牛头刨床机械原理课程设计9点和2点_工学_高等教育_教育专区。内容节选自1‘点9点和2点8点,不必较真,这玩意只是用来应付老师的。使用此中数据造成一切后果自负,与本人无关。

  精密仪器设计基础 课程设计 题 班 姓 学 目 牛头刨床 级 名 号 指导教师 前言 机械原理课程设计是高等工业学校机械类专业学生第一次较 全面的机械运动学和动力学分析与设计的训练,是本课程的一个 重要实践环节。是培养学生机械运动方案设计、创新设计以及应 用计算机对工程实际中各种机构进行分析和设计能力的一门课 程。其基本目的在于: (1)进一步加深学生所学的理论知识,培养学生独立解决有 关本课程实际问题的能力。 (2) 使学生对于机械运动学和动力学的分析设计有一较完整 的概念。 (3)使学生得到拟定运动方案的训练,并具有初步设计选型 与组合以及确定传动方案的能力。 (4)通过课程设计,进一步提高学生运算、绘图、表达、运 用计算机和查阅技术资料的能力。 (5)培养学生综合运用所学知识,理论联系实际,独立思考 与分析问题能力和创新能力。 机械原理课程设计的任务是对机械的主体机构(连杆机构、 飞轮机构凸轮机构)进行设计和运动分析、动态静力分析,并根 据给定机器的工作要求,在此基础上设计凸轮;或对各机构进行 运动分析。 目录 第1章 概述 1.1、课程设计的任务―――――――――――――――1 1.2、课程设计的目的―――――――――――――――1 1.3、课程设计的方法―――――――――――――――1 第2章 牛头刨床简介及工作原理 2.1 机构简介―――――――――――――――――――2 2.2 牛头刨床机构工作原理―――――――――――――3 第 3 章 牛头刨床的运动分析 3.1 设计数据―――――――――――――――――――4 3.2 曲柄位置的确定――――――――――――――――5 3.3 机构的运动分析――――――――――――――――5 第 4 章 牛头刨床的静力分析 4.1 机构的静力分析――――――――――――――――10 第 5 章 凸轮机构的设计―――――――――――――――15 参考文献―――――――――――――――――――――20 第1章 概 述 1.1 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。 1.2 课程设计的目的 (1) 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 (2) 确定杆件尺寸 (3) 绘制机构运动简图; (4) 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 (6) 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 (7) 要求学生根据设计任务,绘制必要的图纸 (8) 编制设计计算程序及相应曲线、图形;编写设计说明书 1.3 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。 第二章 牛头刨床简介及工作原理 2.1 机 构 简 介 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床。电动机经皮带和齿轮传动, 带 动 曲 柄 2 和 固 结 在 其 上 的 凸 轮 8 。刨 床 工 作 时 , 由 导 杆 机 构 2 - 3 - 4 - 5 - 6 带 动 刨 头 6 和 刨 刀 7 作 往 复 运 动 。刨 头 右 行 时 ,刨 刀 进 行 切 削 ,称 工 作 行 程 ,此 时 要 求 速 度 较 低 并 且 均 匀 ,以 减 少 电 动 机 容 量 和 提 高 切 削 质 量 ; 刨 头 左 行 时 ,刨 刀 不 切 削 ,称 空 回 行 程 ,此 时 要 求 速 度 较 高 ,以 提 高 生 产 率 。为 此 刨 床 采 用 有 急 回 作 用 的 导 杆 机 构 。刨 刀 每 次 削 完 一 次 ,利 用 空 回 行 程 的 时 间 , 轮 8 通 过 四 杆 机 构 1-9-10-11 与 棘 轮 带 动 螺 旋 机 构 , 凸 使 工 作 台 连 同 工 件 作 一 次 进 给 运 动 ,以 便 刨 刀 继 续 切 削 。刨 头 在 工 作 行 程 中 ,受 到 很 大 的 切 削 阻 力 ,而 空 回 行 程 中 则 没 有 切 削 阻 力 。因 此 刨 头 在整个运动循环中,受力变化是很大的,这就影响了主轴的匀速运转, 故 需 安 装 飞 轮 来 减 少 主 轴 的 速 度 波 动 ,以 提 高 切 削 质 量 和 减 少 电 动 机 容 量。 图 1-1 2.2 牛头刨床机构工作原理 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床,如上图所示。电动机经皮带和齿 轮传动, 带动曲柄 2 和固结在其上的凸轮 8。 刨床工作时,大发888手机版登录 由导杆机构 1-2-3-4-5-6 带动刨头 6 和刨刀 7 作往复运动。刨头右行时,刨刀进行切削,称工作行程,此 时要求速度较低并且均匀,以减少电动机容量和提高切削质量;刨头左行时,刨 刀不切削,称空回行程,此时要求速度较高,以提高生产效率。因此,刨床采用 具有急回特性的导杆机构。刨刀每切削完成一次,利用空回行程的时间,凸轮 8 通过四杆机构 1-9-10-11 与棘轮带动螺旋机构(图中未画) ,使工作台连同工件 作一次进给运动,以便刨刀继续切削。 第 三 章 牛头刨床的运动分析 3.1 设 计 数 据 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床。电动机经皮带和齿轮传动,带动曲柄 2 和固结在其上的凸轮 8。刨床工作时,由导杆机构 2-3-4-5-6 带动刨头 6 和刨刀 7 作往复 运动。刨头右行时,刨刀进行切削,称工作切削。此时要求速度较低且均匀,以减少电 动机容量和提高切削质量;刨头左行时,刨刀不切削,称空回行程,此时要求速度较高, 以提高生产效率。为此刨床采用急回作用得导杆机构。刨刀每切削完一次,利用空回行 程的时间, 凸轮 8 通过四杆机构 1-9-10-11 与棘轮机构带动螺旋机构, 使工作台连同工件 作一次进给运动,以便刨刀继续切削。刨头在工作行程中,受到很大的切削阻力,而空 回行程中则没有切削阻力。因此刨头在整个运动循环中,受力变化是很大的,这就影响 了主轴的匀速运转, 故需装飞轮来减小株洲的速度波动, 以减少切削质量和电动机容量。 设计内容 符号 单位 方案Ⅱ 导杆机构的运动分析 n2 r/min 64 LO2O4 LO2A Lo4B LBC mm Lo4s4 xS6 yS6 350 90 580 0.3 o4B l 0.5 o4B l 200 50 3.2 曲 柄 位 置 的 确 定 曲 柄 位 置 图 的 作 法 为 : 取 1 和 8’ 为 工 作 行 程 起 点 和 终 点 所 对 应 的 曲 柄 位 置 , 1’ 和 7’ 为 切 削 起 点 和 终 点 所 对 应 的 曲 柄 位 置 , 其 余 2、 3? 12 等,是由位置 1 起,顺ω 2 方 向 将 曲 柄 圆 作 12 等 分 的 位 置 ( 如 下 图 ) 。 取第Ⅱ方案的第 2 位置和第 9 位置(如下图) 3.3 机 构 的 运 动 分 析 以速度比例尺 ?=(0.01m/s)/mm 和加速度比例尺 ?a=(0.0 1m/s ?)/mm 用相对运动的图解法作该两个位置的速度多边形和加速度多边 形 如 下 图 1-4, 1-5, 并 将 其 结 果 列 入 表 格 ( 1-1) 表格 位置 1-1 未知量 方程 υA4=υA3+υA4A3 VA4 大小 方向 ? ⊥O4A √ ⊥O2A ? ∥O4B 2 和 9 号 位 置 aA 大小: VC υC5=υB5+υC5B5 大小 方向 ? ∥XX √ ⊥O4B ? ⊥BC aA4 = anA4 + aA4τ= aA3n+aA4A3K+aA4A3r ω42lO4A ? √ 2ω4υA4 A3 ? 方向:B→A ⊥ 4B O A→O2 ⊥ 4B∥ 4B(沿导路) O O ac5= aB5+ ac5B5n+ a c5B5τ ac 大小 方向 ? ∥XX √ √ √ C→B ? ⊥BC 2号 位 置 速 度 图 : V c = 0 . 4 1 6 92 7 2 525m/s 由 图 解 得 : V c = 0. 4 1 6 9 2 7 2 52 5 m / s 2 号位置加速度图 a C = 4 . 1 3 78 6 1 5 08m/s2 由 图 解 的 : a C = 4 . 1 3 7 8 6 1 5 08 m / s 2 9号 位 置 速 度 图 Vc=0.6305463m/s 由图解得:Vc=0.6305463m/s 9号 位 置 加 速 度 图 : ac=8.82411923 m/s2 图 1-7 有 图 解 得 : a c = 8 . 8 2 4 1 1 9 2 3m / s 2 表 格 ( 1-2) 位置 要求 图解法结果 v c ( m/s ) 2 0.4169272525 a c (m /s?) v c ( m/s) 4.137861508 0.6305463 9 a c (m/s?) 8.82411923 各 点 的 速 度 , 加 速 度 分 别 列 入 表 1-3, 1-4中 表 1-3 项目 ω 2 ω 4 VA VB Vc 位置 2 6.7020643 2 9 6.7020643 28 单位 1.23035 81 1.10791 337 0.531600 27 0.324856 85 0.285016 22 0.642589 753 0.416927 25 0.630546 3 r/ s r/ s m/ s 表 1-4 项目 a A3 n a A4 a tA 4 n aB t aB aC 位置 2 4.04258 997 9 4.04258 997 单位 0.04988 62192 0.35991 3248 4.38048 373 4.53280 872 0.01694 3591 0.11146 1191 1.8551 8056 1.2503 5646 6.7584 3726 8.8241 1923 m / s2 第 4 章 牛头刨床的静力分析 4.1 机构的静力分析 F45=AB·μ N 取“2”点为研究对象,分离 5、6 构件进行运动静力分析, =923.6688×10N 作阻力体如图 1─6 所示,μl=4。 =9236.688N FR16=AD· N ? =126.7313× 10N =1267.313N 图 1—6 已知 P=9000N,G6=800N,又 ac=ac5=4.37917m/s , 那么我们可以计算 2 FI6=- G6/g× c =-800/10× a 4.37917=-350.3336N 又 1-7 ΣF=P+G6+FI6+F45+FRI6=0 , 作为多边行如图 所 示 , X=0.6871m ? =10N/mm N 。 FI4=-G4/g×as4 =-220/10 × 3.5424N=-77.9 346N MS4=-JS4·αS4 =-1.2× 12.2148 N· m=-14.6577 N· m 图 1-7 由图 1-7 力多边形可得: F45=AB· N=923.6688× ? 10N=9236.688N FR16= AD· N=126.7313× ? 10N=1267.313N 在图 1-6 中,对 c 点取距,有 ΣMC=-P·P-G6XS6+ FR16· I6·S6=0 y x-F y 代入数据得 x=0.6871m 所 分离 3,4 构件进行运动静力分析,杆组力体图如图 1-8 示 , F24=14992.778 88N F24=14992.7788 8N 图 1-8 ?L=4。 已知: F54=-F45=9236.688N,G4=220N FO4=572.97818 × 10N=5729.781 8N aS4=aA4·O4S4/lO4A=4.3794× l 290/358.5136m/s2=3.5424 m/s2 , 由此可得:FI4=-G4/g× S4 =-220/10× a 3.5424N=-77.9346N MS4=-JS4·αS4=-1.2× 12.2148 N· -14.6577N· m= m 在图 1-8 中,对 O4 点取矩得: ΣMA=G4×0.07276+FI4×0.9680×0.28072+M+F5× 0.9987×0.56109-F24×0.99946×0.34414=0 代入数据,得 F24 =14992.77888N 又 ΣF=F54+F24+FI4+G4+Fo4=0,作力的多边形如图 1-9, ?N=10N/mm FO4=572.97818× 10N=5729.7818 N 图 1-9 由图 1-9 可得: FO4=572.97818× 10N=5729.7818N M=45.29918N· M 图 1-10 由图 1-10 可知,? 1,h2=3.0214mm,则,对 L= 曲柄列平行方程有,ΣMO2=M-F42×h2=0 即 M=45.29918 N· M 第 5 章 凸轮机构的设计 设计内容 符号 ψ max lO9D [α ] Ф ФS Ф′ r0 lO2O9 数据 15 135 38 70 10 70 61 148 单位 ° mm ° ° ° ° mm mm 凸轮机构 设计 凸轮轮廓曲线设计所依据的基本原理是反转法原理。 设想给整个凸轮机构加上一个公共 角速度-w,使其绕轴心 O 转动。这是凸轮于推杆之间的相对运动并未改变,但此时凸轮将静 止不动,而推杆则一方面随其机架 O 点以角速度-w 绕轴心 O 转动,一方面又在绕机架 O 点 作匀加速摆动。这样,推杆在这种复合运动中,其滚子中心运动的轨迹即为凸轮的理论轮廓 线。以理论轮廓线上一系列点为圆心,以滚子半径 r 为半径,作一系列的圆,在作此圆族的 包络线,即为凸轮的工作廓线 为圆心,以 r=148mm 为半径作转轴圆,在 转轴圆上 O2 左上方任取一点 O9。 2、以 O9 为圆心,以 135mm 为半径画弧与基圆交于 D 点。 O9D 即为摆动从动件推程起始位置,再逆时针方向旋转画 15 的圆弧,再把 15 圆弧按 0、1、 4、9、4、1、0 分成 6 份;分别连接 09 和圆弧上的这些点,则得到摆杆的各个位置角度? ; 再以逆时针方向旋转并在转轴圆上分别画出推程、远休、回程,这三个阶段。再以 11.6 ? 对推程段等分、11.6 ?对回程段等分,并用 1-13 数字进行标记,得到了转轴圆上的一系列 的点,这些点即为摆杆在反转过程中依次占据的点,然后以各个位置为起始位置,把摆杆的 相应位置? 画出来,这样就得到了凸轮理论廓线上的一系列点的位置,再用光滑曲线把各 个点连接起来即可得到凸轮的外轮廓。在外轮廓上取一系列的点,以 rg=15mm 为滚子半径作 一系列的圆,再作此圆族的包络线,即为凸轮的实际轮廓。 3、凸轮曲线上最小曲率半径的确定: 用图解法确定凸轮理论廓线上的最小曲率半径 ? min :先用目测法估计凸轮理论廓线上的 ? ? ? min 的大致位置(记为 A 点) ;以 A 点位圆心,任选较小的半径 r 作圆交于廓线 上;在圆 A 两边分别以 B、C 为圆心,以同样的半径 r 画圆,三个小圆分别于 E、 F、H、M 四个点处,如图所示;过 E、F 两点作直线,再过 H、M 两点作直线,两直线交于 O 点,则 O 点近似为凸轮廓线上 A 点的曲率中心,曲率半径 ? min ? OA PS:此说明书是由本人在文库选出两个类似的文档选摘合 并,并从其他类似文档中提取图片加以修改而成,其中计算 数据神马的应该都不准确,错误的地方本人概不负责,望慎 取之。。 。 参考文献 1. 《机械原理课程设计手册》?第二版?——周慧君?张青主编 2. 《机械原理课程设计》——高英武,杨文敏编著 3. 《机械设计课程设计图册》?第三版?——哈尔滨工业大学 龚桂义,潘 沛霖等主编 4. 《机械原理》?第七版?——孙恒,陈作模 等主编 5. 《机械原理课程设计指导书》高等教育额出版社 罗洪田主编 6. 《精密机械设计基础》机械工业出版社 裘祖荣主编