牛头刨床运动方案三位置12.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：一一、机构简介与设计数据机构简介与设计数据 l机构简介l机构简介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，如图所示。电动机经过减速装置使曲柄 2 转动，再通过导杆机构23456，使刨刀 7 作往复运动，以实现刀具的切削运动。刀具与工作台之间的进给运动，是由固结于轴O2上的凸轮驱动摆动从动件和其他有关机构来完成的。为了缩短空回行程时间，提高生产率，要求刀具有急回运动。右图为阻力线图。2设计数据：2设计数据：二、设计内容：二、设计内容：1.导杆机构的运动分析2.导杆机构的动态静力分析3.齿轮设计三、设计要求：三、设计要求：1.作机构的运动简图，并作机构两个指定位置的速度、加速度多边形及刨头的运动线图。2.求一个位置各运动副反作用力、曲柄上所需的平衡力矩。（以上内容画在 1 号图纸上）3解析法校核机构运动分析和动态静力分析结果4.选择齿轮副 z1-z2 的变位系数，计算该对齿轮传动的各部分尺寸，以 2 号图纸绘制齿轮传动的啮合图。5编写设计计算说明书一份一、设计题目一、设计题目.5二、设计数据二、设计数据.5三、设计内容三、设计内容.5四、运动分析四、运动分析.51.速度分析1.速度分析.52.加速度分析2.加速度分析.9五、动态静力分析五、动态静力分析.12六、齿轮的设计六、齿轮的设计.15七、对结果进行分析总结七、对结果进行分析总结.16八、主要参考文献八、主要参考文献.16第 5 页一、设计题目一、设计题目牛头刨床的主传系统二、设计数据二、设计数据一号图纸 594841设计数据如表所内容导杆机构的运动分析导杆机构的动态静力分析参数n2Lo2o4Lo2ALo4BLBCLo4s4xs6ys6G4G6FpypJs4单位r/minmmNmmKg.m2数值72430110810291.64051804022062080001001.2三、设计内容三、设计内容1.运动分析：做机构 1 个位置的速度多边形和加速度多边形，做滑块的运动曲线图。2.动态静力分析：确定机构 1 个位置的各运动副反力及应加于曲柄上的平衡力矩。3.齿轮机构的设计：选择变位系数，计算齿轮传动的各部分尺寸，绘制齿轮传动的啮合图。四、四、运动分析运动分析1.速度分析1.速度分析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 第 6 页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选取合适的长度比例尺0 004mlmm,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 2 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 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 2=0.540/（逆时针）3=0.829m/s第 7 页p 12 c v=0.02m/smmba3a4进而可得4Av的大小为 440 02 22 20 444Avvpam s 方向：4pa 4的大小为 440 44440 360991 230AO Avlrad s 方向：逆时针 4 3A Av的大小为 4 3340 02 35 00 700A 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 04361 022 249 8OBOAllpbpamm 0 02 49 80 996Bvvpbm s 方向：pb (4)求Cv 4=0.444m/s4=1.230/（逆时针）43=0.700m/s=0.996m/s 第 8 页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 48 40 968Cvvpcm s 方向：pc CBv的大小为 0 02 10 80 216CBvvbcm s 方向：bc 5的大小为 0 21650 291600 741CBBCvlrad 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 24 90 498Svvpsm s 方向：4ps (6)速度综合 30 829Avm s 40 444Avm s 4 30 700A Avm s =0.968m/s=0.216m/s5=0.741/（顺时针）4=0.498m/s第 9 页0 996Bvm s 0 968Cvm s 0 216CBvm s 40 498Svm s 27 540rad s (逆时针)41 230rad s (逆时针)50 741rad s (顺时针)2.加速度分析2.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 230 360990 55nAAOalm s 3Aa的大小为 2223227 540 110006 25AO Aalm s 4 3kA Aa的大小为 24 344 322 1 23 0 701 72kA AA Aavm s 选取加速度比例尺20 2m samm，作加速度图34 a a 3=6.25/2第 10 页 12 a=0.2m/s2mmkca4s4a4a3bc进而可得4tAa的大小为 24440 2 35 07 00tAaaaam s 方向：44aa 4的大小为 4427 0040 3609919 39tAAOalrad s 方向：顺时针 (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 04361 035 178 8OBOAllbamm 2 0 2 78 815 76Baabm s 方向：b (3)求Ca Ca=Ba+nCBa+tCBa 方向：水平 CB BC 4=19.39/（顺时针）=15.76/2第 11 页大小：?25BCl?其中：nCBa的大小为 22250 740 291600 16nCBBCalm 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 78 615 72Caacm s 方向：c tCBa的大小为 2 0 2 11 02 20tCBaac cm s 方向：cc 5的大小为 22 2050 291607 54tCBCBalrad s 方向：逆时针 (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 2 39 47 88Saasm s 方向：4s (5)加速度综合 236 25Aam s =15.72/25=7.54/（逆时针）4=7.88/2第 12 页240 55nAam s 247 00tAam s 24 31 72kA Aam s 215 76Bam s 215 72Cam s 20 16nCBam s 22 20tCBam s 247 88Sam s 2419 39rad s(顺时针)257 54rad s(逆时针)五、动态静力分析五、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：44444220 788 98 17690iSSFm aG agN （与4Sa方向相反）666620 1572 9899453iCCFm aG agN （与Ca方向相反）4441200 19392327iSMJN m(逆时针)4442327 17690 1315iiihMFmm 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 4=176.90N6=994.53N4=23.27Nmhi4=131.5mm第 13 页 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 12 F=10NmmR45G6R16Fi6 161610 639639FRlN 454510 995995FRlN 5645995RRN 杆 5-6 对点 C 求力矩得：666616 160iSSF yG xR e 解得160112em (2)以杆组 3-4 为示力体 5445995RRN 杆 4 对点4O求力矩得：454544444340RiFiGO AR hF hG hR L 解得342496RN 根据平衡条件有 4G +4iF +34R +54R +14R=0 16=639N45=995N56=995N第 14 页16=0.112m34=2496N方向：竖直 4O A /BC?大小：?选取比例尺10NFmm，作力多边形图 R23R54Fi4G4R14 141410 1305 1305FRlN (3)以曲柄 2 为示力体 32342496RRN 根据平衡条件有 1232RR 32 320bMR h 于是可以求得 12322496RRN 32 3214686bMR hN m 其方向为逆时针 (4)力综合 417690iFN 699453iFN 42327iMN m 41315ihmm 16639RN 160112em 45995RN第 15 页 56995RN 54995RN 14=1305N32=2496N12=2496N=146.86Nm342496RN 141305RN 322496RN 122496RN 14686bMN m(逆时针)六、齿轮的设计六、齿轮的设计151Z382Z612m（1）最 小变 位系 数102.0)(minminminZZZhXa取 X1=X2=0.14，=20（2）分度圆直径第 16 页mmmZ90d11 mmmZd22822节圆直径 mmdd9011 mmdd22822 齿顶高 mmXhha84.66)(1*1 mmXhha16.56)(2*2 齿根高 mmXchhf66.66)(1*1 mmXchhf34.86)(2*2齿顶圆直径mmhddaa7.1032111mmhddaa3.2382222齿根圆直径mmhddff7.762111mmhddff3.21122221=-2=0.14基圆 直径 mmddb6.84cos11mmddb2.214cos22第 17 页 齿宽 mmmXS0.10)tan22/(11mmmXS8.8)tan22/(22齿间距 mmmXe8.8)tan22/(11 mmXe0.10)tan22/(22 七、对结果进行分析总结七、对结果进行分析总结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。八、主要参考文献八、主要参考文献（1）高慧琴 机械原理（第 2 版）国防科技出版社（2）刘毅机械原理课程设计（第三版）华中科技大学出版社