牛头刨床运动方案一位置10.zip

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牛头 刨床 运动 方案 位置 10
资源描述:
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 录牛头刨床的主传动机构分析与设计1.机构简介-22.设计数据-33.设计内容-3齿轮啮合图的绘制1.设计数据-102.设计内容-11 设计小结-12参考文献-122 一机构简介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。二设计数据3 三设计内容第一节 导杆机构的运动分析(一)导杆机构设计要求概述:已知曲柄每分钟的转数,各构件尺寸,且刨头导路位于导杆端头 B 所作圆弧的平分线上。要求作机构的运动简图,并作机构一个位置的速度、加速度多边形以及刨头的运动线图,画在 2 号图纸上。10 位置的机构简图 4(二)计算过程由已知数据 n2=60r/min 得 2=260/60(rad/s)=6.28rad/s1.求 C 点的速度:(1)确定构件 3 上 A 点的速度构件 2 与构件 3 用转动副相联,所以 A3=A2.又 A2=2lO2A=0.96.7=0.6908m/(2).求 A4 的速度:选取速度比例尺:v=0.01(m/s)/mmA4 =A3 +A4A3方向:BO4 AO2 BO4 大小:?式中 A3、A4 表示构件 3 和构件 4 上 A 点的绝对速度,A4A3 表示构件 4 上 A 点相对于构件 3 上 A 点的速度,其方向平行于线段 BO4,大小未知;构件 4 上 A 点的速度方向垂直于线段 BO4,大小未知。在图上任取一点 P,作 A3 的方向线 pa3,方向垂直于 AO2,指向与2 的方向一致,长度等于 A3/v,(其中 v 为速度比例尺)。过点 p作直线垂直于 BO4 代表 A4 的方向线,再过 a3 作直线平行于线段BO4 代表 A4A3 的方向线这两条直线的交点为 a4,则矢量 pa4 和a3a4 分别代 A4 和 A4A3。2=6.28rad/sA2=0.6908m/A4=0.6336m/sA4A3=0.27475m/s5(3).求 BO 4 的角速度 4=A4/lo4A(4).求 C 点的速度 c:c =B +CB方向:X-X BO4 BC 大小:?4lO4B?式中 c 、B 表示点的绝对速度。CB 表示点 C 相对点 B 的相对速度其方向垂直于构件 CB,大小未知,点 C 的速度方向平行于 X-X,大小未知,图上任取一点 p 作代表 B 的矢量 pb 其方向垂直于 BO4指向于转向相反,长度等于(为速度比例尺)。过点p作直线平行于X-X,代表 c 的方向线,再点 b 作直线垂直于 BC 代表 CB 的方向线,这两方向线的交点为 C 则矢量 pc 和 bc 便代表 c、CB2.求 C 点的加速度(1)求 aA2因曲柄匀速转动:故 aA2=aA3选取加速度比例尺:a=0.1(m/s2)/mm求 aA4=aA3+aA4A3方向:BO4 BO4 AO2 BO4 BO4大小:?加速度见下图:w4=2.2913rad/sc =1.22931m/saA2=aA3=4.343m/sac=6.09839 m/s6式中是的切向和切法向加速度,是点 A4 相对于 A3 的相对加速度,但由于构件3 与构件 4 构成移动副,所以故其方向平行于二构件相对移动方向,即平行于BO4,大小未知,为科氏加速度,它的大小为,其中为相对速度和牵连角速度矢量之间的夹角,但是对于平面运动,的矢量垂直于运动平面而位于运动平面内,故,从而科氏加速度的方向是将沿的转动方向转(即图中的方向)。在上面的矢量方程中只有的大小未知,故可用图解法求解。如右图,从任意极点连续作矢量代表;再过作垂直于线段 BO4,大小;然后再过作 BO4 的平行线,代表的方向,过作垂直于 BO4,的直线,代表的方向线,它们相交点则矢量代表。(2).求 B 点的加速度B 点的加速度分为切向和法向用图解法求出(3)求 C 点加速度aC=aB+aCB,aC 有切向和法向,aCB 和 aB 也有切向和法向aC 的方向平行于 xx,aB 法向加速度的方向为 B 指向 A,切向的加速度方向为垂直于 AB。aCB 法线加速度的方向为 C 指向 B,aCB 切向加速度的方向垂直于BC。由加速度的矢量方程可求得 aB,aCB,aC 的大小。第二节 导杆机构动态静力分析已知各构件的重量 G(曲柄 2、滑块 3 和连杆 5 的重量都可忽略不计),导杆 4 绕心的转动惯量 Js,及切削力 P 的变化规律动态静力分析过程:取“2点为研究对象,分离 5.6 构件进行运动静力分析,作阻力体如图所示选取长度比例尺=0.001m/mm,选取力比例尺=10N/mm已知 Fr=7000N,G6=700N,aC=6.09839 m/s可以计算出 FI6=G6/g*aC又因为 Fr,G6,FI6,F45,FR16 矢量和为零,可列矢量方程。Fr 方向平行于 x轴,G6 平行于 y 轴,FI6与 aC 的方向相反,F45平 行 于 BC,FR16 平 行于 y 轴7做出力的多边形,选取比例尺为=10N/mm分离 3,4 构件进行运动静力分析FI6=435.1553NFR45=7448.1NFR16=260.48N已知 FR45=FR54=7448.1N,G4=200N,可求得构件 4 的惯性力FI4=G4/g*aS4,方向与 aS4 方向相反。惯性力矩 MI4=-Js4*aS4,方向与a4 运动方向相反。取构件 4 为受力平衡体时,对 A 点取距,此时力 FR54,FR34,FI4,G4,FR14 的合力为零,FR54 的方向为平行于 BC,FI4 与 aS4 反向,G4 平行于y轴,FR34 垂直于 O4A因为曲柄2滑块3的重量可忽略不计,有FR34=FR23=FR32此时FR12=FR32即Mb=FR32*l9hFI4=66.1315NMI4=11.8854N*mFR34=14489.174NMb=1462.25N*m第 三 节 位移,速度,加速度曲线10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。11Xmin=ha*(zmin-z)/zmin=17-10/17=0.4mm x1=0.5mm x2=-0.5mm计算各圆直径:基圆直径:db1=6*10*cos20=56.4mm db2=235.5mm 分度圆直径:d1=6*10=60mm d2=6*40=240mm 齿顶高:ha1=9mm ha2=3mm齿根高:hf1=4.5mm hf2=10.5mm齿顶圆直径:da1=60+2*9=78mm da2=240+2*3=246mm齿根圆直径:df1=60-2*4.5=51mm df2=240-2*10.5=219mm齿厚:s1=11.6mm s2=7.24mm齿槽宽 p1=7.24mm p2=11.61mm中心距:a=(60/2+240/2)=150mm其他相关数据计算 中心距:a=60/2+240/2=150mm方法一:可测量得 B1B2=24.58mmPb=18.85mm计算得 a=B1B2/pb=1.304方法二:a=z1(tan_a1-tan)+z2(tan_a2-tan)/2=(10*(tan43-tan20)+40*(tan23-tan20)/2=1.290两种方法算得误差为 1.304-1.290=0.014步骤一:选取比例=0.5m/mmx1=0.5mm x2=-0.5mmd1=6*10=60mm d2=6*40=240mma=(60/2+240/2)=150mmPb=18.85mm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12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。设 计 小13结通过此次课程设计,我深刻的认识到了学习中的不足与问题。特别是在机构运动分析过程中,我更是认识到了学习上的不足。在编程过程中频繁的错误让我伤透了脑筋。好在经过努力此次任务终于完成了,看着自己的劳动成果,心中不禁油然产生一种成就感。此次课程设计虽说一半是计算机工作一般人工劳作,但在数据的处理过程中却起到了相得益彰的效果。比如在对滑块的速度,加速度和位移的分析过程中虽然是采取计算机和人工计算两种不同的处理方式,但其得出的结果却差别不大,这充分说明了学习工作的多方法性,也教育我们不要拘泥于单一的思维方式,要用多重方法解决为题。参考文献1.机械原理业仲和等主编2.材料力学(第四版)刘鸿文主编3.机械原理课程设计刘毅主编
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