牛頭刨床設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　—— 說明書</b></p><p><b>　　題目：牛頭刨床</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章<

2、/b></p><p>　　1.1設(shè)計(jì)題目…………………………………. ………………………3</p><p>　　1.2機(jī)構(gòu)簡介…………………………………………………...……….3</p><p>　　1.3設(shè)計(jì)任務(wù)……………………………………………………….…..4</p><p><b>　　第2章</b>&

3、lt;/p><p>　　2.1電動(dòng)機(jī)的選擇……………………………………………….….….5</p><p>　　2.2齒輪變速裝置設(shè)計(jì)…………….……………………….………….5</p><p>　　2.3導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)……….……………………………….….……6</p><p>　　2.4機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析……….……………………………….………

4、….7</p><p>　　2.5機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析….……………………………………..……16</p><p>　　2.6速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)與飛輪設(shè)計(jì)………………………………………19</p><p><b>　　第3章</b></p><p>　　3.1體會(huì)心得……………………………………………………….....22&l

5、t;/p><p>　　參考文獻(xiàn)….…………………………………………..………………..23</p><p><b>　　第1章</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)題目</b></p><p><b>　　牛頭刨床</b></p><p><

6、b>　　1.2機(jī)構(gòu)簡介</b></p><p>　　牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機(jī)床，如圖1-1 a。電動(dòng)機(jī)經(jīng)一級(jí)帶傳動(dòng)和二級(jí)齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使刨頭6和刨刀7作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。刨頭右行時(shí)，刨刀進(jìn)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(shí)，刨刀不進(jìn)行切削，稱為空回行程，要求速度快以節(jié)省時(shí)間。因此刨頭在整個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中受力變化大，對(duì)主軸（曲柄2）勻速運(yùn)轉(zhuǎn)有很大影響，故需安裝飛輪

7、來減小主軸的速度波動(dòng)，以提高切削質(zhì)量和減小電動(dòng)機(jī)功率。同時(shí)，要求刨刀不進(jìn)行切削的過程中，工件隨工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　圖1-1</b></p><p><b>　　1.3設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)的選擇；</b></p><p

8、><b>　　設(shè)計(jì)齒輪變速裝置；</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)；</b></p><p>　　設(shè)計(jì)刨程及其位置的調(diào)節(jié)方法；</p><p><b>　　機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析；</b></p><p>　　機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析；</p><p&

9、gt;　　速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)與飛輪設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　圖1-2</b></p><p><b>　　第2章</b></p><p><b>　　2.1電動(dòng)機(jī)的選擇</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速選擇1440r.p.m</p><p>

10、　　2.2齒輪變速裝置設(shè)計(jì)</p><p><b>　　如圖1-2</b></p><p>　　……………………………………[2-1]</p><p>　　* 式中i——轉(zhuǎn)速比</p><p><b>　　n——轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>　　z——齒數(shù)&

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

12、p><p>　　2.3導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)</p><p>　　如圖2-1，θ=180°×（k-1）/(k+1) …………………………[2-4]</p><p>　　* 式中k——行程速比系數(shù)，k=1.8</p><p>　　O2B=O2O4×sin(θ/ 2) …………………………….…….…..[2-5]</p

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

14、以上各式，解得： θ=51.4°</p><p>　　O2B=151.8mm</p><p>　　O4E=623.4mm</p><p><b>　　圖2-1</b></p><p>　　2.4機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析</p><p>　　2.4.1 位移分析</p><p

15、>　　...…………..[2-7]</p><p>　　* 式中——O4到5號(hào)桿距離</p><p>　　根據(jù)函數(shù)解析式，作周期內(nèi)5號(hào)桿位移圖象，如圖2-2。</p><p><b>　　圖2-2</b></p><p><b>　　2.4.2速度分析</b></p><p

16、><b>　　3位置速度分析</b></p><p>　　因構(gòu)件1和2在B處的轉(zhuǎn)動(dòng)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。 </p><p>　　υB2=υB1=ω1·AB=0.95m/s ……………………………………………………..[2-8]</p><p>　　取構(gòu)件2和3的重合點(diǎn)B

17、進(jìn)行速度分析。列速度矢量方程，得</p><p>　　υB3 = υB2 + υB3B2.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。.。。。[2-9]</p><p>　　大小 ? √ ?</p><p>　　方向 ?

18、 ⊥AB ∥BC</p><p>　　取構(gòu)件3的B、C兩點(diǎn)進(jìn)行速度分析。列速度矢量方程，得</p><p>　　υB3 = υC3 + υB3C3。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。[2-10]</p><p>　　大小 ?

19、 ? ?</p><p>　　方向 ? ∥BC ⊥BC</p><p>　　取構(gòu)件3的D、C兩點(diǎn)進(jìn)行速度分析。列速度矢量方程，得</p><p>　　υD3 = υC3 + υD3C3。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

20、。。。。。。[2-11]</p><p>　　大小 ? ? ?</p><p>　　方向 水平 ∥BC ⊥BC</p><p><b>　　比例關(guān)系有：</b></p><p><b>　　υBC=ω3·BC</b></p><p

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

22、>　　因構(gòu)件1和2在B處的轉(zhuǎn)動(dòng)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。</p><p>　　速度矢量方程及比列關(guān)系同上；</p><p>　　取速度極點(diǎn)P，速度比例尺µv=0.016(m/s)/mm ,作速度多邊形如圖2-4</p><p><b>　　圖2-4</b></p>

23、;<p>　　求的數(shù)據(jù)，填入三線表中：</p><p><b>　　表2-1</b></p><p><b>　　得速度曲線</b></p><p>　　2.4.3加速度分析</p><p>　　對(duì)3點(diǎn)的加速度分析如下：</p><p>　　取加速度極點(diǎn)為p&#

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

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

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

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

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

29、<p>　　=2=0.66m/s2 </p><p>　　= lBDω3２=0.64m/s2已知，</p><p>　　由以上各式聯(lián)立計(jì)算可得：</p><p>　　α=1.89rad/s2</p><p><b>　　=0.54m/s2</b></p><p>　　由以上得出的數(shù)據(jù)結(jié)

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

31、２　　?。俊　　。拨兀常諦2B3 ？ - lBDα lBDω3２</p><p>　　aB2 + aB3B2r + aB3B2c = aS3 + aB3S3t + aB3S3n……...…[2-17]</p><p>　　B→A ∥3桿 ⊥3桿

32、 ？ ⊥3桿 ∥3桿</p><p>　　lABω１２　?。俊　　　?２ω３ＶB2B3 ？ lBDα lBSω3２</p><p><b>　　可得到：</b></p><p>　　aB3B2r=5.98m/s2 方向?yàn)檠?桿向上</p><p

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

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

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

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

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

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

39、得出的數(shù)據(jù)結(jié)合下列等式</p><p>　　aB2 + aB3B2r + aB3B2c = aD3 + aB3D3t + aB3D3n………[2-22]</p><p>　　B→A ∥3桿 ⊥3桿 //5桿 ⊥3桿 ∥3桿</p><p

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

41、桿 ⊥3桿 ？ ⊥3桿 ∥3桿</p><p>　　lABω１２　　　？　　　 ２ω３ＶB2B3 ？ lBDα lBSω3２</p><p>　　可得到： </p><p>　　aB3B2r=7.6m/s2 方向?yàn)檠?桿向上</p><p

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

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

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

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

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

47、 =0m/s2 </p><p>　　= lBDω3２=0m/s2已知</p><p>　　由以上各式聯(lián)立計(jì)算可得：</p><p>　　α=19.05rad/s2</p><p>　　=14.5897m/s2</p><p>　　由以上得出的數(shù)據(jù)結(jié)合下列等式</p><p>　　aB2

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

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

50、桿</p><p>　　lABω１２　　　？　　　 ２ω３ＶB2B3 ？ lBDα lBSω3２</p><p><b>　　可得到：</b></p><p>　　aB3B2r=6.35 m/s2 方向?yàn)檠?桿向下</p><p>　　aS3⊥3桿=6.82m/s2 （

51、方向垂直于3桿向左） </p><p>　　aS3∥3桿=6.3275m/s2（方向平行于3桿向下）</p><p><b>　　得加速度曲線</b></p><p><b>　　圖2-6</b></p><p>　　2.5機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析</p><p>　　機(jī)

52、構(gòu)受力分析：如圖2-7所示</p><p><b>　　3位置受力圖</b></p><p><b>　　圖2-7</b></p><p><b>　　8位置受力圖</b></p><p><b>　　圖2-8</b></p><p&g

53、t;<b>　　圖2-9</b></p><p><b>　　右極限受力分析</b></p><p>　　……………………………………[2-30]</p><p>　　* ΣF——5號(hào)桿所受合力</p><p><b>　　Fr——工作阻力</b></p>&l

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

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

56、;　　* ΣFy———3號(hào)桿平行于桿方向所受合力</p><p>　　∑MS=-F53y*DE+F53X*CE—0.5G5g*CE*tanθ—0.5F23*CE/cosθ-Fsx*DE..[2-35]</p><p>　　* ∑MS———3號(hào)桿在O4點(diǎn)位置所受合力矩</p><p><b>　　各點(diǎn)已知數(shù)據(jù)：</b></p>

57、<p><b>　　表2-2</b></p><p><b>　　帶入以上數(shù)據(jù)解得</b></p><p><b>　　表2-3</b></p><p>　　2.6速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)與飛輪設(shè)計(jì)</p><p><b>　　各組員數(shù)據(jù)如下：</b>

58、</p><p><b>　　表2-4</b></p><p>　　可得阻力矩圖像如圖2-10</p><p><b>　　圖2-10</b></p><p>　　…………………………………[2-36]</p><p>　　* M——各點(diǎn)瞬時(shí)驅(qū)動(dòng)力矩</p>

59、<p><b>　　——平均驅(qū)動(dòng)力矩</b></p><p>　　T——周期，T=1s</p><p>　　ΔWmax=Emax-Emin=…[2-37]</p><p>　　* Med——作盈功時(shí)驅(qū)動(dòng)力矩</p><p>　　Mer——作虧功時(shí)驅(qū)動(dòng)力矩</p><p>　　求得：=3

60、40.875Nm</p><p>　　則平均驅(qū)動(dòng)力矩的圖像為</p><p><b>　　圖2-11</b></p><p>　　綜合驅(qū)動(dòng)力矩圖和阻力矩圖，可得能量指示圖 </p><p><b>　　圖2-12</b></p><p><b>　　計(jì)算得最大盈虧

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

62、t;　　3.1總結(jié)</b></p><p>　　通過為期兩周的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)，第一次嘗試使用機(jī)械方面的知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)物品，走了不少彎路，同時(shí)也學(xué)了不少知識(shí)。</p><p>　　書到用時(shí)方恨少，這是我深深的體會(huì)。雖然剛剛結(jié)束機(jī)械原理的課程，但脫離了一個(gè)個(gè)題目，突然要解決實(shí)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(xué)學(xué)習(xí)討論問題，思路也逐漸成形，才使

63、這次課程設(shè)計(jì)能順利完成。</p><p>　　六個(gè)人一組，每人計(jì)算三個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，讓我知道了團(tuán)隊(duì)內(nèi)，既要有對(duì)全隊(duì)的責(zé)任感，又要有對(duì)其他人的信任，同時(shí)還要學(xué)會(huì)互幫互助，相互解決問題發(fā)揮長處。</p><p>　　總而言之，我認(rèn)為我們的當(dāng)務(wù)之急是要掌握扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)和技能，才能在這樣的實(shí)踐中游刃有余。我想我會(huì)在今后更加努力的學(xué)習(xí)，從會(huì)用專業(yè)知識(shí)解題轉(zhuǎn)變到會(huì)用專業(yè)知識(shí)做事。</p>

64、<p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 吳克堅(jiān) . 機(jī)械原理[M] . 高等教育出版社</p><p>　　[2] 曲繼方 . 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)[M] . 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　[3] 華大年 . 機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)[M] . 紡織工業(yè)出版社</p><p>　　[4] 鄒慧

65、君 . 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)手冊[M] . 上海交通大學(xué)出版社</p><p>　　[5] 于運(yùn)滿 . 精密間歇運(yùn)動(dòng)[M] . 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　[6] 余躍慶 . 現(xiàn)代機(jī)械動(dòng)力學(xué)[M] . 北京工業(yè)大學(xué)出版社</p><p>　　[7] 申永林 . 機(jī)械原理教程[M] . 清華大學(xué)出版社</p><p>　　[8] 郁明山 .