牛头刨床运动方案三位置1.zip

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 一概述设计项目（1）二机构简介 设计题目及设计数据（2）三设计内容 1.导杆机构的设计（3）2.动态静力分析（10）3.12 个位置数据表（15）4.齿轮机构设计（15）四设计体会（17）五参考文献（17）1一一.概述（一）机构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，是本课程的一个重要实践环节。其基本目的在于：（）进一步加深学生所学的理论知识，培养学生独立解决有关本课程实际问题的能力。（）使学生对于机械运动学和动力学的分析设计有一较完整的概念。（）使学生得到拟定运动方案的训练，并具有初步设计选型与组合以及确定传动方案的能力。（二）机械原理课程设计的任务：机械原理课程设计的任务是对机械的主体机构（连杆机构、齿轮机构以及其他机构）进行设计和运动分析、动态静力分析，并根据给定机器的工作要求，在此基础上设计、齿轮；或对各机构进行运动分析。要求学生根据设计任务，绘制必要的图纸，编写说明书。（三）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。图解法几何概念较清晰、直观；解析法精度较高。根据教学大纲的要求，本设计主要应用图解法进行设计。二机构简介：牛头刨床是一种作直线往复运动的刨床，滑枕带着刨刀，因滑枕前端的刀架形似牛头而得名。牛头刨床主要用中小型牛头刨床的主运动大多采用曲柄摇杆机构传动，故滑枕的移动速度是不均匀的。大型牛头刨床多采用液压传动，滑枕基本上是匀速运动。于单件小批生产中刨削中小型工件上的平面、成形面和沟槽。2二设计题目：牛头刨床设计数据如下：设计内容导杆机构的运动分析符 号2n42OOlAOl2BOl4BCl44SOl6Sx6Sy单 位r/minmm方案724301108100.36BOl40.5BOl418040导杆机构的动态静力分析及齿轮机构的设计Js44G6GPPy1z2z12mkgm2Nmmmm1.22206208000100153863三.设计内容第三方案 1 号位置的机构简图如图：一、牛头刨床的基本参数计算一、牛头刨床的基本参数计算 已知：24430O Olmm 2110O Almm 4810O Blmm(1)求求BCl 40 360 36 810291 60BCO Bllmm (2)求杆摆角求杆摆角 02241102229 64430O AO Olarcsinarcsinl(3)求导路到求导路到4O的距离的距离 H 44(1)2O Bhlcos0441129 64(1)810(1)796 5222222O BO BhHllcoscosmm 二、牛头刨床的速度分析二、牛头刨床的速度分析 选取合适的长度比例尺0 003mlmm,按指定的作业位置，正确地作出机构的运动简图。对于机构的位置，可先确定曲柄 1 的位置，然后依次画出导杆 4，连杆 5和滑块 6 的相应位置。已知：272nr min 5(1)求求3Av 22272260607 540nrad s 方向：逆时针 3220 11000 7 5400 829AO Avrlm s (2)求求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 02m svmm，作速度图34pa a 进而可得4Av的大小为 440 02 00Avvpa 4的大小为 44040 415690AO Avl 4 3A Av的大小为 4 3340 02 41 50 830A Avva am s 方向：34aa (3)求求 B 的速度影像的速度影像 b 及及Bv 6由影像原理知，在速度图上，b点应位于4pa的延长线上 且44810 04415 700OBOAllpbpa 0 02 00Bvvpb (4)求求Cv B基点，C动点 CV=BV+CBV 方向：水平 4O B BC 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 02 00Cvvpc CBv的大小为 0 02 00CBvvbc 5的大小为 050 291600CBBCvl (5)求求4Sv 由影像原理知，在速度图上，4s点位于pb的中点 440 02 00Svvps VC=07(6)速度综合速度综合 30 829Avm s 40Av 4 30 830A Avm s 0Bv 0Cv 0CBv 40Sv 27 540rad s 40 50 三、牛头刨床的加速度分析牛头刨床的加速度分析(1)求求4Aa 4Aa=4nAa+4tAa=3Aa+4 3kA Aa+4 3rA Aa 方向：4AO 4O A 2AO 4O A/4O A 8大小：244O Al?222O Al 44 32A Av?其中：4nAa的大小为 2244400 415690nAAOal 3Aa的大小为 2223227 540 110006 25AO Aalm s 4 3kA Aa的大小为 4 344 322 0 0 830kA AA Aav 选取加速度比例尺20 2m samm，作加速度图34 a a 进而可得4tAa的大小为 24440 2 31 36 26tAaaaam s 方向：44aa 4的大小为 4426 2640 4156915 06tAAOalrad s 方向：顺时针 (2)求求 B 的加速度影像的加速度影像 b及及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44810 04415 731 360 9OBOAllbamm 2 0 2 60 912 18Baabm s 方向：b 9(3)求求Ca Ca=Ba+nCBa+tCBa 方向：水平 CB BC 大小：?25BCl?其中：nCBa的大小为 22250 000 291600 00nCBBCalm s 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 2 58 211 64Caacm s 方向：c tCBa的大小为 2 0 2 15 63 12tCBaac cm s 方向：cc 5的大小为 23 1250 2916010 70tCBCBalrad s 方向：逆时针 (4)求求4Sa 由影像原理知，在加速度图上，4s点位于 b的中点 244 0 2 30 56 10Saasm s =11.64m/s210方向：4s (5)加速度综合加速度综合 236 25Aam s 40nAa 246 26tAam s 24 30 00kA Aam s 212 18Bam s 211 64Cam s 0nCBa 23 12tCBam s 246 10Sam s 2415 06rad s(顺时针)2510 70rad s(逆时针)四、牛头刨床的动态静力分析四、牛头刨床的动态静力分析 已知：4220GN 6620GN 0PN 100pymm 241 200SJkg m 1.各构件的惯性力，惯性力矩：各构件的惯性力，惯性力矩：44444220 6 10 9 8136 94iSSFmaGagN （与4Sa方向相反）666620 11 64 9 8736 41iCCFmaGagN （与Ca方向相反）F14=136.94N114441 200 15 0618 07iSMJN m(逆时针)44418 07 136 94132 0iiihMFmm 2.动态静力分析动态静力分析(1)以杆组以杆组 5-6 为示力体为示力体 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10NFmm，作力多边形图 161610 65 4654FRlN 45451073 7737FRlN 5645737RRN 杆 5-6 对点 C 求力矩得：666616 160iSSF yG xR e M14=18.07N.m12解得160 126em (2)以杆组以杆组 3-4 为示力体为示力体 5445737RRN 杆 4 对点4O求力矩得：454544444340RiFiGO AR hF hG hR L 解得341618RN 根据平衡条件有 4G +4iF +34R +54R+14R=0 方向：竖直 4O A/BC?大小：?13选取比例尺10NFmm，作力多边形图 141410 72 2722FRlN (3)以曲柄以曲柄 2 为示力体为示力体 32341618RRN 根据平衡条件有 1232RR 32320bMR h 于是可以求得 12321618RRN 32320bMR h (4)力综合力综合 144136 94iFN 6736 41iFN 418 07iMN m 4132 0ihmm 16654RN 160 126em 45737RN 56737RN 54737RN Fi4=136.94NFI6=736.41NMI4=18.07N.m15341618RN 14722RN 321618RN 121618RN 0bM 12 个位置数据表：齿轮机构设计：（1）确定变位齿轮的类型：（设计参数如下）齿轮不发生根切的最少齿数为 17，Z1=1517,因此齿轮 1 发生跟切，故采用变位修正得到变位齿轮。这里我们采用高度变位齿轮。（2）变位系数的确定：齿轮 1：Xmin=ha*（Zmin-Z)/Zmin=0.12mm 取变位系数 X1=0.5mm X2=-0.5mm =20X1=0.5mmX2=-0.5mmZ1Z2m121538616（3）高度变位齿轮尺寸数据的确定：齿轮 1：（正变位）X1=0.5 基圆直径：db1=mZ1cos20=84mm 分度圆直径：d1=mz1=90mm 齿顶高：ha1=(ha+x1)m=9mm 齿根高：hf1=(ha+c-x1)m=4.5mm 齿顶圆直径：da1=d1+2ha1=108mm齿根圆直径：df1=d1-2hf1=81mm 齿厚：s=(/2+2X1tan)m=10.74mm 齿槽宽：e=(/2-2X1tan)m=8.11mm 齿轮 2：（负变位）X2=-0.5基圆直径：db2=mZ2cos20=214mm 分度圆直径：d2=mz2=228mm 齿顶高：ha2=(ha+x2)m=3mm 齿根高：hf=(ha+c-x)m=10.5mm齿顶圆直径：da2=d2+2ha2=234mm齿根圆直径：df2=d2-2hf2=207mm 齿厚：s=(/2+2X2tan)m=8.11mm 齿槽宽：e=(/2-2X2tan)m=10.74mm 中心距：d1/2+d2/2=159mm 齿距：P=m=18.84mm （4）渐开线画法：（一）将基圆以 5等分，点为 1，2，3，4，5，6（二）做 1，2，3，4，5，6 的切线（三）使切线长度等于圆弧长度（四）直到渐开线与齿顶圆相交，描点完成 （5）特殊点说明：N1，N2：两齿轮基圆公切线与基圆交点B1，B2：两齿轮基圆公切线与两齿轮齿顶圆交点db1=84mmd1=90mmha1=9mmhf1=4.5mmdb2=214mmd2=228mmha2=3mmhf=234mm中心距 159mmP=18.84mm17P：两齿轮公切线与 O1，O2 交点四设计体会通过一段时间的设计，让我对所学知识得到了更深的理解，也学会了运用各种资料、工具，熟练了 CAD、Office 等软件的使用，体会到了同伴之间的密切合作的重要性等等。同时这之间的种种工作也离不开老师的热情指导，在此表示深深的谢意。五参考文献机械原理课程设计 华中科技大学出版社 刘毅主编