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  《机械原理》课程设计说明书题目:牛头刨床的设计与分析系  别                 专业班级                 学生姓名                 学  号                 指导教师                 年月目录一、概述§、课程设计的任务§、课程设计的目的§、课程设计的方法二、牛头刨床的设计任务§、设计题目§、设计内容§、设计要求三、牛头刨床主传动机构的结构设计与分析§、设计数据§、机构选型、方案分析及方案的确定§、机构尺寸的计算与确定四、牛头刨床主传动机构的运动分析§、解析法运动分析§、运动曲线图五、心得体会六、参考文献一、概述§、课程设计的任务机械原理课程是高等学校机械类近机类专业本、专科学生较全面地运用已学过的知识特别是机械原理部分已学过的知识的知识第一次较全面地对一项工程实际的应用问题从任务分析、调查研究、方案比较、方案确定、绘制出机构运动简图、进行机械运动和动力学分析与设计的基本训练是该课程的一个重要实践环节。其目的在于运用已学过的知识培养学生创新能力用创新思想确定出解决工程实际问题的方案及其有关尺寸并学会将方案绘制出机构运动简图的能力。培养学生对确定的机构运动简图进行机构运动分析及动力分析学会按任务进行调研、实验、查阅技术资料、设计计算、制图等基本技能。在此基础上初步掌握计算机程序的编制并能用计算机解决工程技术问题。学会运用团队精神集体解决技术难点的能力。§、课程设计的任务()按设计任务书要求调研、比较设计的可能方案比较方案的优劣最终确定所选最优设计方案()确定杆件尺寸()绘制机构运动简图()对机械行运动分析求出相关点或相关构件的参数如点的位移、速度、加速度构件的角位移、角速度、角加速度。列表并绘制相应的机构运动线图如位移与原动件角曲线速度与原动转角曲线加速度与原动件转角曲线()根据给定机器的工作要求在此基础上设计飞轮()根据方案对各机构进行运动设计如对连杆机构按行程速比系数进行设计对凸轮机构按从动件运动规律设计凸轮轮廓曲线对齿轮机构按传动比要求设计齿轮减速机构确定齿轮传动类型传动比并进行齿轮几何尺寸计算绘制齿轮啮合图。按间歇运动要求设计间歇运动机等等()要求学生根据设计任务绘制必要的图纸()编制设计计算程序及相应曲线、图形编写设计说明书。§、课程设计的方法机械原理课程设计的方法大致可分为图解法和解析法两种图解法的几何概念气清晰、直观但需逐个位置分别分析设计计算精度较低解析法精度高且可对各个位置进行迅速分析计算但需要有效方便的计算软件。随着计算机呃普及计算绘图软件增多图解法除了用人工绘图分析设计还出现了利用计算机进行图解设计分析计算他的精度也可随之提高同时又保持了形象直观的优点因此此法也不失是一种值得提倡的方法。二、牛头刨床的设计任务§、设计题目牛头刨床事一种用于平面切削加工的机床。刨床工作时刨头(刨刀)作直线往复运动其行程为H每分钟的往复次数为N为了提高工件加工质量和刀具寿命在切削工件时要求速度较低且平稳近似匀速运动为了提高生产率在空回行程时由于不切削工件要求回程速度较快。令刨头在一个工作循环中受到大风切削阻力Fr较大而空行程不受力故在整个工作过程中受力变化较大需要安装飞轮来调节主轴的速度波动以提高整个切削质量和电动机容量。为防止刀具与工作台的干涉在行程H两端各留有H的空刀行程。§、设计内容、根据题目设计要求对指导书的设计方案提出另一种局部改进方案通过设计分析比较不同运动方案的优劣。、大发888手机版登录,对方案的主要传动和执行构件进行尺寸综合确定有关设计尺寸参数绘制包括从原动件到执行构件间组成该机器的所有传动机构的传动系统机构简图。大发888手机版登录、完成连杆机构的运动分析。每人在一个工作循环中(度到度)至少取个机构位置画出各位置机构简图并进行运动速度分析最后绘出刨头的位移及速度运动线图。、完成飞轮的设计(假设刨头的驱动力恒定且除刀具的质量外其它构件质量不计)。根据上面的运动分析以齿轮曲柄轴为等效构件并以上述位置画出机构的等效转动惯量、等效阻力矩及驱动力矩图并设计飞轮。§、设计要求、完成整个机构的运动简图一张、完成连杆机构运动分析图纸一张绘出刨头对曲柄的位移及速度运动线图、等效转动惯量、等效阻力矩及驱动力矩图设计出飞轮的转动惯量(若采用计算机进行机构的运动分析并用计算机作出上述各图打印出计算机程序和各机构分析图则该一号图纸可省略)、设计计算说明书一份不少于字包括内容:()封面()目录()原始资料和数据()所有设计计算分析过程()参考文献、说明书要求字迹工整绘图准确装订成册。、作图要求准确比例适当布局均匀图纸的边框、标题栏等要求符合国家规范图面整洁。三、牛头刨床主传动机构的结构设计与分析§、设计数据曲柄转速     n=rmin     不均匀系数   δ=工作行程     H=mm      行程速比系数   K=刨刀质量     M=kg       行程阻力     Fr=kN§、机构选型、方案分析及方案的确定主执行机构设计参考方案:方案分析:方案一、机构具有确定运动自由度为F=n(PlPh)=×(×)=曲柄为机构原动件通过曲柄带动摆动导杆机构和滑块机构使刨刀往复移动实现切削功能能满足功能要求工作性能工作行程中刨刀速度较慢变化平缓符合切削要求摆动导杆机构使其具有急回作用可满足任意行程速比系数K的要求传递性能机构传动角恒为°传动性能好能承受较大的载荷机构运动链较长传动间隙较大动力性能传动平稳冲击震动较小结构和理性结构简单合理尺寸和质量也较小制造和维修也较容易经济性无特殊工艺和设备要求成本较低。方案确定:综上所述所以选择方案一。§、机构尺寸的计算与确定由已知数据经过计算得由得出=°AC=mm假设i总==i*i*i*ii= i= i= i=根据传动比计算可得齿轮半径和齿数(m=)r=mm r= r’= r= r’= r= r’= r=z=  z= z’= z= z’= z= z’= 四、牛头刨床主传动机构的运动分析及程序§、解析法进行运动分析如右图建立直角坐标系并标出各杆矢量及方位角。利用两个封闭图形ABCA及CDEGC。投影方程式为()()()()求、由公式()和()得:()  ()上式等价于             ()对求导得:()同理得:()求滑块E的由()、()式得:()()求导得:()()§、运动曲线图sfl=l=x=:*pi:*piy=atan((ll*sin(x))(l*cos(x)))fori=::y(i)=piy(i)endl=l=l=a=asin((ll*sin(y))l)b=l*cos(y)l*cos(a)plot(x*pi,b)vfl=l=x=:*pi:*piy=atan((ll*sin(x))(l*cos(x)))fori=::y(i)=piy(i)endl=l=l=a=asin((ll*sin(y))l)c=l*cos(x)cos(y)d=*pi*l*cos(xy)ce=(d*l*sin(ya))cos(a)plot(x*pi,e)Mr,Mdfl=l=x=*pi:*pi:*pix=:*pi:*piy=atan((ll*sin(x))(l*cos(x)))