υB5+υC5B5</p><p>　　大小 ? √ ?</p><p>　　方向 ∥XX ⊥O4

18、B ⊥BC</p><p>　　取速度極點P，速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm, </p><p>　　則由圖1-2知， υC5= ·μv=78.34986147×0.01 =0.7834986147m/s</p><p>　　υC5B5=·μv=4.14373305×0.01s=0.0414373305m/s&l

19、t;/p><p>　　ωCB=υC5B5/lCB=3.115841057 rad/s</p><p><b>　　b.加速度分析：</b></p><p>　　取曲柄位置“4”進行加速度分析。因構件2和3在A點處的轉動副相連，</p><p>　　故=,其大小等于ω22lO2A,方向由A指向O2。</p>&l

20、t;p>　　ω2=6.702064213rad/s, ==ω22·LO2A=6.7020642132×0.09 m/s2=4.042589824m/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 + aA4A3r</p>

21、<p>　　大小: ? ω42lO4A ? √ 2ω4υA4 A3 ?</p><p>　　方向： ? B→A ⊥O4B A→O2 ⊥O4B ∥O4B </p><p>　　取5構件為研究對象,列加速度矢量方程,得</p><p>　　ac5= aB5+ ac5B5n+ a c5B5τ

22、</p><p>　　大小 ? w42Lbo4 w52 Lbc ?</p><p>　　方向 ∥XX ∥a4 c→b ⊥BC</p><p>　　取加速度極點為P＇,加速度比例尺µa=0.01（m/s2）/mm,</p><p>　　作加速度多邊形如圖1-3所示.</p>

23、<p>　　則由圖1-3知, ω4=υA4/ lO4A=1.348969135rad/s</p><p>　　υC5B5=·μv=4.14373305×0.01s=0.0414373305m/s</p><p>　　w5 =ωCB=υC5B5/lCB=0.238145574 rad/s</p><p>　　aA4= aA3 =p&

24、#180;a4′·μa=93.85239724×0.01m/s=0.9385239724m/s2,</p><p>　　α4＇= aA4 / LO4A=2.144811952 rad/s2</p><p>　　用加速度影象法求得aB5 = aB4 =0.9385239724×290/218.79300965m/s2 =1.243970054 m/s2</

25、p><p>　　所以ac=0.01×(p’c’)=0.6588927108m/s2</p><p>　　總結4點的速度和加速度值以速度比例尺µ=(0.01m/s)/mm和加速度比例尺µa=(0.01m/s²)/mm用相對運動的圖解法作該兩個位置的速度多邊形和加速度多邊形如下圖1-2，1-3，并將其結果列入表格（1-2）</p><p&

26、gt;<b>　　表格 1-1</b></p><p>　　a、 曲柄位置“8′”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“8′”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ω2lO2A，方向垂直于O2 A線，指向與ω2一致。</p><p>　　ω2=2πn2/60

27、rad/s=6.702064213rad/s</p><p>　　υA3=υA2=ω2·lO2A=6.702064213×0.09m/s=0.603185779m/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>　　

28、大小 ? √ ?</p><p>　　方向 ⊥O4A ⊥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1-4</p><p>　　則由圖1-4知， υA4= pa4/μv =0.000000000m/s</p><p>　　υA4A

29、3= a3a4/μv =0.603185779m/s</p><p>　　由速度影像定理求得，</p><p>　　υB5=υB4=υA4·O4B/ O4A=0.000000000m/s</p><p>　　又 ω4=υA4/ lO4A=0.000000000rad/s</p><p>　　取5構件作為研究對象

30、，列速度矢量方程，得 </p><p><b>　　υC=υB+υCB</b></p><p>　　大小 ? √ ?</p><p>　　方向 ∥XX ⊥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1

31、-4。</p><p>　　則由圖1-4知， υC=0.000000000m/s </p><p>　　υCB=0.000000000m/s ωCB=υCB/lCB=0.000000000</p><p><b>　　b.加速度分析：</b></p><p>　　取曲柄位置“8′”

32、進行加速度分析。因構件2和3在A點處的轉動副相連，</p><p>　　故=,其大小等于ω22lO2A,方向由A指向O2。</p><p>　　ω2=6.702064213rad/s, ==ω22·LO2A=6.7020642132×0.09 m/s2=4.042589824m/s2</p><p>　　取3、4構件重合點A為研究對象，列加速度矢

33、量方程得：</p><p>　　aA4 = + aA4τ= aA3n + aA4A3K + aA4A3r</p><p>　　大小: ? 0 ? √ 0 ?</p><p>　　方向： ? B→A ⊥O4B A→O2 ⊥O4B ∥

34、O4B </p><p>　　取5構件為研究對象,列加速度矢量方程,得</p><p>　　ac5= aB5+ ac5B5n+ a c5B5τ</p><p>　　大小 ? √ √ ?</p><p>　　方向 ∥X ∥a4” C→B ⊥BC</p><p>　　

35、取加速度極點為P＇,加速度比例尺µa=0.1（m/s2）/mm,</p><p>　　作加速度多邊形如圖1-5所示.</p><p>　　則由圖1-5知, aA4= aA3 =p´a4′·μa=40.42589824×0.1m/s=4.042589824m/s2,</p><p>　　α4＇= / LO4A=1.48 ra

36、d/s2</p><p><b>　　用加速度影象法求得</b></p><p>　　aB5 = aB4 =4.042589824×290/169.11534525m/s2 =6.932257079m/s2</p><p>　　又 aBCn=b′c′×μa =2.87665665m∕s2</p

37、><p>　　ac=p〃c〃×ua=-6.59908806 m/s2</p><p>　　總結8′速度和加速度值以速度比例尺µ=(0.01m/s)/mm和加速度比例尺µa=(0.01m/s²)/mm用相對運動的圖解法作該兩個位置的速度多邊形和加速度多邊形如下圖1-4，1-5，并將其結果列入表格（1-2）</p><p><b

38、>　　表格 1-1</b></p><p>　　2. 機構動態(tài)靜力分析</p><p>　　取“8‘”點為研究對象，分離5、6構件進行運動靜力分析，作阻力體如圖1─6所示，μｌ=10N/mm。</p><p><b>　　圖1—6</b></p><p>　　已知P=0，G6=800N，又ac=-6.5

39、9908806m/s2,那么我們可以計算</p><p>　　FI6=-G6/g×ac =-800/10×-6.59908806=527.9270448N</p><p>　　Fi6 + + Fr45 + Fr16 = 0</p><p>　　方向: 水平 豎直 ∥BC 豎直</p><p>　　大小

40、 √ √ ? ?</p><p>　　作為多邊行如圖1-7所示，µN=10N/mm。</p><p>　　由圖1-7力多邊形可得：</p><p>　　FR45=F45·µN=52.87581038×10N=528.7581038N</p><p>　　已知： FR54=FR4

41、5=528.7581038N，G4=220N</p><p>　　aS4=aA4·lO4S4/lO4A=4.042589824×290/169.11534525×2m/s2=3.46612854m/s2</p><p>　　由此可得： FS4=M4×-aS4=-76.25482788N</p><p>　　As4’

42、= aA4/ 0.29=13.93996491rad/s2 </p><p>　　M=-JS4×As4’=-16.72795789J</p><p>　　在圖1-8中，對O4點取矩得：</p><p>　　ΣM O4=-FR54×L54-Fs4×hs4-G4×hG－M-FR34·lO4A=0</p>

43、<p>　　-528.7581038*0.5512570182-13.96292913×0.28690951968-220×</p><p>　　0.07457142857-16.72795789+ FR34·×0.29=0</p><p>　　代入數據，得FR34=1133.177173N </p><p>　　

44、力比例尺µN=10N/mm</p><p>　　又 ΣF= Fr54 +Fi4 +G4 + Fr23 + F14n+F14τ=0,作力的多邊形如圖1-9所示，Fr23= FR34=1133.177173N</p><p>　　Fr54 +Fi4 +G4 + Fr23 + F14n+F14τ= 0</p><p>　　方向:∥BC √ 豎直 ⊥AB

45、 ∥AB ⊥AB</p><p>　　大小:√ √ √ √ ? ?</p><p>　　F14τ=F14τF14n·µN=49.77136044×10N=497.7136044N</p><p>　　F14n= FR54F14n·µN=4.72419645×10 N=47.24

46、19645N</p><p>　　對曲柄分析，共受2個力，分別為R32,R12和一個力偶M，由于滑塊3為二力桿，所以R32= R34，方向相反，因為曲柄2只受兩個力和一個力偶，所以FR12與FR32等大反力，由此可以求得:</p><p>　　Fr32lsinθ2×h12-M=0</p><p><b>　　示意圖如圖所示：</b>&