长安大学牛头刨床课程设计1点和7点

《长安大学牛头刨床课程设计1点和7点》由会员分享，可在线阅读，更多相关《长安大学牛头刨床课程设计1点和7点（27页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、目录一、概述1、课程设计的题目2.、课程设计的任务和目的3、课程设计的要求4、课程设计的数据二、机构简介与设计数据三.课程设计的内容和步骤 2.1 分杆组 2.2 方案分析 2.3 程序编写过程 2.4 程序说明 2.5 语言编程及结果 2.6 位移，速度，加速度图三、小结四、参考文献一、概述1 .课程设计的题目此次课程设计的题目是：牛头刨床的主传动结构的设计2 .课程设计的任务和目的1）任务：1牛头刨床的机构选型、运动方案的确定；3 导杆机构进行运动分析；4 导杆机构进行动态静力分析；4 .飞轮设计；5 .凸轮机构设计。2）目的：机械原理课程设计是培养学生掌握机械系统运动方案 设计能力的技术

2、基础课程，它是机械原理课程学习过程中的一个 重要实践环节。其目的是以机械原理课程的学习为基础，进一步巩固和加深所学的基本理论、基本概念和基本知识，培养学生分 析和解决与本课程有关的具体机械所涉及的实际问题的能力，使学生熟悉机械系统设计的步骤及方法，其中包括选型、运动方案的确定、运动学和动力学的分析和整体设计等，并进一步提高计算、分析，计算机辅助设计、绘图以及查阅和使用文献的综合能 力。3课程设计的要求牛头刨床的主传动的从动机构是刨头，在设计主传动机构时，要满足所设计的机构要能使牛头刨床正常的运转，同时设计的主传动机构的行程要有急回运动的特性，以及很好的动力特性。尽量是设计的结构简单，实用，能很

3、好的实现传动功能。二.机构简介与设计数据1, 机构简介牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图 4-1。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，以提高生产效率。为此刨床采用有急回作用的导杆 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与棘轮带动螺旋机构（图中没有画出），使工作台连同工 件一次进级运动，以便刨刀继续

4、切削。刨头在工作行程过程中，受到 很大的切削阻力（在切削的前后各有一段约0.05H的空刀距离，见图 4-1, b）而空回行程中则没有切削阻力。因此刨头在整个循环运动中，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 小主轴的速度波动，以提高切削质量和减少电动机容量。女577771O执行机构运动简图2, 设计数据见表4-11)寰#-1设计效裾*、号打机构的运动分析导杆机周的动态酢分析%5*,餐.居白，1*%r/mmmmNmrnhKpm1AO加0IK)540。25口41124502007007000so1 1rfu 350%涮仇3”(L5%/20(150220S00wtin801.2

5、1372430110酊Q(L363 * 4IKQ40220h20SOOtl1001.2电计艮轮转动情曲的确定一凸轮机构的世计L 1幽轮机构的设计&F|卬Ju2JtrJo-甲m”产J*0rf(J,dtyakg,nmwmm1U.1514401020400.30.30,20,215125.4H75107510030063.52iinU.1514411164n0.50.40.250,2151353E7010701003006420川门19500 5爪30,20,21513042 I7510b5憾3UU63.52112)选择设计方案:设计内 容导杆机构的运动分析导杆机构的静力分析符号n210 2。410

6、 2A10 4B1 BC10 4s4XS6ys6GGPypJS4单位r/minmmNmmKg - m2方案口64350905800.310 4B0.5lO 4B200502208009000801.2设计内 容飞轮转动惯量的确定凸轮机构的设计符号noZ1ZozrJo2Jo1Jo”Jo6maxLo9DaJ(j)sJ 单位r/mini/ 一 2Kg.mmm方案口0.1514401316400.50.40.250.21513538701070-r*,.人广丁- tL-P- 1 万案特点:1、结构简单，制造方便，能承受较大的载荷；2、具有急回作用，可满足任意行程速比系数 K的要求;3、滑块行程可以根据

7、杆长任意调整；4、机构传动角包为90度，传动性能好；5、工作行程中，刨刀速度较慢，变化平缓符合切削要求；6、机构运动链较长，传动间隙较大；7、中间移动副实现较难。三.课程设计的内容和步骤1.导杆机构的设计及运动分析 1）导杆机构简图2）导杆机构运动分析a、曲柄位置“1”速度分析，加速度分析（列矢量方程，回速度图，加速度图） 取曲柄位置“1”进行速度分析。因构件 2和3在A处的转动副相连，故V A2 =V A3，其大小等于2102A， 方向垂直于。2 A线，指向与 叱一致。叱=2 兀 2/60 rad/s=6.7020643264rad/s53= 52=必 102A=6.702064213*0.

8、09m/s=0.603185789m/s UO2A）取构件3和4的重合点A进行速度分析。列速度矢量方程，得%4= LA3+ LA4A3大小方向 1O4AO2A/ O4B取速度极点P,速度比例尺 =0.005 (m/s)/mm，作速度多边形如图1-2LB5= UB4= UA4 O4B/ 04A=0m/S则由图1-2知,%4= Pa4 %=0m/s54A3 = a3a4 .%=0m/s由速度影像定理求得又g= uA4/ 104A =0rad/s取5构件作为研究对象，列速度矢量方程，得bC5= CB5+ UC5B5大小 ？，？方向/XX04B bc取速度极点P,速度比例尺 &=0.01(m/s)/m

9、m,则由图1-2知， 95= Pc5 -内=0m/s1c5B5 = b5c5 .由=0m/sCB= uC5B5/l CB=0 rad/sb.加速度分析：取曲柄位置“1”进行加速度分析。因构件2和3在A点处的转动副相连, 故a；2 = a；3,其大小等于W221O2A,方向由A指向02。co2=6.7020643264rad/s,a：3 = aA2 = 322 LO2A =6.70206432642 X0.09 m/s2=4.04258996116m/s2取3、4构件重合点A为研究对象，列加速度矢量方程得:aA4= aA4 + aA4 = aA3 n+aA4A3 K +aA4A3 r/ O4B大

10、小:?W42l O4A ? V2 34 LA4 A3方向： ？A AO4B A- 0 21O4B取5构件为研究对象，列加速度矢量方程，得nTac5= aB5+ ac5B5 + a C5B5大小w52 Lbc方向 /XX， c -bBC取加速度极点为Pz，加速度比例尺 %=0.05 (m/s2) /mm,作加速度多边形如图1-3所示则由图1-3知，1c5B5=b5c5 ,因=0m/sw5 = 3cb= UC5B5/lcB=。ad/SaA4=0 m/s2aA4A3 K =0 m/s2aA4 =4.042589961168314 m/s2,用加速度影象法求得 aB5 = aB4 = aA4* O4B

11、/ 04A=6.932257312225 m/s 2所以 a=0.01乂9 c )=6.5990882824 m/s2总结1点的速度和加速度值以速度比例尺 巧(0. 005m/ s) / mm和加速度比例尺 但二(0. 05m/ s2) / 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1-2, 1-3,并将其结果列入表格(1-2)表格1-1位置未知量结果Va 40m/sVc0m/s1aA _24.04258996116 m/sac2 26.5990882824m/s2.机构动态静力分析取“1 ”点为研究对象，分离5、6构件进行运动静力分析，作阻力体如图1 6所 示，以 1

12、=10N/mm。F45图16已知P=0, G6=800N,又ac=6.5990882824m/s2,那么我们可以计算FI6=-G6/g 现=-800/10 6.5990882824=-527.927062592NFi 6 + G6 + Fr45 + Fr16 = 0方向：水平竖直/ BC作为多边行如图1-7所示，pN=10N/mm。由图1-7力多边形可得:Fr45=-F45 =528.7581038 1N=-528.7581216N已知：FR54=-FR45=528.7581216N , G4=220NaS4=aA4 104s4/l04A=4.042589964 290/338.2306905

13、1 m/s2=3.4662 12865m/s2由此可得：FS4=M4X - aS4=-76.25482788NAs4 =A4/ 0.29=13.93996491rad/s2M=-JS4XAs4 =16.72795789J在图1-8中，对O4点取矩得：2M O4=-Fr54凡54-Fs4X hs4-G4xhG一 M-Fr34 1 04A=0-528.7581 038*0.5512570182-13.96292913 X 0.28 6 9 0 951 968-220 x0.07457142857-16.72795789+ FR34 K 0.29=0代入数据，得 FR34=1133.177173N力

14、比例尺PN=10N/mm又 2F=Fr54 + Fi 4 + G4 + Fr23 + F14n+F14 =0,作力的多边形如图 1-9所示。Fr23= Fr34=1133.177173NFr 54 +Fi 4 +G4 + Fr23 + F14n+F14? 0方向：/ BC V 竖直 AB / AB AB大小：v7 V V V?F14 =F14F14n ,=497.7136044 1N=497.7136044NF14n= FR54F14n -=47.2419645 X 1N=47.2419645N对曲柄分析，共受2个力，分别为 R32, Ri2和一个力偶M,由于滑块3为二力杆，所以 R32 R3

15、4 ,方向相反，因为曲柄2只受两个力和个力偶，所以Fr12与 Fr32等大反力，由此可以求得：Fr321 sin 0 2X hi2- M=0示意图如图1-10所示：Frl?r32 M =0j列表如下:未知小平衡条件平衡方程结果M(N,nj)M M =02F32l sin 02 义 hi2- M=00R2(N)F F =02Fr32-Fr12 =01133.1771732、选择表i中方案n。2、曲柄位置“7 ”速度分析，加速度分析(列矢量方程，画速度图，加速度图) 取曲柄位置“ 7 ”进行速度分析，其分析过程同曲柄位置“1”。取构件3和4的重合点A进行速度分析。列速度矢量方程，得54= LA3+

16、 LA4A3大小 ？，？方向 1O4A O2A II O4B取速度极点P,速度比例尺 W=0.005(m/s)/mm,作速度多边形如图1-4。P Ca44ba?图1 4则由图 1-4 知，（A4=pa4 .国=67.6 私005 m/s =0.34 m/s4A3 =a3a4 因=99.0 私005m/s=0.50 m/s由速度影像定理得 出5=电4= “4 O4B/ 0 4A=0.47 580/420 m/s =0.52 m/s又g= la5/ l04B =0.52/0.58 rad/s =0.90 rad/s取5构件为研究对象，列速度矢量方程，得bC5= CB5+ UC5B5大小 ？，？方向

17、 /XXX04B bc其速度多边形如图1-4所示，有lc5= Pc5 因=102 0.005 m/s = 0.51m/siC5B5=b5c5 ,因=25X0.005 m/s = 0.13m/s叱B= uC5B5/lCB=0.13/0.174 rad/s = 0.75rad/s取曲柄位置“ 7 ”进行加速度分析，分析过程同曲柄位置“ 1” .取曲柄构件 3和4的重合点A进行加速度分析.列加速度矢量方程，得aA4= a A4n+ a A4 = a A3n+a A4A3 k大小？方向 ？Bf A O4B A7Q ，QB（向右）a A4A3r/ O4B （沿导路）取加速度极点为，加速度比例尺 由=0.

18、05 (m/s2) /mm,作加速度多边形图1-5图1-5则由图15知,a A4t= a4 a4 , a田50 X0.04 m/s2 =2.50m/s2aA4A3= k a4, a=67R.04m/s2=2.68m/s2o4 = a A4t 104A =1.6 / 004ad/s2 =4 rad/s222a A4 = p a4 - aj= 50.2 005 m/s2 =2.51m/s2用加速度影象法求得a B5 = a B4 = a A4 *o4b/1o4a= 2.51 X580/400 m/s2 =3.65 m/s2又a C5B5n = 352 cb=0.75 2Q174 m/s2 =0.0

19、9 m/s2取5构件的研究对象，列加速度矢量方程，得aC5= aB5+ aC5B5n+ aC5B5 大小 ？，0?方向 II xx V C -B BC其加速度多边形如图1 5所小，有aC5B51= C5 c5，M14 5 m/s=0、7m/s2达=gC5Bg/l CB = 0.7/0.174 rad/s2 =4.02 rad/s2aC5 = p C5 . ap= 72 0.05 m/s2 =3.6 m/s21、曲柄位置“11”速度分析，加速度分析(列矢量方程，画速度图，加速度图) 取曲柄位置“11”进行速度分析。因构件2和3在A处的转动副相连，故Va2=Va3,其大小等于 W2I02A，方向垂

20、直于O2 A线，指向与 屹一致。处=2 兀 2/60 rad/s=6.70rad/s53= IA2 = 32 102A= 6.70 x 0.09m/s=0.603m/sUO2A)取构件3和4的重合点A进行速度分析。列速度矢量方程，得54= LA3+ LA4A3大小 ？，？方向 1O4A O2A /O4B取速度极点P,速度比例尺 由=0.01(m/s)/mm，作速度多边形如图1-2图1-2则由图 1-2 知，iA4=Pa4 国=56 X0.01m/s=0.56 m/sla4A3 = a3a4 由=21.5 私01m/s=0.215 m/s用速度影响法求得，LB5= LB4= LA4XO4B/04

21、A=0.56 580/265m/s=1.23m/s又发=54/ l04A=0.56/0.265 rad/s=2.11 rad/s取5构件作为研究对象，列速度矢量方程，得IC5= UB5+ UC5B5大小？，？方向 /XXO4B bc取速度极点P,速度比例尺 圾=0.01(m/s)/mm,作速度多边行如图1-2则由图 1-2 知，%5= Pc5 内=124 0.01m/s=1.24m/siC5B5 = b5c5 ,由=11.5 0.01m/s=0.115m/scocb= LC5B5/lcB=0.115/0.174 rad/s=0.66 rad/s2.加速度分析：取曲柄位置“11”进行加速度分析。

22、因构件2和3在A点处的转动副相连, 故a：2= aA3,其大小等于 52I02A,方向由A指向。2。W2=6.70rad/s, aA3 = a：2 = 322 L02A=6.702 0.09 m/s2=4.04m/s2取3、4构件重合点A为研究对象，列加速度矢量方程得：= aA4 + aA4 - aA3 n+aA4A3 K +aA4A3 r大小:方向:%2I 04A?，BfAX O4B A- 0 22 必 54 A3?X04B （向左） / 04B （沿导路）取加速度极点为P/ 作加速度多边形如图，加速度比例尺p2=0.04 (m/s2) /mm, 1-3所示.APA43A图1 3则由图1-3

23、知,aA4 =A A4 , 2=58.5私04m/s=2.34m/s2,/ = aA47 LO4A=8.83 rad/s2 aA4A3 r=A 3A4 2P=124 x 0.04 m/s2 =4.96 m/s2 aA4 =P A4 2以 =66 x 0.04 m/s2 =2.64 m/s2用加速度影象法求得 aB5 = aB4 =2.64 x 580/265 m/s2 =5.78 m/s2又ac5B5= qjdb2展=0.6620.174 m/2=0.076 m/2s取5构件为研究对象，列加速度矢量方程，得nrac5= aB5+ Sb5B5 + a c5B5大小？，？方向 /XX V C fB

24、BCm/s2其加速度多边形如图13所示，有aC5B5 = B C . 2M=54X0.04 m/s2=2.16ac5 =p 5 加133.5X0.04 m/s2= 5.34 m/s2B C5= a C5B5 / CB = 2.160.174 rad/s2=12.41 rad/s21、曲柄位置“11”速度分析，加速度分析(列矢量方程，画速度图，加速度图) 取曲柄位置“11”进行速度分析。因构件2和3在A处的转动副相连，故Va2=Va3，其大小等于 W21o2A，方向垂直于O2 A线，指向与 盛一致。处=2 兀 2/60 rad/s=6.70rad/s”3=以2 = 32102A= 6.70 x

25、0.09m/s=0.603m/s(Q2A)取构件3和4的重合点A进行速度分析。列速度矢量方程，得54= LA3+ LA4A3大小 ？，？方向 1Q4A Q2A / Q4B取速度极点P,速度比例尺 内=0.01(m/s)/mm，作速度多边形如图1-2图1-2则由图 1-2 知，iA4=Pa4 国=56 X0.01m/s=0.56 m/sla4A3 = a3a4 由=21.5 私01m/s=0.215 m/s用速度影响法求得，LB5= LB4= LA4XO4B/04A=0.56 580/265m/s=1.23m/s又发=54/ l04A=0.56/0.265 rad/s=2.11 rad/s取5构件作为研究对象，列速度矢量方程，得IC5= UB5+ UC5B5大小？，？方向 /XXO4B bc取速度极点P,速度比例尺 圾=0.01(m/s)/mm,作速度多边行如图1-2则由图 1-2 知，%5= Pc5 内=124 0.01m/s=1.24m/siC5B5 = b5c5 ,由=11.5 0.01m/s=0.115m/scocb= LC5B5/lcB=0.115/0.174 rad/s=0.66 rad/s