牛头刨床课程设计
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牛头刨床课程设计、概述
§1.1、课程设计的题目---------------------------------------2
§1.2.、课程设计的任务和目的-----------------------------2
§1.3、课程设计的要求---------------------------------------3
§1.4、课程设计的数据---------------------------------------3
二、运动分析及程序
§2.1、拆分杆组------------------------------------------------4
§2.2、方案分析------------------------------------------------4
§2.3、程序编写过程------------------------------------------5
§2.4、程序说明------------------------------------------------6
§2.5、C语言编程及结果------------------------------------6
§2.6、位移，速度，加速度图------------------------------10
三、各运动方案的分析与评价
§3.1 方案一的运动分析和评价--------------------------12
§3.2 方案二的运动分析和评价--------------------------13
§3.3 方案三的运动分析和评价--------------------------15
§3.4 方案四的运动分析和评价--------------------------16...
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机械原理课程设计牛头刨床说明书页数：12字数：3602&&目&&&& 录 一、&&设计（计算）说明书…………………………………………3　　&& 1.画机构的运动简图 …………………………………………… 4　　&& 2.绘画机构运动线图………………………………………………4&&　　&& 3.机构运动分析……………………………………………………4　　　&&(1)对位置12点进行速度分析和加速度分析…………………4　　　&&(2)对位置6’点进行速度分析和加速度分析…………………5　　&& 4.机构运动静力分析………………………………………………7　　&&&&(1)对位置12点进行运动静力分析……………………………7　　&&&&(2)对位置6’点进行运动静力分析……………………………8　&&&&5. 画平衡力矩图（Me-ψ），力矩作功图(Ae-ψ），盈亏功图（△Ae-&&&&&&&& ψ)(此项画在一张A2号图纸上）二、摆动滚子从动件盘形凸轮机构的设计……………………………9　　&& 1.已知条件、要求及设计数据………………………………………9　　&& 2.设计过程……………………………………………………………9三、心得体会…………………………………………………………11四、参考文献……………………………………………………………11一、设计说明书(详情见牛头刨床A1号图纸)&&1．画机构的运动简图　　1、以O4为原点定出坐标系，根据尺寸分别定出O2点，B点，C点。确定机构运动时的左右极限位置。曲柄位置图的作法为：取6’和20’为工作行程起点和终点所对应的曲柄位置，7’和18’为切削起点和终点所对应的曲柄位置，其余1、2、3…24等，是由位置1起，顺ω1方向将曲柄圆作24等分的位置（具体图像见任务书或牛头刨床A1号图纸）。　　2.绘画机构运动线图分别为S6-t(s),V6-t(s),a6-(s),三个图，其中根据图上上比例μs=0.002m/mm,ut=0.00416s/mm ,ks=20mm ,kv=20mm而由公式V=ds/dt&&,S=μs*y ,t=μt*x ,结合三者可得V=μs*tan＆/μt=μs*(ks*tan＆)/(ks*μt)综上得μv=μs/(ks*μt)=0.024m/mm.s,同理μa=μv/(kv*μt)=0.29m/mm.s2.（具体的图形见牛头刨床A1号图纸。　　3.机构运动分析（1）曲柄位置“12”和“6’”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“12”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W1lO2A，方向垂直于O2 A线，指向与ω1一致。　　　&&&&&&&&&&&&&&&& W1=2πn1/60 rad/s=6.28rad/s　　　　　　　　　　υA3=υA2=ω1·lO2A=0.6908m/s（⊥O2A）　　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　　　&&&&&&&&&&&&&& 　υA4=　υA2+　　υA4A2　　　　　　　　　大小&&&&?&&&& √&&&&&&?　　　　　　　　　方向&&⊥O4B&&⊥O2A&&∥O4B　　　　　　　　　字母&&&&PA4&&&& PA2&&&&A2A4　取速度极点P，速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm ,作速度多边形（具体图形见牛头刨床A1号图纸的12点位置速度分析）　取6构件作为研究对象，列速度矢量方程，得&&&&&&&&&& 　　　&&&&&&&&&&&&&&&&&&υC　=　　　υB　+　　　υCB　　　　　　　　　大小&&&&?&&&& 　　√&&&&&&　　?　　　　　　　　　方向 ∥XX(向右)&& ⊥O4B&&　⊥BC　　　　　　　　　P线段&& PC&&&&&&&&PB&&&&&&&&BC取速度极点P，速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm,&&作速度多边行（具体图形见牛头刨床A1号图纸的12点位置速度分析）　　　Pb=P a4·O4B/ O4A=106mm→vb=1.06m/s　　　则由图知， υC= 1.08m/s&&&&&&&& 　　加速度分析：　　取曲柄位置“12”进行加速度分析。因构件2和3在A点处的转动副相连，故=,其大小等于ω12lO2A,方向由A指向O2。　　　　W1=6.28rad/s, ==ω12·lO2A=4.3 m/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&&=&&+ 　aA4τ=　 aA2n&& +&&　aA4A2K&&&&+&&&&aA4A2r　大小:&& ?&& ω42lO4A&&　?&&&&　√&&&& 　2ω4υA4 A2&&&&&& ?　方向：&&?&&B→A&& ⊥O4B&& A→O2&& ⊥O4B（向右） ∥O4B（沿导路）P’线段&&&&PA4’’&&A4’’A4’&&&&&&&&&&&& PA2&&&&&&&&A2A4&&&&&&&&&& A4A4’　取加速度极点为P＇,加速度比例尺μa=0.05（m/s2）/mm, ω4=vA4/lO4A=2.75rad/s　a A4n =ω42lO4A=1.84m/s2&&&&aA4A2K=2ω4υA4 A2=0.88m/s2　作加速度多边形（具体图形见牛头刨床A1号图纸的12点位置加速度分析）　　　则由图知, 取5构件为研究对象,列加速度矢量方程,得　　　　　　　　　　　　　ac= 　aB+ 　acBn+ 　a cBτ　　　　　　　　　大小&&?&&&&√&& √&&&& ?　　　　　　　　　方向 ∥导轨 √&&C→B&& ⊥BC　　　　　　　　P’线段 P’C&& P’B&&BB’ B’C 由其加速度多边形（具体图形见牛头刨床A1号图纸的12点位置加速度分析）,有　ac = 0.4m/s2　（2）曲柄位置“6’点”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“6’”进行速度分析，其分析过程同曲柄位置“12”。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　　　　　　　　　　　　　　υA4=　υA2+　　υA4A2　　　　　　　　　大小&&&&?&&&& √&&&&&&?　　　　　　　　　方向&&⊥O4B&&⊥O2A&&∥O4B　　　　　　　　P线段&&PA4&&&& PA2&&&&A2A4取速度极点P’，速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm，作速度多边形（具体图形见牛头刨床A1号图纸的6’点位置速度分析）　　　Pb=P a4·O4B/ O4A=0mm→vb=0m/s　　　　　　则由图，取6构件为研究对象，列速度矢量方程，得　　　　　　　　　　　　　　υC&&=&&　υB+　　υCB　　　　　　　　　大小&&&& ?&&&&&&&&√&&&& 　?　　　　　　　　　方向∥导轨(向右)&&⊥O4B&&⊥BC　　　　　　　　P线段&&PC&&&&&&&&&&PB&&&&&& BC　　其速度多边形如图1-4所示，有　　　　　　　　　　　&&υC=PC·μv=0m/s　　　&&&&&&&&&&&&&& 　　取曲柄位置“6’”进行加速度分析,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 A4τ=　　　 a A2n&& +&& a A4A2k&&+&& a A4A2γ　　　大小&&?&&　ω42lO4A&&&&&&?&&&&&& √&&&& 2ω4υA4 A2&&&&&&&&?　　　方向&&?&&&&B→A&&&&⊥O4B&& A→O2&&&&⊥O4B（向右） ∥O4B（沿导路）　P线段&&&&&&P’A4’&& A4’A4γ&& P’A2&&&& A2A4&&&& A4A4γ　取加速度极点为p’,加速度比例尺μa=0.1（m/s2）/mm,作加速度多边形图（具体图形见牛头刨床A1号图纸的6’点位置加速度分析）　　　　　　　　　　　　　　　则由图得&&=ω42lO4A=0m/s2&&　　　　　　　&&aA4A2K=2ω4υA4 A2=0 m/s2　　　　　　　　aA2n=4.34 m/s2　　用加速度影象法求得　　　　　　　　a B =&&a A4 ×lO4B/lO4A=9.5m/s2 　取6构件的研究对象，列加速度矢量方程，得　　　　　　　　　　　　　　aC&&= 　aB+&&　aCBn+&&　aCBτ　　　　　　　　　大小&& ?&&&& 　√&& 　√&&&&　?　　　　　　　　　方向 ∥导轨 　√&& C→B&&　　⊥BC&&&&&&&&&&P’线段&&P’C&&&&P’B&& BB’&& B’C其加速度多边形如图（具体图形见牛头刨床A1号图纸的6’点位置加速度分析）有　　　　　　aC = pC·μa =5.95m/s2　　　　　　4.机构运动静力分析(1)取“12”点为研究对象，分离5、6构件进行运动静力分析，作5-6杆组示力图（具体图形见牛头刨床A1号图纸的12点位置运动静力分析中的5-6杆组力学模型示力图及机构力多边形图）μN=100N/mm已知G6=700N，又ac=0.4m/s2,可以计算Ｐi6=（G6/g）×ac =28.57N&& 又ΣF=Fr+G6+Pi6+N45+N16=0，作为多边形（具体图形见A1号图纸的12点位置运动静力分析中的5-6杆组力学模型示力图及机构力多边形图）　　由图力多边形可得： N45=7300N&&&& 分离3-4杆组构件进行运动静力分析，由MO4(F)=0即N45*h45-Pi4*hi4-N23*H23+G4*hG- Mi4=0&&&& hi4=Mi4/Pi4&&&&Mi4=Js4*＆=Ji4* a A4τ/lO4AＰi4=（G4/g）×a4 =1.122N　　　代入数据，&&得N23=8084.44N&& 具体受力分析图形见牛头刨床A1号图纸的12点位置运动静力分析中的3-4杆&&对曲柄2进行运动静力分析，则Mb14=N32*h=856.95N/m具体受力分析图形见牛头刨床A1号图纸的12点位置运动静力分析中的1-2杆(2)再取6’点为研究对象，同理分别分离5-6,3-4,1-2杆组，分别作出力学模型示力图及机构力多边形图(具体图形见牛头刨床A1号图纸的6’点位置运动静力分析中各杆组力学模型示力图及机构力多边形图)其中μN=14N/mm　　最后可得N23=1792.16N　　　　　　　Mb20=N32*h=0 N·m。　　　　　　　　5. 画平衡力矩图（Me-ψ），力矩作功图(Ae-ψ），盈亏功图（△Ae-ψ)(此项画在一张A2号图纸上）二、摆动滚子从动件盘形凸轮机构的设计（详情见牛头刨床A2图纸）　　1.已知条件、要求及设计数据　　　1、已知：摆杆９为等加速等减速运动规律，其推程运动角Φ，远休止角Φs，回程运动角Φ'，如图8所示，摆杆长度lO9D，最大摆角ψmax，许用压力角〔α〕；凸轮与曲柄共轴。　　　2、要求：确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径ｒT，画出凸轮实际廓线。3、设计数据：设计过程选取比例尺，作图μl=1mm/mm。（1）.选定凸轮转动中心O2，选择图示比例后根据A2图纸上图解法确定的基圆半径r02=41mm做基圆。（2）.以O2为圆心，中心距d为半径作从动件回转中心的轨迹圆（运用反转法后从动件的转动中心O9将绕点O?2反转）在回程过程中（由ψ－Φ曲线得）ψ（?°）?Φ（?°）（3）.在轨迹圆上逆时针方向依次标出推程运动角，远休止角，回程运动角及近休止角。其中推程角和回程角均按每份12.5度等分。（4）.以起点A和各等分点A1,A2?,A3…...为圆心，lO9D为半径，做圆弧，分别与基圆交一点B1B2B3……..（5）分别以A1B1,A2B2?,A3B3……为基准量取角度位移，使∠B1A1A1`?∠B2A2A2`??∠?B3A3A3`……分别与其对应的摆角相等。得到A1`A2`A3`…
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淘豆网网友近日为您收集整理了关于牛头刨床课程设计说明书的文档，希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍：机械原理课程设计说明书设计题目:牛头刨床设计学校:井冈山大学院(系):******班级:******姓名:****学号:*******指导教师:******时间:—-2-目录一:概述··········································21.1机械原理课程设计的目的····················31.2机械原理课程设计的任务····················31.3机械原理课程设计的方法····················3二:设计项目·····································42.1设计题目·································42.2方案选择·································42.3机构简介·································72.4设计数据·································8三:设计内容·····································93.1导杆机构的设计···························103.2凸轮机构的设计···························163.3棘轮机构的设计···························21四:设计体会···································24五:参考文献····································25-3-一.概述1.1机械原理课程设计的目的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,同时是使学生较全面、系统的掌握机械原理课程的基本原理和方法的重要环节,是培养学生确定机械运动方案、分析和设计接.1.借机械系统运动方案的设计与拟定来把机械原理课程中的各种理论知识和方法融会贯通起来,进一步巩固和加深学生所学的理论知识。2.培养学生独立解决有关课程实际问题的能力,是学生对于机械运动学和动力学的分析和设计有较完善的概念。3.卸的能力以及开发创新能力的手段。其目的是:进一步提高学生的运算、绘图、运用计算器和技术资料的能力。4.通过编写说明书,培养学生表达、归纳、总结和独立思考的能力。1.2机械原理课程设计的任务机械原理课程设计的的任务是对给定的设计要求进行分析。1.小组成员按设计任务要求想出三个方案,小组讨论确定最佳方案。2.确定杆件尺寸。3.对机械进行运动分析,求出相关点或相关构件的参数,如点的位移、速度、加速度。4.根据方案对各构件进行运动设计,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进行设计。5.要求学生根据设计任务绘制必要的图纸。-4-1.3工作原理牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床,如图a)所示。电动机经过皮带和齿轮传动,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。刨头左行时,刨刀不切削,称为空回行程,此时要求速度较高,以提高生产率。为此刨床采用有急回运动的导杆机构。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。刨头在工作过程中,受到很大的切削阻力(在切削的前后各有一段0.05H的空刀距离,见图b),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转动,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。图1-1图1-2-5-图1-3图1-41.31机械原理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。图解法集合概念清晰、直观;解析法精度较高。根据要求此处用图解法进行设计。-6-二.设计项目2.11设计题目牛头刨床设计,电动机轴与曲柄2平行、刨刀刀刃点与铰链c的垂直为50mm,使用寿命10年,每日一班制工作,载荷有轻微冲击。允许曲柄2转速偏差为-5%~+5%。要求导杆机构的最大压力角应为最小值;凸轮机构的最大压力角应在许应值【a】之内,摆动从动件9的升、回程运动规律均为等加速等减速运动。执行机构的传动效率按0.95%计算。系统有过载保护。按小批量生产规模设计。2.12设计内容根据题目设计要求,通过设计分析,比较不同运动方案的优劣。对方案的主要传动和执行机构进行尺寸综合,用图解法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的机构简图。2.13设计要求1.完成整个机构的原理图一张(用A1图纸完成)。2.完成连杆的零件图一张,以及凸轮和棘轮的两种CAD图纸。3.设计计算说明书一份,不少于23页,包括内容:⑴封面、⑵目录、⑶原始资料和数据、⑷所有设计计算分析过程、⑸心得体会、⑹参考文献不少于15个。4.说明书要求字迹工整,绘图准确,装订成册。5.作图要求准确,比例适当,布局均匀,要求符合国家标准,图页整洁。-7-2.2方案选择2.21方案选项方案一如下:说明:电动机带动曲柄,曲柄带动连杆传动,连杆迫使刨刀往复运动。自由度F=3*n-(2p1+pn)=3*5-2*7=1评价:该方案整体上是不错的,制造成本低,而其急回性能好,稳定,精确性能好,但是利用杠杆传力该机构的承载能力不够好。方案二如下急回性能好,稳定,精确性能好,但是承载能力不够工作性能相当好力传性好精确性高-8-说明:该机构具有确定的运动,自由度F=3*n-(2p1+pn)=3*5-2*7=1电机带动曲柄,曲柄带动滑块移动,滑块带动摇杆摆动,摇杆带动滑块,滑块迫使刨刀往复运动,评价:该方案的工作性能相当好,无论从传力性、精确性上都是相对比较好的。2.22主机构运动方案的确定以上两个方案相比,方案二的具有较少的移动副,刨削质量好,且冲击震动较小,摩擦阻力要少于一方案,由此看来方案二更理想。速度均方根偏差方案二的要小于方案一,说明方案二的速度波动更小。主机构在切削的过程中能够获得更加平稳的运动速度,更加符合设计要求。综上所述,选用方案二作为机构的主切削机构。2.3机构简介2.31工作原理及机构简介工作原理:牛头刨床是一种靠***的往复直线运动及工作台的间歇运动来完成工件的平面切削加工的机床。图1为其参考示意图。电动机经过减速传动装置(皮带和齿轮传动)带动执行机构(导杆机构和凸轮机构)完成刨刀的往复运动和间歇移动。刨床工作时,刨头6由曲柄2带动右行,刨刀进行切削,称为工作行程。在切削行程H中,前后各有一段0.05H的空刀距离,工作阻力F为常数;刨刀左行时,即为空回行程,此行程无工作阻力。在刨刀空回行程时,凸轮8通过四杆机构带动棘轮机构,棘轮机构带动螺旋机构使工作台连同工件在垂直纸面方向上做一次进给运动,以便刨刀继续切削。方案二更加符合设计要求,选择方案二-9-1播放器加载中，请稍候...
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机械原理课程设计说明书设计题目:牛头刨床设计学校:井冈山大学院(系):******班级:******姓名:****学号:*******指导教师:******时间:—-2-目录一:概述··········································21.1机械原理课程设计的目的····················31.2机械原理课程设计的任务····················31.3机械原理课程设计的方法····················3二:设计项目·····································42.1设计题目·································42.2方案选择·································42.3机构简介·································72.4设计数据·································8三:设计内容·····································93.1导杆机构的设计···························103.2凸...
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