牛頭刨床械原理課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一、概述</b></p><p><b>　　1、課程設(shè)計(jì)的題目</b></p><p>　　2.、課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和目的</p><p><b>　　3、課程設(shè)計(jì)的要求</b><

2、/p><p><b>　　4、課程設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)</b></p><p>　　二、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)</p><p>　　三.課程設(shè)計(jì)的內(nèi)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(xiě)過(guò)程</p><p><b>　　§2.4、程序說(shuō)明</b></p><p>　　§2.5、C語(yǔ)言編程及結(jié)果</p><p>　　§2.6、位移，速度，加速度圖</p><p><b>　　三

4、、小結(jié)</b></p><p><b>　　四、參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　一、概述</b></p><p><b>　　1．課程設(shè)計(jì)的題目</b></p><p>　　此次課程設(shè)計(jì)的題目是：牛頭刨床的主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì).</p>&l

5、t;p>　　2．課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和目的 </p><p><b>　　1）任務(wù)：</b></p><p>　　1 牛頭刨床的機(jī)構(gòu)選型、運(yùn)動(dòng)方案的確定；</p><p>　　2 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析；</p><p>　　3 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析；</p><p><b>　　4.

6、飛輪設(shè)計(jì)；</b></p><p><b>　　5.凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。</b></p><p>　　2）目的：機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生掌握機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)能力的技術(shù)基礎(chǔ)課程，它是機(jī)械原理課程學(xué)習(xí)過(guò)程中的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。其目的是以機(jī)械原理課程的學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，進(jìn)一步鞏固和加深所學(xué)的基本理論、基本概念和基本知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決與本課程有關(guān)的具體機(jī)械所涉及的

7、實(shí)際問(wèn)題的能力，使學(xué)生熟悉機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟及方法，其中包括選型、運(yùn)動(dòng)方案的確定、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的分析和整體設(shè)計(jì)等，并進(jìn)一步提高計(jì)算、分析，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、繪圖以及查閱和使用文獻(xiàn)的綜合能力。</p><p>　　.3．課程設(shè)計(jì)的要求</p><p>　　牛頭刨床的主傳動(dòng)的從動(dòng)機(jī)構(gòu)是刨頭，在設(shè)計(jì)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，要滿足所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)要能使牛頭刨床正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)設(shè)計(jì)的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的行程要有急回運(yùn)動(dòng)的

8、特性，以及很好的動(dòng)力特性。盡量是設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用，能很好的 實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)功能。</p><p>　　二.機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)</p><p><b>　　機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)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4-1。電動(dòng)機(jī)經(jīng)皮帶和齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng)曲柄2和固結(jié)在其上的凸輪8。刨床工作時(shí)，由導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)2-3-4-5-6帶動(dòng)刨頭6

9、和刨刀7作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。刨頭右行時(shí)，刨刀進(jìn)行切削，稱工作行程，此時(shí)要求速度較低并且均勻，以減少電動(dòng)機(jī)容量和提高切削質(zhì)量；刨頭左行時(shí)，刨刀不切削，稱空回行程，此時(shí)要求速度較高，以提高生產(chǎn)效率。為此刨床采用有急回作用的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。刨刀每切削完一次，利用空回行程的時(shí)間，凸輪8通過(guò)四桿機(jī)構(gòu)1-9-10-11與棘輪帶動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)（圖中沒(méi)有畫(huà)出），使工作臺(tái)連同工件一次進(jìn)級(jí)運(yùn)動(dòng)，以便刨刀繼續(xù)切削。刨頭在工作行程過(guò)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(jiàn)圖4-1，b）而空回行程中則沒(méi)有切削阻力。因此刨頭在整個(gè)循環(huán)運(yùn)動(dòng)中，受力變化是很大的，這就影響了主軸的勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，故需安裝飛輪來(lái)減小主軸的速度波動(dòng)，以提高切削質(zhì)量和減少電動(dòng)機(jī)容量。</p><p>　　設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 見(jiàn)表4-1</p><p><b>　　1）</b></p><p><b>　　2)選擇設(shè)計(jì)方案：

11、</b></p><p><b>　　方案特點(diǎn)：</b></p><p>　　1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(shù)K的要求；</p><p>　　3、滑塊行程可以根據(jù)桿長(zhǎng)任意調(diào)整；</p><p>　　4、機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角恒

12、為90度，傳動(dòng)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(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)鏈較長(zhǎng)，傳動(dòng)間隙較大；</p><p>　　7、中間移動(dòng)副實(shí)現(xiàn)較難。 </p><p>　　三.課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟</p><p>　　1．導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析</p>

13、<p><b>　　1）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖</b></p><p>　　2）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)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(huà)速度圖，加速度圖）</p><p>　　取曲柄位置“4”進(jìn)行速度分析。因構(gòu)件2和3在A處的轉(zhuǎn)動(dòng)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(gòu)件3和4的重合點(diǎn)A進(jìn)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(diǎn)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(gòu)件作為研究對(duì)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(diǎn)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(jìn)行加速度分析。因構(gòu)件2和3在A點(diǎn)處的轉(zhuǎn)動(dòng)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(gòu)件重合點(diǎn)A為研究對(duì)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(gòu)件為研究對(duì)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(diǎn)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(jié)4點(diǎn)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(duì)運(yùn)動(dòng)的圖解法作該兩個(gè)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(jié)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(huà)速度圖，加速度圖）</p><p>　　取曲柄位置“8′”進(jìn)行速度分析。因構(gòu)件2和3在A處的轉(zhuǎn)動(dòng)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(gòu)件3和4的重合點(diǎn)A進(jìn)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(diǎn)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(gòu)件作為研究對(duì)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(diǎn)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(jìn)行加速度分析。因構(gòu)件2和3在A點(diǎn)處的轉(zhuǎn)動(dòng)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(gòu)件重合點(diǎn)A為研究對(duì)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(gòu)件為研究對(duì)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(diǎn)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(jié)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(duì)運(yùn)動(dòng)的圖解法作該兩個(gè)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(jié)果列入表格（1-2）</p><p><b

38、>　　表格 1-1</b></p><p>　　2. 機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析</p><p>　　取“8‘”點(diǎn)為研究對(duì)象，分離5、6構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)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(jì)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(duì)O4點(diǎn)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(shù)據(jù)，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，F(xiàn)r23= 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(duì)曲柄分析，共受2個(gè)力，分別為R32,R12和一個(gè)力偶M，由于滑塊3為二力桿，所以R32= R34，方向相反，因?yàn)榍?只受兩個(gè)力和一個(gè)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>&