牛头刨床运动方案二位置10.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：目录目录一、机构简介与设计数据.1-2二、导杆机构的运动分析位置点的速度、加速度分析.2-6三、动态静力分析.6-9四、12 个位置数据表.9-10五、齿轮机构设计.11-12第 1 页一、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，主要由齿轮机构，导杆机构和凸轮机构等组成。电动机经过减速装置使曲柄 2 转动，再通过导杆机构 2-3-4-5-6 带动刨头 6 和刨刀作往复切削运动。工作行程时，刨刀速度要平稳，空回行程时，刨刀要快速退回，即要有急回运动。切削阶段刨刀应近似匀速运动，以提高刨刀的使用寿命和工作的表面加工质量。刀具与工作台的进给运动，是由固结于轴 0 上的凸轮驱动摆动从动件 0D 和其他有关机构完成的。为减小机器的速度波动，在曲柄轴 0z 上安装一调速飞轮，切削阻力如图所示。2.设计数据已知：mm350l42OO mm902AOl mm580lO4B(1)求BClmmlBOBC1743.0l4（2）求杆摆角第 2 页80.2935090arcsin2llarcsin2422OOAO(2)求导路到4O的距离 HmmlhlHlBOBOAO25.570280.29cos1580212cos12122cos1h444二、导杆机构的运动分析位置点的速度、加速度分析 曲柄位置“10”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“10”进行速度分析。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A4=A3+A4A3大小?方向 O4A O2A O4B 代表 pa4 paa a3a4 VA3=2lo2A=20.0964/60=0.60288m/s取速度极点 P，速度比例尺 v=0.01(m/s)/mm，作速度多边形如图 1-5。则由图 1-5 知，A4=pa4v=550.01=0.55m/s 4=A4/lO4A=0.55/0.264=2.083 rad/s 图 1-5A4=0.55m/s第 3 页B=4*lO4B=0.58*2.083=1.20814m/sA4A3=a3a4v=260.01m/s=0.26m/s取 5 构件为研究对象，列速度矢量方程，得 C=B+CB大小?方向 XX O4B BC 其速度多边形如图 1-5 所示，有 C=pc v=113.50.01=1.135m/s CB=bc.v=10.10.01=0.101 m/s 5=CB/lbc=0.1 rad/s 取曲柄位置“10”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 A4t=a A3n +a A4A3k +a A4A3r大小?42lO4A?24A4 A3?方向?AO4 O4A AO2 O4A（向右）O4A a A2=a A3=aA2n=2lo2A=4.03849m/s2a A4n=4*lO4A=1.0153m/s2a A4A3k=24A4 A3=1.08316m/s2 a CBn=5*Lcb=0.00174 m/s2 取加速度极点为 P,加速度比例尺 a=0.1（m/s2）/mm 作加速度多边形图 1-6则由图 16 知，a A4=a*pA4=0.1*29.6=2.96m/s2a B=a*pb=0.1*59.8=5.98m/s2 a s4=0.5*a B=2.49 m/s24=a A4t/lO4A=1.57rad/s2 16第 4 页kpbca3a4c6 xF rS6F16FR16FR45G66xs6yL取 5 构件的研究对象，列加速度矢量方程，得AC=第 5 页 aC=aB+aCBn+aCBt大小?方向 xx CB BC aC=pCa=56.50.1m/s2=5.65m/s25=a CBt/lbc=2.86 rad/s2整体汇总运动分析结果aC=5.65m/s2加速度 m/s角速度 rad/s角加速度 rad/s速度 m/s3545 CBa s4aBaC2.0830.11.572.861.1351.2082.495.985.65第 6 页三、动态静力分析计算构件 4 的惯性力 F14，构件 4 的惯性力矩 M14，构件 4 的平移距离 lh4，构件 6 的惯性力矩 F16。F14=m4*as4=G4/g*as4=55.84NM14=4*Js4=1.57*1.2=1.884N-mLh4=M14/F14=0.0337m=33.7mmF16=M6*as6=800/9.81*1.098=89.541N取构件 5，6 基本杆组为示力体对构件 6 进行受力分析，列平衡方程FR65=FR56，FR65=FR45由=0，有16+6+6+56=0 大小？方向 xx xx xx BCFR16=20*78.5=1570NFR56=20*80.5=1610Nc6 xF rS6F16FR16FR45G66xs6yL第 7 页B4O4G4Ln3Ln4F14Ln1Ln2第 8 页对 C 点列力矩平衡方程FR16Lx+F16ys6FryFG6xs6=0lx=（900080+80020089.54150）1570=557.657mm2.取构件 3，4 基本杆组为示力体 对构件 4 进行受力分析，求反力 FR34。构件 3 为二力构件，反力 FR34过铰链 A 点且垂直于构件 4。取构件 4 对 O4点列力矩平衡方程FR54=-FR45，FR34=-FR43A2L AFR12O2F32M6F rF16FR16FR65FR56G6FR54FR14FR45FR34G14lx=557.657mm由第 9 页04OM，得 FR54lh1+F14lh2+G4lh3FR34lo4A=0FR34=（1610144.2+55.8433.4+2205）131=1794.86N在对构件 4 列力平衡方程，按比例尺=20/mm 作力多边形，求机架对构件 4 的反力 FR14 FR54+G4+F14+FR34+FR140大小？方向 BC xx O4A？FR14800.34N取构件 2 为示力体 FR34=-FR43，FR43=FR23有，FR32+FR12=0，FR12=1794.86FR32lhMb0Mb=1794.86441000=78.973N.m四、12 个位置数据表整理汇总动态静力分析结果如图所示（单位：力 N；力矩 Nm；偏距 mm）。FR14800.34NMb=78.973N.m项目16（到C点偏距）5634（到质心偏距）1412平衡力矩数值783.0401（178.3805）406.7717931.07138（18.226）500.4334931.0713881.8505第 10 页第 11 页五、齿轮机构设计1.已知：6,39,1321mzz2.变位系数235.017)1317(1)(minminminzzzhxa20,3.0,3.0 x21xmmxmm1.高度变位齿轮尺寸数据齿轮 1：3.01x齿轮 2：3.02xmmmpmmddmmmxemmmxsmmhddmmhddmmmxchhmmmxhhmmmzdmmmzdffaaafaab85.181562274.10)tan22(11.8)tan22(222262423.9)(2.4)(23488.21920cos212222222222222222齿距：中心距：齿槽宽：齿厚：齿根圆直径：齿顶圆直径：齿根高：齿顶高：分度圆直径：基圆直径：4.渐开线画法（1）将基圆以 5差等分，点为 1,2，（2）作 1,2，6 切线（3）使切线长度等于圆弧长度（4）直到渐开线与齿顶圆相交，描点完成5.特殊点说明21,NN:两齿轮基圆公切线与基圆交点21,BB:两齿轮基圆公切线与两齿轮齿顶圆交点 P:两齿轮公切线第 12 页与21OO交点2523812015.150.12tantantantan.62211212211齿顶圆压力角：齿轮齿顶圆压力角：齿轮啮合角：测量：公式：重合度：bpBBzz总结：通过几天的奋斗，在老师亲切地指导下，在同学们的密切配合下，当然也有自己的努力和辛酸,这份课程设计终于完成了。在这期间，我有很多的体验，同时也有我也找到许多的不足，仅就计算机辅助绘图而言，操作的就远远不够熟练，专业知识也不能熟练应用。但是通过这次实践设计，我觉得我有了很大的提高。其次，通过这次设计我学会了查找一些相关的工具书，并初步掌握了一些设计数据的计算方法。再次，自己的计算机绘图水平也有了一定的提高，并对所学知识有了进一步的理解。当然，自己的第一次课程设计，其中肯定有太多的不足，希望在今后的设计中，能够得到改正，使自己日益臻于成熟，专业知识日益深厚。参考文献：机械原理/孙恒、陈作模、葛文杰主编第八版理论力学/哈尔滨工业大学理论力学研究室编第八版机械原理课程设计/刘毅主编华中科技大学大学出版社第 13 页第 14 页