牛头刨床运动方案二位置8撇课设.zip

河北科技大学 课程设计说明书课程名称课程名称：机械原理课程设计 设计题目设计题目：牛头刨床传动系统的设计与分析专业班级专业班级：学生姓名学生姓名：指导教师指导教师：方案位置：第二方案、第 8位置方案位置：第二方案、第 8位置目录一、机构简介与设计数据.11.1 机构简介.11.2 设计数据.2二、导杆机构的运动分析.22.1 位置点的速度分析.22.2 位置点的加速度分析.5三、动态静力分析.73.1 各构件的惯性力，惯性力矩.73.2 以杆组 5-6 为示力体.83.3 以杆组 3-4 为示力体.93.4 以曲柄 2 为示力体.10四、位置数据表.11五、齿轮机构设计.115.1 齿轮参数计算.11六、对结果进行分析总结.12七、主要参考文献.12第 1 页一、机构简介与设计数据一、机构简介与设计数据1.1 机构简介机构简介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，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，故需安装飞轮来减小主轴的速度波动，以提高切削质量和减小电动机容量。第 2 页1.2 设计数据设计数据设计内容导杆机构的运动分析导杆机构的动态静力分析及齿轮机构的设计符 号2n42OOlAOl2BOl4BCl44SOl6Sx6SyJs44G6GPPy1z102z12m单 位r/minmmkgm2Nmmmm方案64350905800.3BOl40.5BOl4200501.222080090008013396二、导杆机构的运动分析二、导杆机构的运动分析2.1 位置点的速度分析位置点的速度分析 选取合适的长度比例尺0 002mlmm,画机构运动简图。第 3 页已知：264nr min (1)求3Av 22264260606 702nrad s 方向：逆时针 3220 09 6 7020 603AO Avrlm s (2)求4Av 滑块 3动参考系，4A动点 4AV =3AV +4 3A AV 方向：4O A 2O A /4O A 大小：?22O Al?选取速度比 例 尺0 01m svmm，作速度图34pa a进而可得4Av的大小为 440 01 0 00Avvpa 4的大小为 44040 338230AO Avl 4 3A Av的 大小为 4 3340 01 60 30 603A Avva am s 第 4 页 方向：34aa 30 603Avm s 40Av404 30 603A Avm s(3)求 B 的速度影像b 及Bv 由影像原理知，在速度图上，b点应 位 于4pa的 延长线上 且44580 04338 20 00OBOAllpbpa 0 01 0 00Bvvpb (4)求Cv B基 点，C动点 CV=BV +CBV 方 向：水平 4O B BC 第 5 页 大小：?44O Bl?根据上述方程，继续在速度图34pa a上作出 C 点的速度影像 c 进而可得Cv的大小为 0 01 0 00Cvvpc CBv的大小为 0 01 0 00CBvvbc 5的大小为 050 174000CBBCvl (5)求4Sv 由影像原理知，在速度图上，4s点位于pb的中点 440 01 0 00Svvps (6)速度综合 30 603Avm s 40Av 4 30 603A Avm s 0Bv 0Cv 0CBv 40Sv 26 702rad s (顺时针)40 50 0Bv 0Cv 0CBv40Sv26 702rad s (顺时针)2.2 位置点 的 加速 度 分析位置点 的 加速 度 分析(1)求4Aa 4Aa =4nAa +4tAa =第 6 页3Aa +4 3kA Aa+4 3rA Aa 方向：4AO 4O A 2AO 4O A /4O A 大小：244O Al?222O Al 44 32A Av?其中：4nAa的大小为 2244400 338230nAAOal 3Aa的大小为 2223226 700 094 04AO Aalm s 4 3kA Aa的大小为 4 344 322 0 0 600kA AA Aav 选取加速度比例尺20 1m samm，作加速度图34 a a40nAa234 04Aam s 4 30kA Aa进而可得4tAa的大小为 第 7 页24440 1 40 44 04tAaaaam s 方向：44aa 4的大小为 4424 0440 3382311 94tAAOalrad s 方向：逆时针 (2)求 B 的加速度影像 b及Ba 由影像原理知，在加速度图上，b点应位于4a的延长线上，且44580 04338 240 469 3OBOAllbamm 2 0 1 69 36 93Baabm s 方向：b (3)求Ca Ca=Ba +nCBa+tCBa 方向：水平 CB BC大小：?25BCl?其中：nCBa的大小为 22500 174000nCBBCal 根据上述方程，继续在加速度图34a a上求得 C 点的加速度影像 c 进而可得Ca的大小为 2 0 1 68 06 80Caacm s 方向：c tCBa的大小为 2 0 1 17 91 79tCBaac cm s 方向：cc 5的大小为 21 7950 1740010 29tCBCBalrad s 方向：逆时针 244 04tAam s 2411 94rad s(逆时针)26 93Bam s 0nCBa21 79tCBam s 2510 29rad s(逆时针)(4)求4Sa 由影像原理知，在加第 8 页速度图上，4s点位于 b的中点 244 0 1 34 73 47Saasm s 方向：4s (5)加速度综合 234 04Aam s 40nAa 244 04tAam s 4 30kA Aa 26 93Bam s 26 80Cam s 0nCBa 21 79tCBam s 243 47Sam s 2411 94rad s(逆时针)2510 29rad s(逆时针)三、动态静力分析已知：4220GN 6800GN 0PN 80pymm 241 200SJkg m 3.1 各构件的惯性力，惯性力矩各构件的惯性力，惯性力矩44444220 3 47 9 877 90iSSFmaGagN （与4Sa方向相反）666800 6 80 9 8555 10iCCFmaGagN （与Ca方向相反）4441 200 11 9414 33iSMJN m(顺时针)44414 33 77 90184 0iiihMFmm 243 47Sam s 477 90iFN6555 10iFN414 33iMN m4184 0ihmm3.2 以杆组5-6为示力体以杆组5-6为示力体第 9 页杆 5 为二力杆 根据平衡条件有 6iF +6G+45R +16R =0 方向：水平 竖直 /CB 竖直 大小：?选取比例尺5NFmm，作力多边形图 16165 153 8769 0FRlN 45455 111 2556 0FRlN 5645556 0RRN 16769 0RN45556 0RN56556 0RN 杆 5-6 对点 C 求力矩得：666616 160iSSF yG xR e第 10 页 解得160 244em 3.3 以杆组 3-4 为示力体以杆组 3-4 为示力体5445556 0RRN 杆 4 对点4O求力矩得：454544444340RiFiGO AR hF hG hR L 解得341077 4RN 根据平衡条件有 4G +4iF +34R +54R +14R=0 方向：竖直 4O A /BC?大小：?选取比例尺5NFmm，作力多边形图 160 244em 54556 0RN341077 4RN第 11 页选取比例尺5NFmm，作力多边形图 14145 82 2411 0FRlN 3.4 以曲柄 2 为示力体以曲柄 2 为示力体 14411 0RN第 12 页32341077 4RRN 根据平衡条件有 1232RR 32320bMR h 于是可以求得 12321077 4RRN 32320bMR h (4)力综合 477 90iFN 6555 10iFN 414 33iMN m 4184 0ihmm 16769 0RN 160 244em 45556 0RN 56556 0RN 54556 0RN 341077 4RN 14411 0RN 321077 4RN 121077 4RN 0bM 四、位置数据表四、位置数据表12578910111200.4170.7790.4100.6131.231.240.6036.604.1950.7654.236.808.825.325.228.96五、齿轮机构设计五、齿轮机构设计5.1 齿轮参数计算5.1 齿轮参数计算（1）最小变位系数Z1=13 Z2=39 m12=6xmin=ha(Zmin-Z)/Zmin=0.23529取x1=-x2=0.24=20（2）分度圆直径 d1=Z1m=78mm d2=Z2m=234m第 13 页m节圆直径 d1=d1=Z1m=78mm d2=d2=Z2m=234mm 321077 4RN121077 4RN0bM 齿顶高 ha1=（h*+x1）6=7.44mm ha2=（h*+x2）6=4.56mm 齿根高 hf1=（h*+c*-x1）6=6.06mm hf1=（h*+c*-x2）6=8.94mm齿顶圆直径第 14 页 da1=d1+2ha1=92.88mm da2=d2+2ha2=243.12mm 齿根圆直径 df1=d1-2hf1=76.7mm df2=d2-2hf2=211.3mm基圆直径 db1=d1cos=65.88mm db2=d2cos=216.12mm 齿宽 s1=（/2+2x1tan）m=10.4682mm s2=（/2+2x2tan）m=8.3718mm齿间距 e1=（/2-2x1tan）m=8.3718mm e2=（/2+2x2tan）m=10.4682mm 六、对结果进行分析总结六、对结果进行分析总结通过此次课程设计，对课程设计的整体过程有了了解及深一步的研究，包括绘图及说明书的编写。以牛头刨床机构为例，首先对其结构，主传动机构进行分析、设定条件及内容要求、机构运动简图。再对，对应点进行运动分析（速度、加速度）及静力分析。最后是齿轮的设计计算其大小，绘制过程中，加深了对运动分析的理解，速度、加速度分析示意图所准确画法各种细节的解决。同时，回顾了制图的各种要求。七、主要参考文献七、主要参考文献（1）、高慧琴 机械原理 北京 国防工业出 2009 年第一版（2)、刘毅 杨家军 机械原理课程设计 中国武汉 华中科技出版社 2009