牛头刨床运动方案一位置2.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：1、概、概 述述1.1 牛头刨床简介.11.2 运动方案分析与选择.22、导杆机构的运动分析、导杆机构的运动分析设计数据设计数据.42.1 位置 2 的速度分析.52.4 位置 2 的加速度分析.73、导杆机构的动态静力分析、导杆机构的动态静力分析3.1 位置 2 的惯性力计算.93.2 杆组 5,6 的动态静力分析.93.3 杆组 3.4 的动态静力分析.103.4 平衡力矩的计算.11曲线示意图.12十二个位置数据表.13齿轮啮合图的设计.14小结.1411.概 述1.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。（）通过课程设计，进一步提高学生运算、绘图、表达、运用计算机和查阅技术资料的能力。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、凸轮机构、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，在此基础上设计凸轮、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、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。1.1牛头刨床的简介机构简介：机构简图如下所示：2棘轮工作台电动机O99EDA8O4O2O11工件牛头刨床机构简图d0Z0d0Z2Z1Z1on2on0 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如上图所示。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1-2-3-4-5-6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，以提高生产效率。因此，刨床采用具有急回特性的导杆机构。刨刀每切削完成一次，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（图中未画），使工作台连同工件作一次进给运动，以便刨刀继续切削。1.2运动方案分析与选择3运动机构简图方案分析:机构具有确定运动.自由度为F=3n-(2Pl+Ph)=35-(27+0)=1;通过曲柄带动摆杆导杆机构和滑块使刨刀往复运动,实现切削功能,能满足功能要求.工作性能,工作行程中刨刀速度较慢,变化平缓,符合切削要求,摆动导杆机构使其有急回作用,可满足任意行程速比系数k的要求;传递性能,机构传动转角为90,传动性能好,能承受较大的载荷,机构运动链较长,传动间隙较大;动力性能,传动平稳,冲击震动较小结构和理性,结构简单合理,尺寸和质量也较小,制造和维修也较容易经济性,无特殊工艺和设备要求,成本较低.综上所述,选该方案.42导杆机构的运动分析（位置 2 号和 4 号）（选择方案一）52.1 位置2的速度分析 数据：n2=60r/min,LO2O4=380mm,LO2A=110mm,LO4B=540mm,LBC=0.25LO4B,LO4S4=0.5LO4B对位置2：选取尺寸比例尺l=0.001m/mm，作机构运动简图。Lo4A=0.41899m速度分析：取构件3和4的重合点（A2，A3，A4）进行速度分析。对构件2：VA2=2LO2A=（60X2）/60 x0.11=0.69 m/s对构件3：构件3和构件2在A处构成转动副，VA3=VA2=0.69 m/s对构件4：VA4=VA3+VA4A3大小：？0.69？方向：AO4 AO2 /AO4取速度极点P，速度比例尺v=0.01（m/s）/mm。作速度多边形如下图所示。计算结果Lo4A=0.419mVA2=0.69 m/s6得：VA4=0.33m/s，4=VA4/LO4A=0.79 rad/sVB4=4 X LO4B=0.43 m/s对构件4：VC5=VB+VCB大小：？?方向：/XX o4B CB取速度极点P，速度比例尺v=0.01（m/s）/mm。作速度多边形如上图所示。得：VC=0.41 m/sVA4=0.3237m/s 4=0.7/rad/sVB4=0.43 m/sVC5=0.41 m/s aA2=4.338 m/saA3=4.338 m/s72.2 位置2的加速度分析对构件2：aA2=w2 LO2A=6.28*6.28*0.11=4.338224 m/s对构件3：构件3和构件2在A处构成转动副，aA3=aA2=4.338 m/s对构件4：aA4=a A4n +a A4=aA3+a A4A3k +a A4A3r大小：?42lO4A?方向：?BA O4B AO2 O4B /O4B 取加速度极点pa A4A3k=24A4 A3=0.97 m/s=424AOl=0.79*0.79*0.419=0.26 m/s作加速度多边形如上图所示。得：=2.89m/s66.1076*0.0434/0.419=6.85对构件5：:aC5=aB5 n+aB5 t+aC5B5n+aC5B5大小:？方向：xx BO4 BO4 CB CBaA4A3k=0.97 m/s=0.26m/s=2.89m/s6.88取加速度极点p，加速度比例尺a=0.0434作加速度多边形如上图所示。得：ac=3.72m/s=3.72m/s,93、导杆机构的动态静力分析、导杆机构的动态静力分析数据：G4=200N，G6=700N，P=7000N,JS4=1.1 kg.m2位置2：对各构件进行受力分析，按静定条件将机构分解为两个基本杆组及作用有未知平衡力的构件2，并有杆组进行分析。3.1 位置2的惯性力计算对构件4:惯性力FI4=m4aS4=(G4/g)aS4=200/9.8*1.86=37.96N，对构件6:惯性力FI6=m6aC6=(G6/g)aC6=700/9.8*3.72=265.71N，3.2 杆组5,6的动态静力分析5 6杆组示力图分析按比例尺uf=20N/mm作力多边形，求出运动副反力FR16和FR56。对c点列力矩平衡方程，有由MC=0，有 FR16lx+F16ys6-pyp-G6xs6=0 lx=700.2mmlx=700.2mmFI4=37.96NFI6=265.71N 10力多边形又F=P+G6+FI6+FR45+FR16=0，作为多边行如图所示，N=10N/mm。由力多边形可得：FR45=FR45N=10*727.5=7275N FR16=FR16N=10*102.06=1020.6N3.3 杆组3,4的动态静力分析示力体如下图MS4=JS4S4=7.535Nm(逆时针)对O4点取矩得：M o4=FR54*lh1+FI4*lh2+G4 lh3-F R34lo4A=0F R34=9011.8NFR45=7275NFR16=1020.6NMS4=7.535Nm(逆时针)FR34=9011.8N11力多边形由F=0，作力的多边形如上图所示，N=10N/mm。得：Fr14=2813NFR12=FR32=FR23=9011.8N3.4 平衡力矩的计算在右图中，对o2点取矩得：M o2=9011.8*0.0516=465.01 N.mFr14=2813NFR12=FR32=FR23=9011.8NMo2=465.01 N.m12速度曲线图13四、十二个位置数据表 123456Vc（m/s）00.3990.6390.7500.7490.652ac（m/s2）6.0113.7382.0710.618-0.600-1.748789101112Vc（m/s）0.4450.062-0.552-1.222-1.295-0.628ac（m/s2）-3.368-5.966-8.505-6.0984.9488.90414齿轮啮合图的设计齿轮啮合图是将齿轮各部分尺寸按一定的比例尺在图样上画出齿轮啮合关系的一种图形，它直观地表达了一对齿轮的啮合特性和啮合参数，并可借助图形做某些必要的分析。Xmin=ha*（zmin-z）/zmin=17-10/17=0.4mm x1=0.4 x2=-0.4计算各圆直径:基圆直径：db1=6*10*cos20=56.4 db2=6*40*cos20=225.5 分度圆直径：d1=6*10=60 d2=6*40=240齿顶高：ha1=（1+0.4）*6=8.4 ha2=（1-0.4）*6=3.6齿根高：hf1=（1+0.25-0.4）*6=5.1 hf2=（1+0.25+0.4）*6=9.9齿顶圆直径：da1=60+2*8.4=76.8 da2=240+2*3.6=247.2齿根圆直径：df1=60-2*5.1=49.8 df2=240-2*9.9=220.2齿厚 s1=(3.14/2+2x0.4tan20)*6=11.22 s2=(3.14/2-2*0.4tan20)*6=7.62 齿距 p=3.14*6=18.84中心距：a=（60/2+240/2）=150 N01=10 N02=40.8步骤一：选取适当比例=0.001m/mm步骤二画出两齿轮基圆内的公切线，它与连心线 O1O2的交点为节点 P，P 点又是两节圆的切点，基圆内的公切线与过点 P 的节圆切线间的夹角为啮合角/=20。步骤三过节点 P 分别画出两齿轮在顶圆和根圆之间的齿廓曲线步骤四按已算得的齿厚 s 和齿距 p，计算对应的弦长 s 和 ps1=11 p1=18.4 s2=7.58 p2=18.7 按 s 和 p 在分度圆上截取弦长得 A、C 两点步骤五：取 AB 中点 D，连 O2、D 两点为轮齿的对称线并画出对称的左半部分齿廓和其他相邻的 34 个齿轮的齿廓。步骤六：做出齿廓工作段。B2 为起始啮合点，B1 为终止啮合点。小结在经历这个设计课程之后，发现自己学的不扎实，不够细心，同时对设计机构时的过程有了一定的了解，继续努力。x1=0.4x2=-0.4db1=56.4mmdb2=225.5mmd1=6*10=60mm d2=6*40=240mmha1=8.4 mm ha2=3.6mmhf1=5.1mm hf2=9.9mmda1=76.8mm da2=247.2mmdf1=49.8mm df2=220.2mms1=11.22 mms2=7.62 mmp=3.14*6=18.84mma=150 mmN01=10mm N02=40.8mm