牛頭刨床機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)4點(diǎn)和8點(diǎn)

1、廣西工學(xué)院機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目牛頭刨床系 別機(jī)械工程系專業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師 日 期 6.17目錄一、概述1、課程設(shè)計(jì)的題目2、課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和目的3、課程設(shè)計(jì)的要求4、課程設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)二、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 三課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟 2.1、拆分桿組 2.2、方案分析 2.3、程序編寫(xiě)過(guò)程 2.4、程序說(shuō)明 2.5、C語(yǔ)言編程及結(jié)果 2.6、位移，速度，加速度圖三、小結(jié)四、參考文獻(xiàn)一、概述1. 課程設(shè)計(jì)的題目此次課程設(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).2. 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和目的1）任務(wù)：1牛頭刨床的機(jī)構(gòu)選型、運(yùn)動(dòng)方案的確定；2導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析；3導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力

2、分析；4. 飛輪設(shè)計(jì)；5. 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。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。.3.課程設(shè)計(jì)的要求牛頭刨床的主傳動(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

3、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。二機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)1，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介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 &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

4、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。2,設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表4-11)XX、卯導(dǎo)科機(jī)杓的運(yùn)動(dòng)井析睜桿機(jī)溝叭渤怎IP刀卄樹(shù)%叫如8廿GiP*九vl nil nizunMPHEkgn13B0tio5-th出叫Jf240200700Ttwn11nM35090

5、5)Q叫200XI2J0800?(moso1.272110810D.M怖1如40:22G620sw100.2*4-1設(shè)計(jì)St據(jù)八W . “1p-Ar加JL_3*an*f trraf JttijS m *HimmmIS1440一9U一 1204410.5O.J0 20.21512540?51-573JOO3(Ml63.32n(Id 5|4如16W0 5Iy |0.50.30.20.Z1513042751065|f Ml3TO63.520凸軋機(jī)構(gòu)的世計(jì)齒輪機(jī)構(gòu)英訃計(jì)2)選擇設(shè)計(jì)方案:設(shè)計(jì)內(nèi)容導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的靜力分析符號(hào)n2lO 204lo 2Alo 4Bl BClo 4S4XS6ys6

6、GGPypJS4單位r/minmmNmmKg m方案U64350905800.3lo 4b0.5lo 4B200502208009000801.2設(shè)計(jì)內(nèi)容飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的確定凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)符號(hào)5noZ1ZoZ1Jo2Jo1Jo ”JoImaxLo9Da s單位r/minKg.m具有急回作用，可滿足任意行程速比系數(shù) K的要求; 滑塊行程可以根據(jù)桿長(zhǎng)任意調(diào)整； 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角恒為90度，傳動(dòng)性能好； 工作行程中，刨刀速度較慢，變化平緩符合切削要求；6機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)鏈較長(zhǎng)，傳動(dòng)間隙較大；7、中間移動(dòng)副實(shí)現(xiàn)較難。ommo方案U0.1514401316400.50.40.250.21513538701070r_*巧

7、二匚 tL-P- I*- 萬(wàn)案特點(diǎn):.課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟1 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析1）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖2）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析Ji 4777a、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） 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 型lo2A，方向垂直于。2 A線，指向與 型一致。=2 n 60 rad/s=6.702064213rad/sU3= U2=32 lo2A=6.702064213*0.09m/s=0.603185779m/s （丄O2A）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，得大小方向LA4

8、= CA3+ IA4A3? V ?丄 O4A丄 O2A/ O4B取速度極點(diǎn)P，速度比例尺 w=0.01 （m/s）/mm，作速度多邊形如圖1-2厶4= Pa4 肉=59.02900342 .01方向 / XX丄O4B 丄BC取速度極點(diǎn)P,速度比例尺w=0.01(m/s)/mm,則由圖1-2 知，=0.5902900342m/s34A3 = a3a4 =12.40594998 0.01=0.1240594998m/s由速度影像定理求得iB5= U34= ua4 O4B/ O4A=0.7824020877m/s又g=恥/ lo4A=1.348969135rad/s取5構(gòu)件作為研究對(duì)象，列速度矢量方

9、程，得U5= UB5+ UC5B5大小 ？?=0.7834986147m/s則由圖 1-2 知5= Pc5 pv=78.34986147 .01raA4A3aA4 = aA4 + aA4 = aA3n大小：？342l 04A2 34 U4 A34 A丄 O4B AO方向：取5構(gòu)件為研究對(duì)象，列加速度矢量方程，得丄04B/ 04BU5B5=b5c5 兇=4.14373305 0.01s=0.0414373305m/sWCB = UC5B5/1 cb=3.115841057 rad/sb.加速度分析：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, 故a：2 = a：3,其大小

10、等于 W2|O2A,方向由A指向02。co2=6.7O2O64213rad/s,aA3 = aA2 = 322 Lo2a=6.7020642132809 m/s2=4.042589824m/s2 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： aA4A3 K+=1.243970054 m/s22ac5= aB5+ a5B5+ a c5B5 t大小w42Lbo4W52 Lbc方向/ XX / a4 c b 丄 BC取加速度極點(diǎn)為p/ ,加速度比例尺 山=0.01 (m/s2) /mm,作加速度多邊形如圖1-3所示.則由圖 1-3 知,必=uA4/ lO4A=1.348969135rad/s

11、U5B5=b5c5 =4.14373305 .01s=0.0414373305m/sw5 = 3CB = uc5B5/Icb=0.238145574 rad/saA4= aA3 =p a4 a=93.85239724 0.01m/s=0.9385239724m/s2,= aA4 / Lo4a =2.144811952 rad/s2用加速度影象法求得 aB5 = aB4 =0.9385239724 X 290/218.79300965m/s2所以 ac=0.01 X (p c )=0.6588927108 m/s總結(jié)4點(diǎn)的速度和加速度值以速度比例尺（1=（ 0. 01 m/ s） / mm和加速

12、度比例尺（ia = （ 0. 0 1 m/ 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）表格1-1位置未知量結(jié)果4VA40.5902900342m/sVc0.7834986147m/saA0.9385239724 m/s 2ac20.6588927108m/sa、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） 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 型lo2A，方向垂直于。2 A線，指向與 型致。=2 n 60 rad/s=6.70206

13、4213rad/sU3 = iA2=32 lo2A= 6.702064213 0.09m/s=0.603185779m/s （丄 O2A）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LA4= IA3+ UA4A3大小 ? V?方向丄04A丄O2A/ 04B取速度極點(diǎn)P,速度比例尺 g=0.01(m/s)/mm，作速度多邊形如圖1-4則由圖1-4 知,U4= pa4/ pv =0.000000000m/sU4A3 = a3a4/ p =0.603185779m/s由速度影像定理求得，U5=舊4= U4 O4B/ O4A=0.000000000m/s又g=恥/ lo4A=0.00000

14、0000rad/s取5構(gòu)件作為研究對(duì)象，列速度矢量方程，得U= UB+ UCB大小 ？V?方向 / XX丄O4B 丄BC取速度極點(diǎn)P,速度比例尺pv=0.01(m/s)/mm,作速度多邊行如圖1-4iCB=0.000000000m/s3CB = ucb/I cb=0.000000000b.加速度分析：取曲柄位置8”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,nn故aA2 = aA3，其大小等于 w2io2a,方向由a指向02。co2=6.7O2O64213rad/s,nnaA3 = aA2 = W22 L02A =6.7020642132 0.09 m/s2=4.042589824m/s

15、2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:naA4+ aA4 = aA3naA4aA4A3 KaA4A3大小:BA丄 O4B A 02方向：取5構(gòu)件為研究對(duì)象，列加速度矢量方程，得丄O4B/ O4B大小方向nac5= aB5+ a5B5 + a C5B5?V/ X/ a4”V?C B丄 BC取加速度極點(diǎn)為卩/,加速度比例尺 山=0.1 ( m/s2) /mm.作加速度多邊形如圖1-5所示.則由圖 1-5知,Om= aA3 =pa4 a=40.42589824 0L1m/s=4.O42589824m/s2,a / = a4 / Lo4a=1.48 rad/s2用加速度影象法求得aB5

16、= aB4=4.042589824 X 290/169.11534525m/s2=6.932257079m/s2又aBcn=b cx 找=2.87665665m / s2ac=P c x ua=-6.59908806m/s2總結(jié)8 速度和加速度值以速度比例尺(1=( 0. 01 m/ s) / mm和加速度比例尺(ia = ( 0. 0 1 m/ 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 )表格 1 - 1位置未知量結(jié)果8 VA40.000000000m/sVc0.000000000m/saA4.04258

17、9824m/s2,ac-6.59908806m/s22.機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析取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16所示，屮=10N/mm。Fl圖1 6已知P=0, G6=800N ,又ac=-6.59908806m/s2,那么我們可以計(jì)算F|6=-G6/g 觀=-800/10 -&59908806=527.9270448NFi 6 + G6 + Fr45 + Fr16 = 0方向：水平豎直/ BC豎直大小 V V?作為多邊行如圖1-7所示，血=10N/mm。Fr -由圖1-7力多邊形可得：Fr45=F45 即=52.87581038 T0N=528.7581038N

18、已知：Fr54=Fr45=528.7581038N , G4=220Nas4=aA4 Io4S4/Io4a=4.042589824 290/169.11534525X2m/s2=3.46612854m/s2由此可得：FS4=M4X - aS4=-76.25482788NAs4 =Aa/0.29=13.93996491rad/s2M=-JS4 X As4=6.72795789J在圖1-8中，對(duì)O4點(diǎn)取矩得：XM O4=-FR54XL54-Fs4 X hs4-G4 XhG M-FR34 lo4a =0-528.7581 038*0.5512570182-13.96292913 X 0.28 6 9 0 951 968-220 X 0.07457142857-16.72795789+ Fr34 X 0.29=0代入數(shù)據(jù)，得 Fr34=1133.177173N力比例尺PN=iON/mm又 藝 F=F r 54 + Fi 4 + G4 + Fr23 + Fgn+Fg =0,作力的多邊形如圖 1-9所示，F(xiàn)r23= Fr34=1133.177173NFr 54+ Fi 4+ G4 +方向:/ BCV豎直大小:VVVFr23 + F14n+F/ 0丄 AB / AB 丄 ABV?