牛頭刨床機械原理課程設(shè)計說明書

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、設(shè)計題目與原始數(shù)據(jù) ………………………………………………………………1</p><p>　　二、牛頭刨床示意圖 ……………………………………………………………………1</p><p>　　三、導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計 ………………………………………………………………………2

2、</p><p>　　四、機構(gòu)的運動分析 ……………………………………………………………………3</p><p>　　五、機構(gòu)的動態(tài)靜力分析 ………………………………………………………………9</p><p>　　六、飛輪設(shè)計………………………………………………………………………………14</p><p>　　七、凸輪設(shè)計………………………

3、………………………………………………………15</p><p>　　八、齒輪設(shè)計………………………………………………………………………………17</p><p>　　九、解析法…………………………………………………………………………………19</p><p>　　1.導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計………………………………………………………………………………19</p>

4、<p>　　2.機構(gòu)的運動分析……………………………………………………………………………19</p><p>　　3.機構(gòu)的動態(tài)靜力分析………………………………………………………………………22</p><p>　　4.凸輪設(shè)計……………………………………………………………………………………23</p><p>　　十、本設(shè)計的思想體會 ………………………

5、…………………………………………27</p><p>　　十一、參考文獻……………………………………………………………………………36</p><p><b>　　一、設(shè)計題目與數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　1．題目</b></p><p>　　牛頭刨床的綜合設(shè)計與分析</p>

6、;<p><b>　　2．原始數(shù)據(jù)</b></p><p>　　刨頭的行程 H=600mm</p><p>　　行程速比系數(shù) K=1.8</p><p>　　機架長 LO2O3=370mm</p>&

7、lt;p>　　質(zhì)心與導(dǎo)桿的比值 LO3S4/LO3B=0.5</p><p>　　連桿與導(dǎo)桿的比值 LBF/LO3B=0.3</p><p>　　刨頭重心至F點距離 XS6=210mm</p><p>　　導(dǎo)桿的質(zhì)量 m4=20</p>

8、<p>　　刨頭的質(zhì)量 m6=52</p><p>　　導(dǎo)桿的轉(zhuǎn)動慣量 JS4=0.9</p><p>　　切割阻力 FC=1400N</p><p>　　切割阻力至O2的距離 YP=165mm</p><

9、p>　　構(gòu)件2的轉(zhuǎn)速 n2=80</p><p>　　許用速度不均勻系數(shù) [δ]=1/30</p><p>　　齒輪Z1、Z2的模數(shù) m12=16</p><p>　　小齒輪齒數(shù) Z1=18</p><p>　　大齒輪齒

10、數(shù) Z2=42</p><p>　　凸輪機構(gòu)的最大擺角 φmax=18º</p><p>　　凸輪的擺桿長 LO4C=130mm</p><p>　　凸輪的推程運動角 δ0=60º</p><p>　　凸

11、輪的遠休止角 δ01=10º</p><p>　　凸輪的回程運動角 δ0'=60º</p><p>　　凸輪機構(gòu)的機架長 Lo2o4=140mm</p><p>　　凸輪的基圓半徑 ro=50mm</p>&l

12、t;p>　　凸輪的滾子半徑 rr=15mm</p><p><b>　　二、牛頭刨床示意圖</b></p><p><b>　　圖1</b></p><p><b>　　三、導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　1、已知：行程速比系數(shù)

13、 K=1.8</p><p>　　刨頭的行程 H=600mm</p><p>　　機架長度 LO2O3=370mm</p><p>　　連桿與導(dǎo)桿的比 LBF/LO3B=0.3</p><p>　　2、各桿尺寸設(shè)

14、計如下</p><p><b>　　A、求導(dǎo)桿的擺角：</b></p><p>　　ψmax =180°×（K-1）/（K+1）=180°×（1.8-1）/（1.8+1）=51° </p><p>

15、;<b>　　B、求導(dǎo)桿長：</b></p><p>　　LO3B1=H/[2sin（ψmax/2）]=600/[2sin（51°/2）]=691.43mm </p><p><b>　　C、求曲柄長：</b></p><p>　　LO2A =LO2O3

16、×sin（ψmax/2）=370×sin25.5°=161mm </p><p><b>　　D、求連桿長</b></p><p>　　LBF=LO3B×LBF/LO3B=691.43×0.3=207.4mm

17、 </p><p>　　E、求導(dǎo)路中心到O3的距離</p><p>　　LO3M =LO3B-LDE/2=LO3B{1-[1-cos(ψmax/2)]/2}=658mm </p><p><b>　　F、取比例尺</b></p>

18、<p>　　μL=0.005m/mm </p><p>　　在A1圖紙中央畫機構(gòu)位置圖，大致圖形如下：</p><p><b>　　圖2</b></p><p><b>　　四、機構(gòu)的運動分析</b></p>&l

19、t;p>　　已知：曲柄轉(zhuǎn)速n2=80rpm</p><p>　　各構(gòu)件的重心： 構(gòu)件6的重心：XS6=210mm</p><p>　　第3點：A、速度分析</p><p><b>　　求VA3</b></p><p>　　VA3 =VA2=LO2Aπn/30=0.161×80π/30=1.34m/s

20、 </p><p><b>　　求VA4</b></p><p>　　= + </p><p>　　大小： ？ 1.34 ？</p><p>　　方向：⊥O3A ⊥O2A ∥O3A</p>&

21、lt;p>　　取μV=VA3/Pa3=0.02 在A1圖的左下方畫速度多邊形</p><p><b>　　求VB</b></p><p>　　用速度影像求VB=75×0.02=1.50m/s</p><p><b>　　求VF</b></p><p>　　=

22、+ </p><p>　　大?。?？ 1.50 ？</p><p>　　方向： 水平 ∥導(dǎo)路 ⊥BF</p><p><b>　　接著畫速度多邊形</b></p><p><b>　　由速度多邊形求得：</b></p><p

23、>　　VF=pfμV=72×0.02=1.44m/s </p><p><b>　　方向水平向右</b></p><p><b>　　求ω4</b></p><p>　　ω4=ω3=VA4/LO3A=2.17rad/S

24、 </p><p><b>　　求VA4A3</b></p><p>　　VA4A3= ×μV=42×0.02=0.84m/s </p><p>　　方向如速度圖A1 左下B 4’所示

25、 </p><p><b>　　B、加速度分析</b></p><p><b>　?、偾骯KA4A3</b></p><p>　　aKA4A3=2ω4VA4A3=2.19m/s2

26、 </p><p><b>　?、谇骯A3</b></p><p>　　aA3=aA2=ω22×LO2A=11.28m/s2 方向：A→O2 </p&

27、gt;<p><b>　?、矍骯nA4</b></p><p>　　anA4=ω23×LO3A=2.86m/s2 方向：A→O3 </p><p><b>　　④求aA4</b></p><p>　　+

28、 = + + </p><p>　　大小：2.86 ？ 11.28 2.19 ?</p><p>　　方向：A→O3 ⊥O3A √ ⊥O3A ∥O3A</p><p>　　取μa=aA3/pa3=0.11

29、 </p><p>　　在A1圖的左下方畫加速度多邊形 </p><p>　　大致圖形如A1圖C 4’</p><p>　　aA4=pa4×μa=3.74m/s2 </p><p><b>　?、萸骯B</b></p>&

30、lt;p>　　方向如A1圖C 4’所示</p><p>　　用加速度影像求aB=3.8m/s2 </p><p>　　= + + </p><p>　　大?。?？ 10.4 0.01

31、 ?</p><p>　　方向：水平 √ F→B ⊥BF</p><p><b>　　接著畫加速度多邊形</b></p><p>　　由加速度多邊形求得：aF=p’f’×μa=10.53m/s2 水平向右 </p&

32、gt;<p>　　第4點：A、速度分析</p><p><b>　　求VA3</b></p><p>　　VA3 =VA2=LO2Aπn/30=0.0927×80π/30=0.78m/S </p><p>　　= + </p><

33、p>　　大小： ？ 0.78 ？</p><p>　　方向：⊥O3A ⊥O2A ∥O3A</p><p>　　取μv=VA3/Pa3=0.015 在A1圖的左下方畫速度多邊形</p><p>　　大致圖形如A1圖B 5所示</p><p><b>　　求VB</

34、b></p><p>　　用速度影像求VB=3.74m/s;</p><p><b>　　求VF</b></p><p>　　= + </p><p>　　大?。?？ .1.275 ？</p><p>　　方向：水平 ∥

35、導(dǎo)路 ⊥BF </p><p>　　VF =pf μV=1.28m/s </p><p><b>　　求ω4 </b></p><p>　　ω4=ω3=VA4/LO3A=1.03rad/s

36、 </p><p><b>　　求VA4A3</b></p><p>　　VA4A3 = a3a4×μV=0.12m/s </p><p><b>　　B、加速度分析</b></p><p>

37、<b>　?、偾骯KA4A3</b></p><p>　　aKA4A3=2ω4VA4A3=0.3m/s2 </p><p><b>　　②求aA3</b></p><p>　　aA3=aA2=ω22×LO2A=6.5m/s2

38、 方向：A→O2 </p><p><b>　?、矍骯nA4</b></p><p>　　anA4=ω23×LO3A=0.77m/s2 方向：A→O3 </p><p><b>　　④求aA4</b></p>

39、<p>　　+ = + + </p><p>　　大小 0.79 ？ 6.5 0.3 ?</p><p>　　方向：A→O3 ⊥O3A √ 如圖6 ∥O3A</p><p>　　取μa=aA3/pa3=0.035 在A1圖的左下方畫加速度多

40、邊形 大致圖形如A1圖C5所示</p><p>　　aA4=pa4×μa=1.05m/ s2 </p><p><b>　　⑤求aB </b></p><p>　　用加速度影像求aB=44×0.035=1.54m/s2 方向如A1圖C 5所示 </p><p><b>　?、?/p>

41、求aF </b></p><p>　　= + + </p><p>　　大?。?？ 1.5 0.05 ?</p><p>　　方向：水平 √ F→B ⊥BF</p><p><b>　　接著畫加速度多邊形</b></p&

42、gt;<p><b>　　由加速度多邊形得：</b></p><p>　　aF=p′f′×μa=1.1m/s2 方向：水平向右 </p><p>　　第9點：A、速度分

43、析</p><p><b>　　求VA3</b></p><p>　　VA3 =VA2=LO2Aπn/30=0.0927×80π/30=0.78m/S </p><p><b>　　求VA4</b></p><p>　　= +

44、 </p><p>　　大小 ? 0.78 0</p><p>　　方向：⊥O3A ⊥O2A ∥O3A</p><p>　　取μV=VA3/Pa3=0.015 </p><p>　　在A1圖的左下方畫速度多邊形</p&

45、gt;<p>　　大致圖形如A1圖B 11所示</p><p><b>　　求VB</b></p><p>　　用速度影像求VB=66×0.015=0.99m/s</p><p><b>　　求VF</b></p><p>　　= +

46、 </p><p>　　大?。?? 0.99 ?</p><p>　　方向：水平 ∥導(dǎo)路 ⊥BF</p><p>　　VF=pfμV=0.98m/s 方向水平向左 </p><p><b>　　求ω4</b></p>

47、<p>　　ω4=ω3=VA4/LO3A=0.8rad/S 方向：順時針</p><p><b>　　求VA4A3</b></p><p>　　VA4A3=×μV=0.66m/s 方向如速度A1圖B 11所示 </p><p><b>　　B、加速度分析</b></

48、p><p><b>　?、偾骯KA4A3</b></p><p>　　aKA4A3 =2ω4VA4A3=2×0.8×0.66=1.0m/s2</p><p>　　方向如速度A1圖C 11所示 </p><p><b>　?、谇骯A3</b></p><p>

49、　　aA3=aA2=ω22×LO2A=6.5m/s2 方向：A→O2</p><p><b>　?、矍骯nA4</b></p><p>　　anA4 =ω23×LO3A=0.45m/s2 方向：A→O3</p><p>　　④求aA4

50、 圖8</p><p>　　+ = + + </p><p>　　大?。?.45 ？ 6.5 1.0 ?</p><p>　　方向：A→O3 ⊥O3A √ 如圖 ∥O3A</p><p&g

51、t;　　取μa=aA3/pa3 =0.05 </p><p>　　在A1圖的左下方畫加速度多邊形 大致圖形如該A1圖C 11所示</p><p>　　aA4= ×μa=5.5m/s2 </p><p&g

52、t;<b>　?、萸骯B</b></p><p>　　用加速度影像求aB=212×0.05=10.6m/s2 方向如A1圖C 11所示</p><p>　　⑥求aF </p><p>　　= + + &

53、lt;/p><p>　　大小： ？ 10.6 0.01 ?</p><p>　　方向：水平 √ F→B ⊥BF</p><p><b>　　接著畫加速度多邊形</b></p><p><b>　　由加速度多邊形得：</b></p>&

54、lt;p>　　aF= ×μa =10.6m/s2 方向：水平向左 </p><p>　　在A1圖紙左上角繪制刨頭的運動線圖。</p><p>　　大致圖形如A1圖左上D所示</p><p>　　五、機構(gòu)的動態(tài)靜力分析</p>

55、<p>　　已知:導(dǎo)桿的質(zhì)量 m4=16Kg</p><p>　　刨頭的質(zhì)量 m6=68Kg</p><p>　　(其余質(zhì)量忽略不計)</p><p>　　導(dǎo)桿繞重心的轉(zhuǎn)動慣量 JS4=1.6Kgm</p><p>　　切削阻力為常數(shù)大小為 FC=1600N&

56、lt;/p><p>　　1.確定慣性力、慣性力矩</p><p><b>　　第4點：</b></p><p>　　F16=-m6×aF=-68×1.1=-74.8N</p><p>　　F14=-m4×as=-16×0.77=-12.32N</p><p>　

57、　M14=-1.6×α4=-1.1Nm</p><p>　　h =M14/F14=1.1/12.32=0.09m</p><p><b>　　第9點：</b></p><p>　　F16=-m6×aF=-68×10.6=720.8N </p><p>　　F14=-m4×aS=-1

58、6×5.5=-88N </p><p>　　M14=-JS4×α4 =-7.79Nm</p><p>　　h =M14/F14=7.79/88=0.09m </p><p>　　將計算結(jié)果匯總在如下表中：</p><p>　　2.確定齒輪2的重量</p><p>　　查指導(dǎo)書得齒輪2的重量G2=50

59、0N </p><p>　　3.確定各運動副反力</p><p><b>　　第4點:</b></p><p>　　A、取構(gòu)件5、6為示力體</p><p>　　在機構(gòu)位置圖上方繪制示力體圖，如右：</p>&l

60、t;p>　　比例尺為：μL=0.005m/mm</p><p>　　大致圖形如圖10： </p><p>　　+ + + + =0</p><p>　　上式中只有FR45、FR76的大小未知</p><p><b>　　取力比例尺：&l

61、t;/b></p><p>　　μP=Fc/ab=20N/mm 在機構(gòu)位置圖下面畫力多邊形 大致圖形如A1圖H 5</p><p><b>　　求得：</b></p><p>　　FR45=de×μP=1680N </p><p>　　方向與力多邊形中的方向一致 </p><p

62、>　　FR76=ea×μP=32×20=640N方向：垂直導(dǎo)路向上</p><p><b>　　∑MF=0：</b></p><p>　　FC（LO2M-YP）+G6×XS6=FR76h76</p><p>　　h76=[Fc×(LO2M-YP)+G6×XS6]/R76 =0. 0206m

63、 </p><p>　　B、取構(gòu)件3、4為示力體</p><p>　　在機構(gòu)位置圖右側(cè)繪制示力體圖,比例尺為：μL=0.005m/mm 大致圖形如A1圖F 5</p><p>　　其平衡方程為： + + + + = 0 </p><p>　　∑MO3

64、=0 (確定FR23的大小)：</p><p>　　FR23h23+F14hp+G4h4=FR54h54</p><p>　　量得:hI4 =0.078m ；h4=0.002m； h54=0.223m</p><p>　　FR23=(FR54h54+F'14hP+G4h4)/h23=2580N </p><p>　　矢量式中FR74

65、的大小和方向未知 仍取力比例尺μP=20N/mm </p><p>　　接著畫力多邊形圖求得:</p><p>　　FR74=hd) ×μP=43×20=860N </p><p>　　方向與力多邊形中he的方向一致 </p><p>　　B、取構(gòu)件2

66、為示力體</p><p>　　在機構(gòu)位置圖右方繪示力體圖，比例尺為:μL=0.005m/mm </p><p>　　大致圖形如A1圖G 5 </p><p><b>　　其平衡方程為：</b></p><p>　　+ +

67、 + = 0</p><p>　　∑MO2=0 （確定Pb的大小）：</p><p>　　FR32h32=Pbrb</p><p>　　量得:h32=0.02m </p><p>　　算得:rb =0.06m

68、 </p><p>　　Pb=FR32h32/rb=860N </p><p>　　式中的R72大小和方向未知</p><p>　　仍然取力比例尺μP=20N/mm </p><p

69、>　　接著畫力多邊形圖，求得： </p><p>　　FR72=ij×μP=140×20=2800N </p><p>　　方向與為多邊形中ij的方向一致 </p><p><b>　　第9點:</b></p><p>　　A、取構(gòu)件5、6為示力體 </p><p>

70、　　在機構(gòu)位置圖上方繪制示力體圖, 如A1圖E 11所示： </p><p>　　比例尺為：μL=0.005m/mm </p><p>　　+ + + =0</p><p>　　上式中只有R45、R76的大小未知</p><p>　　取力比例尺：μP

71、=FI6/ab=15N/mm</p><p>　　在機構(gòu)位置圖下面畫力多邊形圖，大致圖形如A1圖H 11 </p><p><b>　　求得：</b></p><p>　　FR45=cd) ×μP=48×15=720N </p><p>　　方向與力多邊形中的方向一致

72、 </p><p>　　FR76=bd) ×μP=44.4×15=666N 方向：垂直導(dǎo)路向上</p><p><b>　　∑MF=0：</b></p><p>　　G6×XS6=FR76h76</p><p>　　h76=G6×XS6/FR76=0. 05

73、m </p><p>　　B、取構(gòu)件3、4為示力體</p><p>　　在機構(gòu)位置圖右側(cè)繪制示力體圖,比例尺為：μL=0.005m/mm 大致圖形如A1圖F 11</p><p><b>　　其平衡方程為：</b></p><p>　　+ + + + = 0</p><p&

74、gt;　　∑MO3=0 (確定FR23的大小)：</p><p>　　FR54h54+FI4hI4+G4h4=FR23L23</p><p>　　量得:hI4 =0.112m； h4=0.012m； h54=0.222m 圖15</p><p>　　FR23=(FR54h54+ P’14hP+G4h4)/LO3A=1155N <

75、/p><p>　　矢量式中FR74的大小和方向未知 仍取力比例尺μP=15N/mm</p><p>　　接著畫力多邊形圖,求得:</p><p>　　FR74=dg) ×μP=22×15=330N 方向與力多邊形中ef的方向一致</p><p>　　B、取構(gòu)件2為示力體</p><p>　　在

76、機構(gòu)位置圖右下方繪示力體圖 比例尺為:μL=0.005m/mm</p><p>　　大致圖形如A1圖G 11：</p><p><b>　　其平衡方程為：</b></p><p>　　+ + + = 0</p><p>　　∑MO2=0 （確定Pb的大小）：</p><p>

77、;　　FR32h32=Pbrb</p><p>　　量得:h32=0.15m </p><p>　　算得:rb =0.06m </p><p>　　Pb=FR32h32/rb=315N

78、 </p><p>　　仍然取力比例尺μP=15N/mm </p><p>　　接著畫力多邊形圖,求得：</p><p>　　FR72=hi) ×μP=122×20=2440N </p><p>　　方向與為多邊形中if的方向一致 </p><p&g

79、t;　　4、將各運動副反力匯總?cè)缦拢?lt;/p><p>　　5、計算平衡力偶矩并匯總?cè)缦拢?lt;/p><p>　　6、繪制平衡力偶矩曲線Mb-δ2</p><p>　　該曲線在A1圖的右上角</p><p>　　縱坐標比例尺：μMb=8Nm/mm </p><p>　　橫坐標比例尺：μδ2=2度/毫米 見A1圖 I

80、</p><p><b>　　六、飛輪設(shè)計</b></p><p>　　已知：許用速度不均勻系數(shù) [δ]=1/25</p><p>　　平衡力矩曲線 Mb-δ2</p><p><b>　　驅(qū)動力矩為常數(shù)</b></p><p>　　曲

81、柄的轉(zhuǎn)數(shù) n2=80rpm</p><p>　　飛輪裝在齒輪Z1的O1軸上</p><p>　　1、作等效阻力矩曲線Mr-δr</p><p>　　由于飛輪準備裝在Z1的O1軸上，</p><p>　　因此|Mr|=|Mb/i12|可由Mb-δ2曲線直接畫出Mr-δ1曲線（見A1圖I）。</p>&

82、lt;p>　　為了使圖形一樣，其比例尺選為：μMr=μMb/i12=2.4Nm/mm </p><p>　　2、求功曲線Wr-δ1</p><p>　　取極距H=50mm </p><p>　　圖解積分Mr-δ1得Wr-δ1曲線。</p><p>　　縱坐標比例尺為：μW =μM×

83、μδ×H×π/180°=2.4×6.2×50×π/180°=13.8J/mm </p><p>　　3、求功曲線Wd-δ1</p><p>　　根據(jù)一個穩(wěn)定運轉(zhuǎn)循環(huán)中能量變化為零，以及Md=常數(shù)的條件</p><p&

84、gt;　　可作出Wd-δ1曲線。比例尺仍為：μW=13.8J/mm</p><p>　　4、求驅(qū)動力矩曲線Md-δ1仍取極距H=50 mm</p><p>　　縱坐標比例尺為：μM=2.4Nm/mm </p><p>　　得驅(qū)動力矩：Md =h×μM=11×2.4=26.4Nm </p><p>　　5、確定最大盈

85、虧功為：[W]=20×13.8=276J </p><p>　　6、求飛輪的轉(zhuǎn)動慣量JF=900[W]/π2n2[δ]=(900×276×25)/(3.142 ×266.672)=8.9Kgm </p><p>　　7、確定飛輪尺寸b=4gJF/πD3Hγ&l

86、t;/p><p>　　材料用灰鑄鐵γ=7×104N/m3</p><p>　　取飛輪直徑 D=0.5m </p><p>　　取輪緣的高寬比為H/b=1.5 </p><p>　　b2=4gJF/πD3Hγ=(4×9.8×8.9)/(3.14×1.5b×0.53

87、×7×104)</p><p>　　b=0.0085m=8.5mm </p><p>　　H=1.5b=1.5×8.5=12.75mm </p><p><b>　　圖19</b></p>

88、<p>　　七、設(shè)計凸輪輪廓曲線</p><p>　　已知：推桿的運動規(guī)律為等加速等減速上升和等加速等減速下降,凸輪與曲柄共軸,順時凸輪機構(gòu)的最大擺角 φmax=15°</p><p>　　凸輪的擺桿長 LO4C=120mm</p><p>　　凸輪的推程運動角 δ

89、0=70°</p><p>　　凸輪的遠休止角 δ01=10°</p><p>　　凸輪的回程運動角 δ0'=70°</p><p>　　凸輪機構(gòu)的機架長 Lo2o4=136mm</p><p>　　凸輪的基圓半徑

90、 ro=50mm</p><p>　　凸輪的滾子半徑 rr=15mm</p><p>　　擺桿的角位移曲線以及凸輪輪廓曲線的設(shè)計已繪制在A2圖紙上.</p><p><b>　　圖20 </b></p><p>　　八、齒輪設(shè)計及繪制嚙合圖</p>

91、;<p>　　已知：齒輪1的尺數(shù)Z1=18</p><p>　　齒輪2的尺數(shù)Z2=60</p><p><b>　　模數(shù)m12=12</b></p><p><b>　　壓力角α=20°</b></p><p>　　齒頂高系數(shù)h*a=1</p><p>

92、;　　徑向間隙系數(shù)C*=0.25</p><p>　　1、列表計算集合尺寸</p><p>　　圖21 </p><p><b>　　九、解析法</b></p><p><b>　　1．導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　已知：（1）行程速

93、比系數(shù)K；</p><p>　　（2）刨頭和行程H；</p><p>　?。?）機架長LO2O3</p><p>　　（4）連桿與導(dǎo)桿的比LBF/LO3B</p><p>　　求解:(1)求導(dǎo)桿的擺角：ψmax=180°×（K-1）/（K+1）</p><p>　　(2)求導(dǎo)桿長：LO3B1=H/[

94、2sin（ψmax/2）]</p><p>　　(3)求曲柄長：LO2A=LO2O3×sin（ψmax/2）</p><p>　　(4)求連桿長：LBF=LO3B×LBF/LO3B</p><p>　　(5)求導(dǎo)路中心到O3的垂直距離LO3M：從受力情況（有較大的傳動角）出發(fā)，刨頭導(dǎo)路O3B線常取為通過B1B2 撓度DE的中點M.<

95、;/p><p>　　即： LO3M=LO3B-LDE/2</p><p>　　將上述已知條件和公式編入程序 見附錄</p><p>　　與圖解法比較，誤差在毫米以下。不用修改。</p><p><b>　　2．機構(gòu)運動分析</b></p><p>　　已知： (1)曲柄轉(zhuǎn)速ｎ2；</p

96、><p>　　(2)各構(gòu)件的長度。</p><p>　　求解：①、建立機構(gòu)的運動方程式</p><p>　　如圖所示：選定直角坐標系XOY。標出各桿的矢量和轉(zhuǎn)角。各構(gòu)件矢量所組成的封閉矢量</p><p>　　方程式為: 圖22</p>

97、<p>　　+ = a </p><p><b>　　b</b></p><p>　　其中令：Ll=LO2O3；Y=L03M；S=L03A；</p><p>　　將a式分別投影在x和y軸上得</p><p&g

98、t;　　L2cosF2=S cos F4 c</p><p>　　Ll+L2 sin F2=S sin F4 d</p><p><b>　　兩式相除則得</b>&

99、lt;/p><p>　　tgF4=(Ll+L2sinF2)／L2cosF2 (1)</p><p>　　在三角形A0203中</p><p>　　S2=LlLl+L2L2－2L1L2cos(90+F2) (2

100、)</p><p>　　將c d兩式對時間求導(dǎo)一次得</p><p>　?。璍2W2sinF2=－SW4sinF4+VrcosF4 e</p><p>　　L2W2cosF2=SW4cosF4+VrsinF4 f

101、</p><p>　　將坐標XOY繞O點轉(zhuǎn)F4角(也就是將e f兩式中的F2角F4角分別減去F4)，經(jīng)整理后可分別得到</p><p>　　Vr=－L2 W2sin(F2－F4) (3)</p><p>　　W4=［L2 W2 cos(F2-F4)］／S

102、 (4) </p><p>　　再將e f二式方別對時同求導(dǎo)一次后，同樣將</p><p>　　坐標XOY繞0點轉(zhuǎn)F4角(也就是將式中的F2角F4</p><p>　　角分別成去F4)，經(jīng)整理后可分別得到</p><p>　　ar=SW4W4－L2W2W2cos(F2－F4)

103、 (5)</p><p>　　ak=2 Vr W4 (6)</p><p>　　e4=－［2 Vr W 4+ L2W2W2sin(F2一F4) ］

104、 (7)</p><p>　　將b式分別投|影在x和y軸上得</p><p>　　X：L4 cos F4十L5 cos F5 (8)</p><p>　　Y：L4 sin F4十L5 sin F5

105、 (9)</p><p><b>　　由(9)式可直接得</b></p><p>　　sin F5=（Y－L4sinF4）／L5 （10）</p><p>　　對(9)式求導(dǎo)，一次可得</p><p>　?。璍4W4c

106、osF4=L5W5cosF5 </p><p><b>　　于是由g式可得</b></p><p>　　W5=(－L4W4cosF4)／L5cosF5 （11）</p><p>　　對g式求導(dǎo)一次經(jīng)整理可得</p><p>　　e5=（－L4

107、e4cosF4+L4W4 W4sinF4+L5W5W5sinF5)／L5cosF5 （12）</p><p>　　(8)式中的X是坐標值，要想得到F點的位移XF</p><p>　　應(yīng)該是XF=X－X0</p><p>　　XF=L4 cos F4+L5 cos F5</p><p>　　一(L4 cos F40+L

108、5 cos F50) （13）</p><p>　　式中F40 F50是導(dǎo)桿4處在左極限位置l時。</p><p>　　導(dǎo)桿4和連桿5與坐標的正向夾角</p><p>　　對（13）式求導(dǎo)一次可得：</p><p>　　VF=－L4W4sinF4－L5 W

109、5sinF5 （14）</p><p>　　對（14）式求導(dǎo)一次可得</p><p>　　aF=－L4cosF4W4W4－L4sinF4e4</p><p>　?。璍5cosF5 W5W5－L5sinF5e5

110、 (15)</p><p><b>　　角度的分析</b></p><p>　　關(guān)于F4和F5兩個角度的分析</p><p>　　當曲柄2運動到第一象限和第四象限時，導(dǎo)桿4在第一象限。此時得出的F4就是方位角。當曲柄2運動到第二象限和第三象限時導(dǎo)桿4是在第二象限，得出的F4是負值，所以方位角應(yīng)該是F4=180+F4由于計算機中只有反正切，由（

111、10）式是不能直接求出F5．因此要將其再轉(zhuǎn)換成反正切的形式F5=atn(－g／sqr(1—g*g)) （16）</p><p>　　式中g(shù)=sin F5==(Y－L4*sin F4) ／L5</p><p>　　無論曲柄2運動到第幾象限。連桿5都是在第二第三象限，由于在第二象限時F5是負值，在第三象限時

112、F5是正值，因此在轉(zhuǎn)換方位角時可以用一個公式來表示即：</p><p>　　F5=180+F5 （17）</p><p>　　開始計算是在左極限l的位置。因此F2的初</p><p>　　值應(yīng)該是： F2=Fq=195°(Fq為起始角)&l

113、t;/p><p>　　運行到8′時導(dǎo)桿處在右極限終止位置，因此F2的數(shù)值應(yīng)該是：</p><p>　　F2=FZ=345° (FZ為終止角)</p><p>　　編寫程序及運行結(jié)果見附錄：</p><p><b>　　結(jié)果分析： </b></p><p>　　上述結(jié)果與圖解法比較，除

114、加速度略有點誤差外其余各結(jié)果均無誤差。因此驗證了圖解法和解析法的運算結(jié)果都是正確的。加速度的誤差盡管很小但也進行了查找修正</p><p>　　3．機構(gòu)動態(tài)靜力分析</p><p>　　已知:(1)各構(gòu)件的質(zhì)量；</p><p>　　(2)導(dǎo)桿繞自身t心曲轉(zhuǎn)動慣量為J。l；</p><p>　　(3)切削阻力F．的變化規(guī)律；</p>

115、;<p>　　(4)齒輪2的重量G=500 N。</p><p><b>　　求解：</b></p><p>　　一、建立直角坐標系(與運動分析時的坐標相一致如圖23所示)</p><p>　　二、求出刨頭6和導(dǎo)桿4質(zhì)心點的加速度和導(dǎo)桿4的角加速度。 圖23</p><p>　　三、確定刨頭6和導(dǎo)桿4的

116、慣性力和導(dǎo)桿4的慣性力矩。</p><p>　　四、遠離原動件拆基本桿組建立機構(gòu)的力方程式．根據(jù)已知條件求出各運動副反力及加在原動件上的平衡力和平衡力矩。</p><p>　　1．取構(gòu)件5—6為示力體可得到方程式：</p><p>　　(在回程和工作行程的兩端0.05H處FC=0)</p><p><b>　　向X軸投影 <

117、;/b></p><p>　　R45×cos(f45)+P16－FC=0</p><p><b>　　向Y軸投影</b></p><p>　　R45×sin（f45）+R76－G6=0</p><p><b>　　向F點取距</b></p><p>

118、　　R76×h76=FC·(L02m－Y p)+G6*Xs6</p><p>　　2．取構(gòu)件3—4為示力體可得到方程式：</p><p>　　向O3點取矩求R23</p><p>　　R23LO3+P’14hP+G4h4=R54h54</p><p>　　3．取構(gòu)件2為示力體可得到方程式：</p><p

119、>　　源程序及運行結(jié)果見附錄</p><p><b>　　結(jié)果分析： </b></p><p>　　上述結(jié)果與圖解法比較，除某個運動副反力略有點誤差外其余各結(jié)果均無誤差。因此驗證了圖解法和解析法的運算結(jié)果都是正確的。力的誤差盡管很小但也進行了查找修正.</p><p>　　4．凸輪機構(gòu)的輪廓曲線設(shè)計</p><p

120、>　　已知(1)從動件8的運動規(guī)律及δ0、δ01、δ’</p><p>　　(2)從動件8的長度LO4C</p><p>　　(3)從動件的最大擺角φmax=16º</p><p>　　(4)從動件與凸輪的中心距LO2O4</p><p>　　(5)凸輪理論輪廓的基圓半徑r0</p><p><b

121、>　　(6)滾子半徑rr</b></p><p>　　(7)凸輪與曲柄共軸,順時針回轉(zhuǎn)</p><p><b>　　1.建立數(shù)學模型</b></p><p>　　選取XOY坐標系，B0點為凸輪起始點。開始時推桿滾子中心處于B0點處，當凸輪轉(zhuǎn)過δ角度時，推桿相應(yīng)地產(chǎn)生位移角φ。根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理,此時滾子中心應(yīng)處于B點，其直角坐標為

122、：</p><p>　　y = a sinδ－Lsin(δ－φ－φ0) a</p><p>　　x = a cosδ－Lcos(δ－φ－φ0) b</p><p>　　式中a為凸輪軸心O與擺動推桿軸心A之間的距離,L為擺動推桿的長度。在⊿OA0B0中</p><p>　　φ0=arc cos (a2＋L2－r20)/2aL

123、 c</p><p>　　a式和b式即為凸輪理論輪廓線的方程式。</p><p>　　凸輪的實際廓線與理論廓線的距離處處相等，為其理論廓線的等距曲線，且等于滾子半徑rr，故當已知理論廓線上任意一點B(x，y)時，只要沿理論廓線在該點的法線方向取距離為rr，即得實際廓線上得相應(yīng)點B’(X’,Y’)。由高等數(shù)學知，理論廓線B點處法線nn得斜率(與切線斜率互為負倒數(shù))，應(yīng)為：</p&

124、gt;<p>　　tgθ＝－dx/dy＝－(dx/dδ)/(dy/dδ) d</p><p>　　式中dx/dδ、dy/dδ可根據(jù)a式和b式求得：</p><p>　　dy/dδ＝a cosδ－Lcos(δ－φ－φ0)(1-dφ/dδ) e</p><p>　　dx/dδ＝－a sinδ＋Lcos(δ－φ－φ0)(1-dφ/dδ) f&

125、lt;/p><p><b>　　代入d式可求出θ。</b></p><p>　　此處應(yīng)注意：θ角在0°至360°之間變化，當式中分子分母均大于0時，θ角在0°至90°之間；分子分母均小于0時，θ角在180°至270°之間；如果dy/dδ<0，dx/dδ>0則θ角在90°至180°之

126、間；又如dy/dδ>0，dx/dδ<0，則θ角在270°至360°之間。</p><p>　　當求出θ角后，實際廓線上對應(yīng)B’(x’,y’)的坐標可由下式求出：</p><p>　　x’=x±rrcosθ g</p><p>　　y’=y±rrcosθ h</p><p>　　式

127、中“－”號為內(nèi)等距曲線，“＋”號為外等距曲線。g式和h式即為凸輪的實際輪廓線方程式。</p><p>　　在e式和f式中的φ即為給定的運動規(guī)律中的擺角推桿的角位移，dφ/dδ為φ對凸輪轉(zhuǎn)角δ的導(dǎo)數(shù)，根據(jù)給定的等加速等減速上升和等加速等減速返回的運動規(guī)律其公式如下：</p><p><b>　　1．推程</b></p><p>　　①推桿在等加速

128、運動階段的方程式(δ在0至δ0/2之間變化)</p><p>　　Φ=2Φmax(δ/δ0)2</p><p>　　dΦ/dδ=4Φmaxδ/δ02</p><p>　　②推桿在等減速運動階段的方程式(δ在δ0/2至δ0之間變化)</p><p>　　Φ＝Φmax－2Φmax(δ0－δ)2/δ02</p><p>