牛頭刨床設計機械原理課程設計

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文檔簡介

1、　　機械原理課程設計　　—— 說明書　　題目：牛頭刨床　　目錄　　第1章<

2、/b>　　1.1設計題目…………………………………. ………………………3　　1.2機構簡介…………………………………………………...……….3　　1.3設計任務……………………………………………………….…..4　　第2章&

3、lt;/p>　　2.1電動機的選擇……………………………………………….….….5　　2.2齒輪變速裝置設計…………….……………………….………….5　　2.3導桿機構尺寸設計……….……………………………….….……6　　2.4機構的運動分析……….……………………………….………

4、….7　　2.5機構的動態(tài)靜力分析….……………………………………..……16　　2.6速度波動的調節(jié)與飛輪設計………………………………………19　　第3章　　3.1體會心得……………………………………………………….....22&l

5、t;/p>　　參考文獻….…………………………………………..………………..23　　第1章　　1.1設計題目　　牛頭刨床<

6、b>　　1.2機構簡介　　牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機床，如圖1-1 a。電動機經一級帶傳動和二級齒輪傳動驅動執(zhí)行機構，使刨頭6和刨刀7作往復直線運動。刨頭右行時，刨刀進行切削加工，稱為工作行程，要求速度較低并且均勻。刨頭左行時，刨刀不進行切削，稱為空回行程，要求速度快以節(jié)省時間。因此刨頭在整個運動循環(huán)中受力變化大，對主軸（曲柄2）勻速運轉有很大影響，故需安裝飛輪

7、來減小主軸的速度波動，以提高切削質量和減小電動機功率。同時，要求刨刀不進行切削的過程中，工件隨工作臺實現(xiàn)自動進給運動。　　圖1-1　　1.3設計任務　　電動機的選擇；<p

8、>　　設計齒輪變速裝置；　　設計導桿機構；　　設計刨程及其位置的調節(jié)方法；　　機構運動分析；　　機構的動態(tài)靜力分析；<p&

9、gt;　　速度波動的調節(jié)與飛輪設計。　　圖1-2　　第2章　　2.1電動機的選擇　　電動機轉速選擇1440r.p.m

10、　　2.2齒輪變速裝置設計　　如圖1-2　　……………………………………[2-1]　　* 式中i——轉速比　　n——轉速　　z——齒數&

11、lt;/b>　　…………………………………………[2-2]　　…………………………………………[2-3]　　聯(lián)立以上各式，并令=24，可選取z1=50,z2=50,z3=150,z4=55,z5=78　　可得各齒輪數據</

12、p>　　2.3導桿機構尺寸設計　　如圖2-1，θ=180°×（k-1）/(k+1) …………………………[2-4]　　* 式中k——行程速比系數，k=1.8　　O2B=O2O4×sin(θ/ 2) …………………………….…….…..[2-5]</p

13、>　　* 式中θ——極位夾角　　O2B——曲柄長　　O4E=D`E/tan(θ/ 2) ……….………………………………...[2-6]　　* 式中D`E——左極限時D點距中間距離，D`E=300mm　　由

14、以上各式，解得： θ=51.4°　　O2B=151.8mm　　O4E=623.4mm　　圖2-1　　2.4機構的運動分析　　2.4.1 位移分析<p

15、>　　...…………..[2-7]　　* 式中——O4到5號桿距離　　根據函數解析式，作周期內5號桿位移圖象，如圖2-2。　　圖2-2　　2.4.2速度分析<p

16、>　　3位置速度分析　　因構件1和2在B處的轉動副相連，故υB2=υB1，其大小等于ω1*AB，方向垂直于AB線，指向與ω1一致。 　　υB2=υB1=ω1·AB=0.95m/s ……………………………………………………..[2-8]　　取構件2和3的重合點B

17、進行速度分析。列速度矢量方程，得　　υB3 = υB2 + υB3B2.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。.。。。[2-9]　　大小 ? √ ?　　方向 ?

18、 ⊥AB ∥BC　　取構件3的B、C兩點進行速度分析。列速度矢量方程，得　　υB3 = υC3 + υB3C3。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。[2-10]　　大小 ?

19、 ? ?　　方向 ? ∥BC ⊥BC　　取構件3的D、C兩點進行速度分析。列速度矢量方程，得　　υD3 = υC3 + υD3C3。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

20、。。。。。。[2-11]　　大小 ? ? ?　　方向水平 ∥BC ⊥BC　　比例關系有：　　υBC=ω3·BC<p

21、>　　υDC=ω3·DC　　取速度極點P，速度比例尺µv=0.016(m/s)/mm ,作速度多邊形如圖2-3　　圖2-3　　8位置速度分析<p

22、>　　因構件1和2在B處的轉動副相連，故υB2=υB1，其大小等于ω1*AB，方向垂直于AB線，指向與ω1一致。　　速度矢量方程及比列關系同上；　　取速度極點P，速度比例尺µv=0.016(m/s)/mm ,作速度多邊形如圖2-4　　圖2-4

23、;　　求的數據，填入三線表中：　　表2-1　　得速度曲線　　2.4.3加速度分析　　對3點的加速度分析如下：　　取加速度極點為p&#

24、39;,加速度比例尺µa=0.1（m/s2）/mm,　　作加速度多邊形如圖2-5所示.則由圖2-5知 　　圖2-5　　aB3 = aB2 + aB3B2r + aB3B2c……………….…[2-12]</p&

25、gt;　　方向？ B→A ∥3桿 ⊥3桿　　大小？ lABω１２　　　？　　　　２ω３ＶB2B3　　aB3 = ac3 + aB3C3n + aB3C3t……………….…[2-13]

26、　方向？？ ∥3桿 ⊥3桿　　大小？？ lBCω3２ lBCα　　aC3 = aC4 + aC3C4r + aC3C4c……………….…[2-14]　　方向

27、？ 0 ∥3桿 ⊥3桿　　大小？ 0 ？２ω3ＶC3C4　　aB3 = aD3 + aB3D3t + aB3D3n…………………[2-15]　　方向？

28、 //5桿 ⊥3桿 ∥3桿　　大小？？ - lBDα lBDω3２　　由于==6.0m/s2　　aB3B2c =２ω３ＶB2B3=1.89m/s2　　=lBC=1.62m/s2

29、　　=2=0.66m/s2 　　= lBDω3２=0.64m/s2已知，　　由以上各式聯(lián)立計算可得：　　α=1.89rad/s2　　=0.54m/s2　　由以上得出的數據結

30、合下列等式　　aB2 + aB3B2r + aB3B2c = aD3 + aB3D3t + aB3D3n………[2-16]　　B→A ∥3桿 ⊥3桿 //5桿 ⊥3桿 ∥3桿　　lABω１

31、２　　??？　　　２ω３ＶB2B3 ？ - lBDα lBDω3２　　aB2 + aB3B2r + aB3B2c = aS3 + aB3S3t + aB3S3n……...…[2-17]　　B→A ∥3桿 ⊥3桿

32、？ ⊥3桿 ∥3桿　　lABω１２　??？　　　　２ω３ＶB2B3 ？ lBDα lBSω3２　　可得到：　　aB3B2r=5.98m/s2 方向為沿3桿向上<p

33、>　　aS3⊥3桿=0.08m/s2 　　aS3∥3桿=0.9639m/s2　　對8點的加速度分析如下：　　aB3 = aB2 + aB3B2r + aB3B2c………………[2-18]　　方向

34、？ B→A ∥3桿 ⊥3桿　　大小？ lABω１２　　??？　　　２ω３ＶB2B3　　aB3 = ac3 + aB3C3n + aB3C3t…………….…[2-19]　　方向？

35、？ ∥3桿 ⊥3桿　　大小？？ lBCω3２ lBCα　　aC3 = aC4 + aC3C4r + aC3C4c………………[2-20]　　方向？

36、 0 ∥3桿 ⊥3桿　　大小？ 0 ？２ω3ＶC3C4　　aB3 = aD3 + aB3D3t + aB3D3n……………..[2-21]　　方

37、向？ //5桿 ⊥3桿 ∥3桿　　大小？？ - lBDα lBDω3２　　由于==6.0m/s2　　aB3B2c =２ω３ＶB2B3=0.4871m/s2　　=lBC=0

38、.312m/s2 　　=2=0.503m/s2 　　= lBDω3２=0.041m/s2已知　　由以上各式聯(lián)立計算可得：　　α=22.328rad/s2　　=16.179m/s2　　由以上

39、得出的數據結合下列等式　　aB2 + aB3B2r + aB3B2c = aD3 + aB3D3t + aB3D3n………[2-22]　　B→A ∥3桿 ⊥3桿 //5桿 ⊥3桿 ∥3桿<p

40、>　　lABω１２　　??？　　　　２ω３ＶB2B3 ？ - lBDα lBDω3２　　aB2 + aB3B2r + aB3B2c = aS3 + aB3S3t + aB3S3n…….…[2-23]　　B→A ∥3

41、桿 ⊥3桿？ ⊥3桿 ∥3桿　　lABω１２　　?。俊　　?２ω３ＶB2B3 ？ lBDα lBSω3２　　可得到： 　　aB3B2r=7.6m/s2 方向為沿3桿向上<p

42、>　　aS3⊥3桿=7.957m/s2 （方向垂直于3桿向右） 　　aS3∥3桿=6.81m/s2（方向平行于3桿向下）　　對右極限點的加速度分析如下：　　aB3 = aB2 + aB3B2r + aB3B2c…………………[2-24]<

43、;/p>　　方向？ B→A ∥3桿 ⊥3桿　　大小？ lABω１２　？　　　２ω３ＶB2B3　　aB3 = ac3 + aB3C3n + aB3C3t………………[2-25]

44、　　方向？？ ∥3桿 ⊥3桿　　大小？？ lBCω3２ lBCα　　aC3 = aC4 + aC3C4r + aC3C4c………………[2-26]&

45、lt;p>　　方向？ 0 ∥3桿 ⊥3桿　　大小？ 0 ？２ω3ＶC3C4　　aB3 = aD3 + aB3D3t + aB3D3n……………[2-27]</p&g

46、t;　　方向？ //5桿 ⊥3桿 ∥3桿　　大小？？ - lBDα lBDω3２　　由于==6.0m/s2　　aB3B2c =6.0m/s2 =0m/s2

47、 =0m/s2 　　= lBDω3２=0m/s2已知　　由以上各式聯(lián)立計算可得：　　α=19.05rad/s2　　=14.5897m/s2　　由以上得出的數據結合下列等式　　aB2

48、 + aB3B2r + aB3B2c = aD3 + aB3D3t + aB3D3n…………[2-28]　　B→A ∥3桿 ⊥3桿 //5桿 ⊥3桿 ∥3桿　　lABω１２　　　？　　２ω３ＶB2B3

49、？ - lBDα lBDω3２　　aB2 + aB3B2r + aB3B2c = aS3 + aB3S3t + aB3S3n……..…[2-29]　　B→A ∥3桿 ⊥3桿？ ⊥3桿 ∥3

50、桿　　lABω１２　　　？　　　２ω３ＶB2B3 ？ lBDα lBSω3２　　可得到：　　aB3B2r=6.35 m/s2 方向為沿3桿向下　　aS3⊥3桿=6.82m/s2 （

51、方向垂直于3桿向左） 　　aS3∥3桿=6.3275m/s2（方向平行于3桿向下）　　得加速度曲線　　圖2-6　　2.5機構的動態(tài)靜力分析　　機

52、構受力分析：如圖2-7所示　　3位置受力圖　　圖2-7　　8位置受力圖　　圖2-8<p&g

53、t;　　圖2-9　　右極限受力分析　　……………………………………[2-30]　　* ΣF——5號桿所受合力　　Fr——工作阻力&l

54、t;p>　　Fx=0, -F35sinθ-F35y cosθ+Fs5-Fr=0　　Fy=0, -F35xcosθ+F35y sinθ-G5+N=0　　Fix=as3x*m3……………………………………….…………………[2-31]　　Fiy=as3y*m3……………………………………….…………………[2-

55、32]　　ΣFx=-F53X+F23 cosθ-FIX-F43 cosθ=0…………….…………………[2-33]　　* ΣFx———3號桿垂直于桿方向所受合力　　ΣFY=F43 sinθ+FIY-F23 sinθ-F53Y-G3=0………….…………………[2-34]

56、;　　* ΣFy———3號桿平行于桿方向所受合力　　∑MS=-F53y*DE+F53X*CE—0.5G5g*CE*tanθ—0.5F23*CE/cosθ-Fsx*DE..[2-35]　　* ∑MS———3號桿在O4點位置所受合力矩　　各點已知數據：

57、　　表2-2　　帶入以上數據解得　　表2-3　　2.6速度波動的調節(jié)與飛輪設計　　各組員數據如下：

58、　　表2-4　　可得阻力矩圖像如圖2-10　　圖2-10　　…………………………………[2-36]　　* M——各點瞬時驅動力矩

59、　　——平均驅動力矩　　T——周期，T=1s　　ΔWmax=Emax-Emin=…[2-37]　　* Med——作盈功時驅動力矩　　Mer——作虧功時驅動力矩　　求得：=3

60、40.875Nm　　則平均驅動力矩的圖像為　　圖2-11　　綜合驅動力矩圖和阻力矩圖，可得能量指示圖 　　圖2-12　　計算得最大盈虧

61、功：　　ΔWmax=1249.367J　　JF ≥ 900ΔWmax/(π2n2[δ]) …………………[2-38]　　Jf≥1265.87kgm2　　第3章<b&g

62、t;　　3.1總結　　通過為期兩周的機械原理課程設計，第一次嘗試使用機械方面的知識設計一個物品，走了不少彎路，同時也學了不少知識。　　書到用時方恨少，這是我深深的體會。雖然剛剛結束機械原理的課程，但脫離了一個個題目，突然要解決實際問題，一開始總是不知所措的。通過查閱以前的課本，也找了不少資料，再與同學學習討論問題，思路也逐漸成形，才使

63、這次課程設計能順利完成。　　六個人一組，每人計算三個點的數據，讓我知道了團隊內，既要有對全隊的責任感，又要有對其他人的信任，同時還要學會互幫互助，相互解決問題發(fā)揮長處。　　總而言之，我認為我們的當務之急是要掌握扎實的專業(yè)知識和技能，才能在這樣的實踐中游刃有余。我想我會在今后更加努力的學習，從會用專業(yè)知識解題轉變到會用專業(yè)知識做事。

64、　　參考文獻　　[1] 吳克堅 . 機械原理[M] . 高等教育出版社　　[2] 曲繼方 . 機械原理課程設計[M] . 機械工業(yè)出版社　　[3] 華大年 . 機構分析與設計[M] . 紡織工業(yè)出版社　　[4] 鄒慧

65、君 . 機械運動方案設計手冊[M] . 上海交通大學出版社　　[5] 于運滿 . 精密間歇運動[M] . 機械工業(yè)出版社　　[6] 余躍慶 . 現(xiàn)代機械動力學[M] . 北京工業(yè)大學出版社　　[7] 申永林 . 機械原理教程[M] . 清華大學出版社　　[8] 郁明山 .

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