牛头刨床运动方案三位置6.zip

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牛头刨床的设计与分析.dwg
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牛头 刨床 运动 方案 位置
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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 一结构简介(1)二设计数据(2)三设计内容 1.牛头刨床的基本参数计算(3)2.牛头刨床的速度分析(3)3.牛头刨床的加速度分析(5)4.牛头刨床的动态静力分析(7)四齿轮机构设计(9)五设计体会(11)六参考文献 (12)11.机构简介1.机构简介牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床。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,以提高生产率。为此刨床采用有急回作用的导杆机构。刨刀每次削完一次,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,故需安装飞轮来减少主轴的速度波动,以提高切削质量和减少电动机容量。22.设计数据.设计数据各已知数据如下图所示,未知数据可有已知数据计算求得。设计内容导机构的运动分析导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导杆机构的动态静力分析及齿轮机构的设计符 号n2lO2O4lO2AlO4BlBClO4S4xS6yS6G4G6PyPz1z2m12单 位r/minmmNmmmm方案724301108100.36BOl40.5BOl41804022062080001001538633.设计内容.设计内容一、牛头刨床的基本参数计算牛头刨床的基本参数计算 已知:24430O Olmm 2110O Almm 4810O Blmm(1)求BCl 40 360 36 810291 60BCO Bllmm (2)求杆摆角 02241102229 64430O AO Olarcsinarcsinl(3)求导路到4O的距离H 4(1)2O Bhlcos0441129 64(1)810(1)796 5222222O BO BhHllcoscosmm 二二、牛头刨床的速度分析、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 (1)求3Av 22272260607 540nrad s 方向:逆时针 3220 11000 7 5400 829AO Avrlm s (2)求4Av滑块3动参考系,4A动点 H=796.52mm3Av=0.829m/s4Av=0.668m/s27540rad s 44AV=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 33 40 668Avvpam s 方向:4pa 4的大小为 440 66840 513501 301AO Avlrad s 方向:顺时针 4 3A Av的大小为 4 3340 02 24 60 492A Avva am s 方向:34aa (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44810 04513 533 452 6OBOAllpbpamm 0 02 52 61 052Bvvpbm s 方向:pb (4)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 51 91 038Cvvpcm s 方向:pc 41301rad s 4 30492A Avm s 1 052Bvm s 1038Cvm s 5CBv的大小为 0 02 8 00 160CBvvbcm s 方向:bc 5的大小为 0 16050 291600 549CBBCvlrad s 方向:顺时针 (5)求4Sv 由影像原理知,在速度图上,4s点位于pb的中点 440 02 26 30 526Svvpsm s 方向:4ps (6)速度综合 30 829Avm s 40 668Avm s 4 30 492A Avm s 1 052Bvm s 1 038Cvm s 0 160CBvm s 40 526Svm s 27 540rad s (顺时针)41 301rad s (顺时针)50 549rad s (顺时针)三、三、牛头刨床的加速度分析 牛头刨床的加速度分析(1)求4Aa 4Aa=4nAa+4tAa=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 2224441 300 513500 87nAAOalm s 3Aa的 大 小为 222322754011000625AO Aalm s 0160CBvm s 50549rad s 6p 6 c 6 v=0.02m/smm a=0.1m/s2mmkca4s4a4a3ba3a4bc 4 3kA Aa的大小为 24 344 322 1 30 0 491 28kA AA Aavm s 选取加速度比例尺20 1m samm,作加速度图34 a a 进而可得4tAa的大小为 24440 1 24 32 43tAaaaam s 方向:44aa 4的大小为 4422 4340 513504 73tAAOalrad 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44810 04513 525 840 8OBOAllbamm 2 0 1 40 84 08Baabm 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 22250 550 291600 09nCBBCalm 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 1 39 33 93Caacm s 方向:c tCBa的大小为 2 0 1 7 70 77tCBaac cm s 方向:cc 5的 大 小为 24 08Bam s 23 93Cam s 720 7750 291602 64tCBCBalrad s 方向:顺时针 (4)求4Sa 由影像原理知,在加速度图上,4s点位于 b的中点 244 0 1 20 42 04Saasm s 方向:4s (5)加速度综合 236 25Aam s 240 87nAam s 242 43tAam s 24 31 28kA Aam s 24 08Bam s 23 93Cam s 20 09nCBam s 20 77tCBam s 242 04Sam s 244 73rad s(逆时针)252 64rad s(顺时针)四四、牛头刨床的动态静力分析、牛头刨床的动态静力分析 已知:4220GN 6620GN 8000PN 100pymm 241 200SJkg m 1.各构件的惯性力,惯性力矩:44444220 2 04 9 845 80iSSFmaGagN (与4Sa方向相反)666620 3 93 9 8248 63iCCFmaGagN (与Ca方向相反)4441 200 4 735 68iSMJN m (顺时针)4445 68 45 80124 0iiihMFmm 2.动态静力分析(1)以 杆 组5-6 为 示 力体 杆5为二力杆 根据平衡条件有 8 6 3-4 hR45hG4hFi4hi4R54Fi4Fi4Mi4S4R14R23G4O4A B l=0.003mmm4568iMN m 4124 0ihmm6iF +P +6G+45R+16R=0 方向:水平 水平 竖直 /CB 竖直 大小:?选取比例尺80NFmm,作力多边形图 F161680 6 4512FRlN F454580 96 97752FRlN FR54=FR45=7752N 杆5-6对点C求力矩得:666616 160PiSSPyF yG xR e 解得161 801em (2)以杆组3-4为示力体 FR54=FR45=7752N 杆4对点4O求力矩得:454544444340RiFiGO AR hF hG hR L 解得 FR34=12014N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80NFmm,作力多边形图 F141480 58 64688FRlN (3)以曲柄2为示力体 FR32=FR34=12014N根据平衡条件有 1232RR 32320bMR h 于是可以求得 FR12=FR32=12014N 32321063 18bMR hN m445 80iFN 6248 63iFN FR149FR16=512N161 801em FR45=7752NFR54=7752NFR34=12014NFR14=4688NFR32=12014NFR12=12014N(4)力综合45 68iMN m 4124 0ihmm 1063 18bMN mFR16=512N 161 801em FR45=7752N FR54=7752N FR34=12014N FR14=4688NFR32=12014N FR12=12014N 1063 18bMN m(顺时针)4.齿轮机构设计:4.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Z1Z2m121538610X1=0.5mm X2=-0.5mm =20 Z1=15Z2=38变位系数X1=0.5mm X2=-0.5mm(3)高度变位齿轮尺寸数据的确定:(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:11ha1=(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)渐开线画法渐开线画法:(一)将基圆以 5等分,点为 1,2,3,4,5,6齿轮1:db1=84mmd1=90mmha1=9mmhf1=4.5mmda1=108mmdf1=81mms=10.74mme=8.11mm齿轮2:db2=214mmd2=228mmha2=3mmhf=10.3mmda2=234mmdf2=207mms=8.11mme=10.74mm中 心 距:159mm齿距:18.84mm(二)做 1,2,3,4,5,6 的切线(三)使切线长度等于圆弧长度12(四)直到渐开线与齿顶圆相交,描点完成(5)特殊点说明特殊点说明: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P:两齿轮公切线与 O1,O2 交点5 5设计体会设计体会 真正成功的背后需要我们为之付出很大的努力。通过这几天的奋斗,在老师悉心的指导下,在同学们的密切配合下,我们的机械原理课程设计终于完成了。在此我向冯老师表示最真诚的感谢。虽然我的设计可能还有不少的错误和误差,但心中还是无比的喜悦。以后会继续努力,永不言弃。在这几天奋斗中,我有很多的体验,同时也有我也找到许多的毛病,比如:不熟练 CAD、Office 等软件的使用,作图时不图不是太合理。但是通过这次实践设计,我觉得我的实验设计能力有了很大的突破。13 人生中会遇到很多的问题和坎坷,无论它们有多么的棘手,但我相信,只要努力,成功就一定会在眼前!6.参考文献6.参考文献机械原理课程设计 华中科技大学出版社 刘毅主编
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