牛头刨床设计位置11和3机械原理课程设计YL037
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机械原理课程设计说明书设计题目:牛头刨床的设计机构位置编号:3,11方案号:I班 级:姓 名:学 号:年 月 日一 导杆机构的运动分析(1) 机构的运动简图(2)机构在位置3的速度及加速度分析I. 速度分析A点的速度分析图有:VA4 = VA3 + VA4A3 2=2n/60=260606.28rad/sVA3= LO2A *20.603 m/s由图可知:VA4=0,VA4A3 =0.603m/s由于V A4/V B4=lo4A/l o4B 所以V B4=0 有 VC6=VB 4+ VC6B4 分析可知:VC6B4 =0, VC = 0 II加速度分析有aA4 = aA3 + aA4A3 aA4 + a n A4 = a n A3 +ar A4A3 + a KA3 其中a n A4= V2A4/ LO4A= 0aA3 = V2A3/ LO2A =0.6032 / (90*10-3)=4.043m2/s a KA3 =4VA4A3=2*4* VA4A3=0ar A4A3= V2A4A3/ LO4B=0由图分析:a A4 = a n A3 = 4.043m2/saB4/ aA4 = LO4B/LO4A 所以aB4=6.896m2/s anB4/ anA4 = LO4B/LO4A 所以anB4=0 m2/s aC6= aB+ aC6B4= aB+ a n B +aC6B 4+ a n C6B4由速度分析可知:anC6B4=0所以aC6= aB+ anB +aC6B4+ anC6B4由图分析:aC6B4=1.800 m2/saC6=6.200m2/s(3)机构在位置11的速度及加速度分析 I.速度分析机构在位置11的速度多边形有:VA4 = VA3 + VA4A3 2=2n/60=6.28rad/sVA3=LO2A *2=0.69m/s由图可知:VA4=0.655m/s,VA4A3=0.345m/s可得有:VB/VA4=LO4B/LO4A 所以 VB=3.22m/s,VC=1.67m/sII.加速度分析有aA4 = aA3 + aA4A3 aA4 + a n A4 = anA3 + aA3+ ar A4A3 + a KA3 其中a n A4= V2A4/LO4A=1.497m2/sanA3=V2A3/LO2A =0.692 /(110*10-3)=4.33m2/s aA3 =0 a KA3 =4VA4A3=2*4* VA4A3=1.572m2/s由图分析:ar A4A3=2.700m2/saA4 = 2.700m2/s aC6= aB+ aC6B4= aB+ a n B +aC6B4 + a n C6B4其中aB4/ aA4 = LO4B/LO4A 所以aB4=4.110m2/sanB4/ anA4 = LO4B/LO4A 所以anB4=0.318 m2/sanC6B4= V2C6B4/ LCB=0.049m2/s由图分析:aC6B4=1.700m2/saC6=4.100m2/s(4)刨头的运动线图由计算得刨头C在各个位置对应位移 速度 加速度,将其依次连接,构成圆滑的曲线,即得刨头C的运动线图。刨头线图如下: 二 导杆机构的动态静力分析(1) 在位置3处各运动副反作用力 杆组受力分析图由于在一位置时杆组不受生产阻力P的作用,力分析图如下:由此时aC=6.599 m2/s,Fs=maC=806.599=527.928NG6=800N由此得来力多边形力多边形如图:由上得Fn=827.9N, F45=528.7N杆组受力分析图5杆为二力杆,故受力相反。有F54=528.7N, aB4=(anB4)2+(aB4)2)12=(0+6.8962)12=6.896 m2/saS= aB40.5=3.448 m2/sFS=-m* aS=-22*3.448=75.86N角加速度= aB4/L O4B=6.8960.58=11.89rads2惯性力偶M=-J=-14.268N*m由对点O4求矩得F 24=384.47N故力多边形为:由力多边形得FO4=268.1N杆组的受力分析 (2) 在位置11处各运动副反作用力在11位置时杆组I受力分析图已知P=0N,G6=700N,又ac=ac5=8.6m/s2Fs=-G6/gaC=-708.6=-602N由此得来力多边形由上得F45=695N, FI6=760N杆组受力分析图5杆为二力杆,故受力相反。有F54=-F45=695N,G4=200N aB4=(anB4)2+(aB4)2)12=(0.3182+4.112)12=4.12 m2/saS= aB40.5=4.5m2/sFI4=-99N角加速度= aB4/L O4B=11.17rads2惯性力偶M=-J=-13.404N*m由对点O4求矩得F 24=1920N故力多边形为:由力多边形得FO4=1128N杆组的受力分析F42=F24= 4866.4 N 三 飞轮设计安装在轴O2上的飞轮转动惯量JF位置123456平衡力矩0300480525457.5367.57891011121247.51037.556.25-52.5-750由图可得最大盈亏功【W】=3589 J四 凸轮机构的设计1求摆动从东件凸轮的运动规律 由摆杆9做等加速等减速运动,及角角加速度与角度的关系可得:设:在035度时: =a; 在3570 度时: =-a; 在7080度时: =0 在80115度时: =-a 在115150度时: =a那么:在035度时: d=a 在3570 度时: d=70a-a 在7080度时: d=0 在80115度时: d=-a+80a 在115150度时: d=a-150a得:在035度时: = 在3570 度时: =-+70a-1225a 在7080度时: =1225a 在80150度时: 图像与在070度时的图像关于=75对称。 由以上计算可得 =1225a= a=0.0122由公式得出如下数据关系由以上数据画出从动杆运动线图2求凸轮基圆半径通过作图法求出基圆半径=60mm,再做出凸轮的理论和实际廓线。五 齿轮机构的设计1 Z2齿轮齿数的确定由齿轮的传动情况可得:= 得 =480(rad/s)= 得=192(rad/s)= 得 = =392 齿轮副-的变位系数的确定有图可知:r sin=mzsin/2 =代入不根切的几何条件式 得x 于是得出不发生根切的最小变位系数为= 当=,z=13时,有 =0.24, =-0.24 3 ,齿轮数据的确定名称符号齿轮1齿轮2变位系数x0.24-0.24分度圆直径d78234啮合角2020齿顶高7.444.56齿根高6.068.94齿顶圆直径92.88243.12齿根圆直径65.88216.12中心距a1564 画出齿轮副-由计算结果,利用CAD二次开发软件,画出两个齿轮,然后组装为齿轮啮合图,并作标注。15
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