遼寧工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 牛頭刨床1,4 ,9點(diǎn)

1、遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書（論 文）目 錄一、牛頭刨床示意圖 1二、設(shè)計(jì)題目和原始數(shù)據(jù) 2三、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3四、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 3五、機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析 9六、飛輪設(shè)計(jì)14七、凸輪設(shè)計(jì)15八、齒輪設(shè)計(jì)15九、解析法161.導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)162.機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析173.機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析194.凸輪設(shè)計(jì)21十、本設(shè)計(jì)的思想體會(huì) 24十一、參考文獻(xiàn)33十二、附錄24一、牛頭刨床示意圖 圖1機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機(jī)床，如圖1-（a）所示，電動(dòng)機(jī)經(jīng)行星齒輪減速器（圖中未畫出）和齒輪Z1 和Z2 固聯(lián)在一起的曲柄2和凸輪7。刨床工作時(shí)，由導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)2-3-4-5帶動(dòng)

2、刨頭6及刨刀6作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。刨頭右行時(shí)，刨刀進(jìn)行切削，稱為工作行程。此時(shí)要求刨刀的速度較低且近似做等速運(yùn)動(dòng)，以減小沖擊和提高加工質(zhì)量；刨刀左行時(shí)，刨刀不進(jìn)行切削，稱為空回行程。此時(shí)要求有較高的速度，以提高生產(chǎn)率。根據(jù)以上要求刨床采用了具有極回運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，此時(shí)，刨刀每切削一次，利用空回程的時(shí)間凸輪通過搖桿8帶動(dòng)棘爪棘輪機(jī)構(gòu)和螺旋機(jī)構(gòu)（圖中未畫出）使工作臺(tái)連同工件作一次進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，由于刨頭在工作行程中，受到很大的切削阻力，而空回行程沒有切削阻力，因此機(jī)構(gòu)在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中受力變化很大，引起主軸轉(zhuǎn)速的波動(dòng)，并影響了加工質(zhì)量，為此在O1軸上安裝一個(gè)飛輪（圖中未畫出），實(shí)現(xiàn)調(diào)速。二、設(shè)計(jì)題目與數(shù)據(jù)1題

3、目牛頭刨床的綜合設(shè)計(jì)與分析2原始數(shù)據(jù)刨頭的行程 H=550mm行程速比系數(shù) K=1.6機(jī)架長(zhǎng) LO2O3=400mm質(zhì)心與導(dǎo)桿的比值 LO3S4/LO3B=0.5連桿與導(dǎo)桿的比值 LBF/LO3B=0.3刨頭重心至F點(diǎn)距離 XS6=160mm導(dǎo)桿的質(zhì)量 m4=15kg刨頭的質(zhì)量 m6=58kg導(dǎo)桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 JS4=0.7kgm切割阻力 FC=1300N切割阻力至O2的距離 YP=175mm構(gòu)件2的轉(zhuǎn)速 n2=80rpm許用速度不均勻系數(shù) =1/40齒輪Z1、Z2的模數(shù) m12=15mm小齒輪齒數(shù) Z1=18大齒輪齒數(shù) Z2=46凸輪機(jī)構(gòu)的最大擺角 max=16º凸輪的擺桿長(zhǎng) LO4

4、C=140mm凸輪的推程運(yùn)動(dòng)角 0=60º凸輪的遠(yuǎn)休止角 01=10º凸輪的回程運(yùn)動(dòng)角 0'=60º凸輪機(jī)構(gòu)的機(jī)架長(zhǎng) Lo2o4=150mm凸輪的基圓半徑 ro=55mm凸輪的滾子半徑 rr=15mm三、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1、已知：行程速比系數(shù) K=1.6刨頭的行程 H=550mm機(jī)架長(zhǎng)度 LO2O3=400mm連桿與導(dǎo)桿的比 LBF/LO3B=0.32、各桿尺寸設(shè)計(jì)如下A、求導(dǎo)桿的擺角：max =180°×（K-1）/（K+1）=180°×（1.6-1）/（1.6+1）=42° B、求導(dǎo)桿長(zhǎng)：LO3B1=H/2

5、sin（max/2）=550/2sin（42°/2）=767mm C、求曲柄長(zhǎng)：LO2A =LO2O3×sin（max/2）=400×sin21°=143mm D、求連桿長(zhǎng)LBF=LO3B×LBF/LO3B=767×0.3=230mm E、求導(dǎo)路中心到O3的距離LO3M =LO3B-LDE/2=LO3B1-1-cos(max/2)/2=742mm F、取比例尺 L=0.005m/mm 在A1圖紙中央畫機(jī)構(gòu)位置圖，圖形如牛頭刨床設(shè)計(jì)與分析中央部分。四、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析已知：曲柄轉(zhuǎn)速n2=80rpm各構(gòu)件的重心： 構(gòu)件6的重心：XS6=16

6、0mm第1點(diǎn)：A、速度分析求VA3VA3 =VA2=LO2An/30=0.143×80/30=1.20m/s 求VA4VA4 = VA3 + VA4A3大?。?？ 1.20 ？方向：O3A O2A O3A取V=VA3/Pa3=0.03 在A1圖的左下方畫速度多邊形求VB用速度影像求VB=0×0.03=0m/s求VFVF = VB + VFB大?。?？ 0 ？方向： 水平 導(dǎo)路 BF接著畫速度多邊形由速度多邊形求得：VF=V=0m/s 方向水平向右求44=3=VA4/LO3A=0rad/S 求VA4A3VA4A3= ×V=0m/s 方向如速度圖所示 B、加速度分析求

7、aKA4A3aKA4A3=24VA4A3=0m/s2 求aA3aA3=aA2=22×LO2A=10.03m/s2 方向：AO2 求anA4anA4=23×LO3A=0m/s2 方向：AO3 求aA4anA4 + anA4= aA3 + akA4A3+ arA4A3大?。?0 ？ 10.03 0 ?方向：AO3 O3A O3A O3A取a=aA3/pa3=0.2 在A1圖的左下方畫加速度多邊形 大致圖形如A1圖左下方aA4=pa4×a=10.03m/s2 求aB方向如A1圖所示用加速度影像求aB=2.04m/s2 求afaF = aB + anFB + atFB 大

8、?。?？ 20.4 6.8 ?方向：水平 FB BF接著畫加速度多邊形由加速度多邊形求得：aF=pf×a=20.02m/s2 方向水平向右 第4點(diǎn)：A、速度分析求VA3VA3 =VA2=LO2An/30=0.142×80/30=1.20m/S求VA4 VA4 = VA3 + VA4A3大?。?？ 1.20 ？方向：O3A O2A O3A取v=VA3/Pa3=0.03 在A1圖的左下方畫速度多邊形大致圖形如牛頭刨床設(shè)計(jì)與分析左下部分所示求VB用速度影像求VB=1.575 m/s求VFVF = VB + VFB大?。?？ 1.575 ？方向：水平 如圖 BF VF = V=1.

9、59m/s 方向如圖 求4 4=3=VA4/LO3A=1.95rad/s 方向如圖 求VA4A3VA4A3 = ×V=0.3m/s 方向如速度圖所示 B、加速度分析求aKA4A3aKA4A3=24VA4A3=1.17m/s2 求aA3aA3=aA2=22×LO2A=10.03m/s2 方向：AO2 求anA4anA4=23×LO3A=2.05m/s2 求aA4 anA4 + anA4 = aA3 + akA4A3 + arA4A3 大小 2.05 ？ 10.03 1.17 ?方向：AO3 O3A O3A O3A取a=aA3/=0.2 在A1圖的左下方畫加速度多邊形

10、 圖形如牛頭刨床設(shè)計(jì)與分析左下方aA4=pa4×a=-2.6m/ s2 求aB 用加速度影像求aB aB= 4m/ s2 求aF aF = aB + anFB + atFB 大?。?？ 4 0 ?方向：水平 FB BF接著畫加速度多邊形由加速度多邊形求得：aF=×a= 2.6m/s2 方向：水平向左 第9點(diǎn)：A、速度分析求VA3VA3 =VA2=LO2An/30=0.142×80/30=1.20m/S 求VA4VA4 = VA3 + VA4A3大小 ? 1.20 0方向：O3A O2A O3A取V=VA3/Pa3=0.03 在A1圖的左下方畫速度多邊形圖形如牛頭刨

11、床設(shè)計(jì)與分析左下部分求VB用速度影像求VB VB=1.05m/s求VFVF = VB + VFB 大?。?? 1.05 0.33方向：水平 導(dǎo)路 BFVF=VB=V=-1.036m/s 方向水平向左 求44=3=1.38rad /s 方向：逆時(shí)針求VA4A3VA4A3=1.05m/s 方向如速度圖所示 B、加速度分析求akA4A3AkA4A3 =-3.06m/s2 求aA3aA3=aA2=22×LO2A=-10.03m/s2 方向：AO2求anA4anA4 =23×LO3A=-0.62m/s2 方向：AO3求aA4 圖8anA4 + anA4 = aA3 + akA4A3

12、+ arA4A3大?。?-0.62 -10.03 3.06 4.02方向：AO3 O3A O3A O3A取a=aA3/pa3 =0.2 在A1圖的左下方畫加速度多邊形 圖形如牛頭刨床設(shè)計(jì)與分析左下方所示aA4= ×a=-12.4m/s2 求aB用加速度影像求aB aB=-29.4m/s2 方向如A1圖所示求aF aF = aB + anFB + atFB大小： ？ -29.4 0.47 ?方向：水平 FB BF接著畫加速度多邊形由加速度多邊形得：aF= ×a =-23.2m/s2 方向：水平向右 在A1圖紙左上角繪制刨頭的運(yùn)動(dòng)線圖。大致圖形如A1圖左上方所示將計(jì)算結(jié)果匯總在

13、表1中 曲柄位置名稱 結(jié)果1234456SF00.0350.10.20.270.3050. 405VF01.081.1751.591.721.811.2aF20.213.27.82.6-0.38-1.08-2.8 曲柄位置名稱 結(jié)果788910101112SF0.490.5300.5430.5250.4250.270.210.05VF1.1760.480-1.036-2.67-3.5-3.37-1.775aF-8.6-14.42-19.2-23.2-24.4-1.615.929.7 表1五、機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析已知:導(dǎo)桿的質(zhì)量 m4=15Kg 刨頭的質(zhì)量 m6=58Kg (其余質(zhì)量忽略不計(jì)) 導(dǎo)

14、桿繞重心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 JS4=0.7kgm 切削阻力為常數(shù)大小為 FC=1300N1.確定慣性力、慣性力矩第4點(diǎn)：PI6=-m6×aF=-58×2.6=-150.8NPI4=-m4×as=-15×2=-30NMI4=-0.7×4= -1.81Nmh =M14/F14= -1.81/-30=0.06m 第9點(diǎn)：PI6=-m6×aF=-58×(-23.2)=1345.6N PI4=-m4×aS=-15×-14.7=220.5N M14=-JS4×4 =-14.03Nmh =M14/F14= -14.0

15、3/-112.35=0.1255m 將計(jì)算結(jié)果匯總在如下表2中：曲柄位置導(dǎo)桿4刨頭PI4M14Lh4PI64點(diǎn)-30-1.810.06-150.89點(diǎn)-360-14.030.1251700 表22.確定齒輪2的重量查指導(dǎo)書得齒輪2的重量G2=500N 3.確定各運(yùn)動(dòng)副反力 第4點(diǎn):A、取構(gòu)件5、6為示力體在機(jī)構(gòu)位置圖上方繪制示力體圖，如牛頭刨床設(shè)計(jì)與分析圖中央上方比例尺為：L=0.005m/mm圖形如1號(hào)圖： FC + G6 + PI6 + R45 + R76 =0上式中只有FR45、FR76的大小未知取力比例尺：P=Fc/=20N/mm 在機(jī)構(gòu)位置圖下面畫力多邊形 大致圖形如A1圖右下方求得

16、：R45=×P=1460N 方向與力多邊形中的方向一致 R76=×P=23×20=460N方向：垂直導(dǎo)路向上MF=0：FC（LO2M-YP）+G6×XS6=FR76h76h76=Fc×(LO2M-YP)+G6×XS6/R76 =0.696m B、取構(gòu)件3、4為示力體在機(jī)構(gòu)位置圖右側(cè)繪制示力體圖,比例尺為：L=0.005m/mm 圖形如A1圖其平衡方程為：R54 + G4 + R23 + PI4 + R74 = 0 MO3=0 (確定R23的大小)：R23h23+PI4hI4+G4h4=R54h54量得:hI4 =0.05m ；hP=0

17、.305m； h54=0.765mR23=(FR54h54+F'14hP+G4h4)/h23=2136N 矢量式中R74的大小和方向未知 仍取力比例尺P=10N/mm 接著畫力多邊形圖求得:R74= eh×P=39×20=780N 方向與力多邊形中eh的方向一致 C、取構(gòu)件2為示力體在機(jī)構(gòu)位置圖右下方繪示力體圖，比例尺為:L=0.005m/mm 大致圖形如A1圖右下方 其平衡方程為：R32+ Pb + G2 + R72= 0MO2=0 （確定Pb的大小）：FR32h32=Pbrb量得:h32=0.14m 算得:rb =0.324m Pb=FR32h32/rb=935

18、N 式中的R72大小和方向未知仍然取力比例尺P=20N/mm 接著畫力多邊形圖，求得： FR72=×P=110×20=2200N 方向與為多邊形中ij的方向一致 第9點(diǎn):A、取構(gòu)件5、6為示力體 在機(jī)構(gòu)位置圖上方繪制示力體圖,如圖牛頭刨床設(shè)計(jì)與分析所示： 比例尺為：L=0.005m/mm G6 + PI6 + R45 + R76 =0上式中只有R45、R76的大小未知取力比例尺：P=PI6/=20N/mm在機(jī)構(gòu)位置圖下面畫力多邊形圖，大致圖形如A1圖求得：R45=×P=85×20 =1700N 方向與力多邊形中的方向一致 R76=ad×P=25

19、×20=500N 方向：垂直導(dǎo)路向上 MF=0：G6×XS6=R76h76h76=G6×XS6/R76 =0.202m B、取構(gòu)件3、4為示力體在機(jī)構(gòu)位置圖右側(cè)繪制示力體圖,比例尺為：L=0.005m/mm 大致圖形如A1圖其平衡方程為：R54+ G4 + R23 + PI4 + R74 = 0MO3=0 (確定FR23的大小)：R54h54+PI4hI4+G4h4=R23L23量得:hI4 =0.51m； h4=0.14m； h54=0.75m 圖15R23=(R54h54+ PI4hP+G4h4)/LO3A=3560.72N 矢量式中FR74的大小和方向未知

20、仍取力比例尺P=20N/mm接著畫力多邊形圖,求得:R74=×P=79×20=1580N 方向與力多邊形中dg的方向一致C、取構(gòu)件2為示力體在機(jī)構(gòu)位置圖右下方繪示力體圖 比例尺為:L=0.005m/mm圖形如A1圖：其平衡方程為：R32 + Pb + G2 + R72= 0MO2=0 （確定Pb的大?。篟32h32=Pbrb量得:h32=0.01m 算得:rb =0.324m Pb=FR32h32/rb=51.8N 仍然取力比例尺P=20N/mm 接著畫力多邊形圖,求得：R72=if×P=182×20=3640N 方向與為多邊形中if的方向一致 4、將

21、各運(yùn)動(dòng)副反力匯總?cè)缦拢?位置反力指定的兩個(gè)位置第4點(diǎn)第9點(diǎn)R7222003640R747801580 R76460500R4514601700R2321363560.72 R3221363560.725、計(jì)算平衡力偶矩并匯總?cè)缦拢呵恢?23456Mb0215293360295219曲柄位置789101112Mb129-16.78117511-423-399 6、繪制平衡力偶矩曲線Mb-2該曲線在A1圖的右上角 縱坐標(biāo)比例尺：Mb=10Nm/mm 橫坐標(biāo)比例尺：2=2度/毫米 圖形見牛頭刨床設(shè)計(jì)與分析右上方 六、飛輪設(shè)計(jì)已知：許用速度不均勻系數(shù) =1/40 平衡力矩曲線 Mb-2 驅(qū)動(dòng)力矩為

22、常數(shù) 曲柄的轉(zhuǎn)數(shù) n2=80rpm 飛輪裝在齒輪Z1的O1軸上1、作等效阻力矩曲線Mr-r由于飛輪準(zhǔn)備裝在Z1的O1軸上，因此|Mr|=|Mb/i12|可由Mb-2曲線直接畫出Mr-1曲線（見A1圖I）。為了使圖形適當(dāng)，其比例尺選為：Mr=Mb/i12=3.9Nm/mm 2、求功曲線Wr-1取極距H=40mm 圖解積分Mr-1得Wr-1曲線?？v坐標(biāo)比例尺為：Wr =Mr×2×H=13.9J/mm 3、求功曲線Wd-1根據(jù)一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)中能量變化為零，以及Md=常數(shù)的條件可作出Wd-1曲線。比例尺仍為：Wd=13.9J/mm4、求驅(qū)動(dòng)力矩曲線Md-1仍取極距H=40mm 圖

23、解微分Wd-1得Md-1曲線。縱坐標(biāo)比例尺為：Mr=3.9Nm/mm 得驅(qū)動(dòng)力矩：Md =h×M=13×3.9=50.7Nm 5、確定最大盈虧功為：W=34×13.9=472.6J 6、求飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JF=900W/2n12=(900×472.6×40)/(3.142 ×802)=269.62Kgm 7、確定飛輪尺寸b=4gJF/D3H材料用灰鑄鐵=7×104N/m3取飛輪直徑 D=0.5m 取輪緣的高寬比為H/b=1.5 b2=4gJF/D3H=(4×10.0×269.62)/(3.14×1

24、.5×0.53×7×104)b=0.511m=511mm H=1.5b=1.5×511=766.5mm 凸輪形狀如圖2七、設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線已知：推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為等加速等減速上升和等加速等減速下降,凸輪與曲柄共軸,順時(shí) 圖2凸輪機(jī)構(gòu)的最大擺角 max=16°凸輪的擺桿長(zhǎng) LO4C=140mm凸輪的推程運(yùn)動(dòng)角 0=60°凸輪的遠(yuǎn)休止角 01=10°凸輪的回程運(yùn)動(dòng)角 0'=60°凸輪機(jī)構(gòu)的機(jī)架長(zhǎng) Lo2o4=150mm凸輪的基圓半徑 ro=55mm凸輪的滾子半徑 rr=15mm擺桿的角位移曲線以及凸輪輪廓曲線的設(shè)

25、計(jì)已繪制見A2圖紙上。 八、齒輪設(shè)計(jì)及繪制嚙合圖已知：齒輪1的尺數(shù)Z1=18齒輪2的尺數(shù)Z2=46模數(shù)m12=15壓力角=20°齒頂高系數(shù)h*a=1徑向間隙系數(shù)C*=0.251、列表計(jì)算集合尺寸如表3名稱符號(hào)計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果小齒輪分度圓直徑d1d1=mz1270大齒輪分度圓直徑d2d2=mz2690小齒輪齒頂圓直徑da1da1=d1+2ha300大齒輪齒頂圓直徑da2da2=d2+2ha720小齒輪齒根圓直徑df1df1=d1-2hf232.5大齒輪齒根圓直徑df2df2=d2-2hf652.5小齒輪基圓直徑db1db1=d1cos253.72大齒輪基圓直徑db2db2=d2cos6

26、48.39分度圓齒距PP=m47.12基圓齒距pbpb=pcos44.28分度圓齒厚ss=p/223.56分度圓齒槽寬ee=p/223.56徑向間隙cc=c*m3.75標(biāo)準(zhǔn)中心距aa=m(z1+z2)/2480實(shí)際中心距aa=a480傳動(dòng)比ii=z2/z12.56重合度=B1B2/Pb1.57 表3齒輪嚙合圖見A2圖紙。九、解析法1導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知：（1）行程速比系數(shù)K；（2）刨頭和行程H；（3）機(jī)架長(zhǎng)LO2O3（4）連桿與導(dǎo)桿的比LBF/LO3B求解:(1)求導(dǎo)桿的擺角：max=180°×（K-1）/（K+1）(2)求導(dǎo)桿長(zhǎng)：LO3B1=H/2sin（max/2）(3)求

27、曲柄長(zhǎng)：LO2A=LO2O3×sin（max/2）(4)求連桿長(zhǎng)：LBF=LO3B×LBF/LO3B(5)求導(dǎo)路中心到O3的垂直距離LO3M：從受力情況（有較大的傳動(dòng)角）出發(fā)，刨頭導(dǎo)路O3B線常取為通過B1B2 撓度DE的中點(diǎn)M.即： LO3M=LO3B-LDE/2將上述已知條件和公式編入程序 見附錄與圖解法比較，誤差在毫米以下。不用修改。2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析已知： (1)曲柄轉(zhuǎn)速2； (2)各構(gòu)件的長(zhǎng)度。求解：、建立機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程式如圖所示：選定直角坐標(biāo)系XOY。標(biāo)出各桿的矢量和轉(zhuǎn)角。各構(gòu)件矢量所組成的封閉矢量方程式為: 圖22+ = a b其中令：Ll=LO2O3；

28、Y=L03M；S=L03A；將a式分別投影在x和y軸上得L2cosF2=S cos F4 cLl+L2 sin F2=S sin F4 d兩式相除則得tgF4=(Ll+L2sinF2)L2cosF2 (1)在三角形A0203中S2=LlLl+L2L22L1L2cos(90+F2) (2)將c d兩式對(duì)時(shí)間求導(dǎo)一次得L2W2sinF2=SW4sinF4+VrcosF4 eL2W2cosF2=SW4cosF4+VrsinF4 f將坐標(biāo)XOY繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)F4角(也就是將e f兩式中的F2角F4角分別減去F4)，經(jīng)整理后可分別得到Vr=L2 W2sin(F2F4) (3)W4=L2 W2 cos(F2-F

29、4)S (4) 再將e f二式方別對(duì)時(shí)同求導(dǎo)一次后，同樣將坐標(biāo)XOY繞0點(diǎn)轉(zhuǎn)F4角(也就是將式中的F2角F4角分別成去F4)，經(jīng)整理后可分別得到ar=SW4W4L2W2W2cos(F2F4) (5)ak=2 Vr W4 (6)e4=2 Vr W 4+ L2W2W2sin(F2一F4) (7)將b式分別投|影在x和y軸上得X：L4 cos F4十L5 cos F5 (8)Y：L4 sin F4十L5 sin F5 (9)由(9)式可直接得sin F5=（YL4sinF4）L5 （10）對(duì)(9)式求導(dǎo)，一次可得L4W4cosF4=L5W5cosF5 于是由g式可得W5=(L4W4cosF4)L5c

30、osF5 （11）對(duì)g式求導(dǎo)一次經(jīng)整理可得e5=（L4e4cosF4+L4W4 W4sinF4+L5W5W5sinF5)L5cosF5 （12）(8)式中的X是坐標(biāo)值，要想得到F點(diǎn)的位移XF應(yīng)該是XF=XX0XF=L4 cos F4+L5 cos F5一(L4 cos F40+L5 cos F50) （13）式中F40 F50是導(dǎo)桿4處在左極限位置l時(shí)。導(dǎo)桿4和連桿5與坐標(biāo)的正向夾角對(duì)（13）式求導(dǎo)一次可得：VF=L4W4sinF4L5 W5sinF5 （14）對(duì)（14）式求導(dǎo)一次可得aF=L4cosF4W4W4L4sinF4e4L5cosF5 W5W5L5sinF5e5 (15)角度的分析關(guān)

31、于F4和F5兩個(gè)角度的分析 當(dāng)曲柄2運(yùn)動(dòng)到第一象限和第四象限時(shí)，導(dǎo)桿4在第一象限。此時(shí)得出的F4就是方位角。當(dāng)曲柄2運(yùn)動(dòng)到第二象限和第三象限時(shí)導(dǎo)桿4是在第二象限，得出的F4是負(fù)值，所以方位角應(yīng)該是F4=180+F4由于計(jì)算機(jī)中只有反正切，由（10）式是不能直接求出F5因此要將其再轉(zhuǎn)換成反正切的形式F5=atn(gsqr(1g*g) （16）式中g(shù)=sin F5=(YL4*sin F4) L5無論曲柄2運(yùn)動(dòng)到第幾象限。連桿5都是在第二第三象限，由于在第二象限時(shí)F5是負(fù)值，在第三象限時(shí)F5是正值，因此在轉(zhuǎn)換方位角時(shí)可以用一個(gè)公式來表示即：F5=180+F5 （17）開始計(jì)算是在左極限l的位置。因此

32、F2的初值應(yīng)該是： F2=Fq=195°(Fq為起始角)運(yùn)行到8時(shí)導(dǎo)桿處在右極限終止位置，因此F2的數(shù)值應(yīng)該是：F2=FZ=345° (FZ為終止角)編寫程序及運(yùn)行結(jié)果見附錄：結(jié)果分析： 上述結(jié)果與圖解法比較，除加速度略有點(diǎn)誤差外其余各結(jié)果均無誤差。因此驗(yàn)證了圖解法和解析法的運(yùn)算結(jié)果都是正確的。加速度的誤差盡管很小但也進(jìn)行了查找修正3機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析已知:(1)各構(gòu)件的質(zhì)量； (2)導(dǎo)桿繞自身t心曲轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J。l； (3)切削阻力F的變化規(guī)律； (4)齒輪2的重量G=500 N。求解： 一、建立直角坐標(biāo)系(與運(yùn)動(dòng)分析時(shí)的坐標(biāo)相一致如圖23所示) 二、求出刨頭6和導(dǎo)桿4質(zhì)心

33、點(diǎn)的加速度和導(dǎo)桿4的角加速度。 圖23 三、確定刨頭6和導(dǎo)桿4的慣性力和導(dǎo)桿4的慣性力矩。 四、遠(yuǎn)離原動(dòng)件拆基本桿組建立機(jī)構(gòu)的力方程式根據(jù)已知條件求出各運(yùn)動(dòng)副反力及加在原動(dòng)件上的平衡力和平衡力矩。 1取構(gòu)件56為示力體可得到方程式： (在回程和工作行程的兩端0.05H處FC=0) 向X軸投影 R45×cos(f45)+P16FC=0 向Y軸投影R45×sin（f45）+R76G6=0向F點(diǎn)取距R76×h76=FC·(L02mY p)+G6*Xs62取構(gòu)件34為示力體可得到方程式： 向O3點(diǎn)取矩求R23R23LO3+P14hP+G4h4=R54h54 3取

34、構(gòu)件2為示力體可得到方程式： 源程序及運(yùn)行結(jié)果見附錄結(jié)果分析： 上述結(jié)果與圖解法比較，除某個(gè)運(yùn)動(dòng)副反力略有點(diǎn)誤差外其余各結(jié)果均無誤差。因此驗(yàn)證了圖解法和解析法的運(yùn)算結(jié)果都是正確的。力的誤差盡管很小但也進(jìn)行了查找修正.4凸輪機(jī)構(gòu)的輪廓曲線設(shè)計(jì)已知(1)從動(dòng)件8的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及0、01、(2)從動(dòng)件8的長(zhǎng)度LO4C(3)從動(dòng)件的最大擺角max=16º(4)從動(dòng)件與凸輪的中心距LO2O4(5)凸輪理論輪廓的基圓半徑r0(6)滾子半徑rr(7)凸輪與曲柄共軸,順時(shí)針回轉(zhuǎn)1.建立數(shù)學(xué)模型選取XOY坐標(biāo)系，B0點(diǎn)為凸輪起始點(diǎn)。開始時(shí)推桿滾子中心處于B0點(diǎn)處，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過角度時(shí)，推桿相應(yīng)地產(chǎn)生位移角。根

35、據(jù)反轉(zhuǎn)法原理,此時(shí)滾子中心應(yīng)處于B點(diǎn)，其直角坐標(biāo)為：y = a sinLsin(0) ax = a cosLcos(0) b式中a為凸輪軸心O與擺動(dòng)推桿軸心A之間的距離,L為擺動(dòng)推桿的長(zhǎng)度。在OA0B0中0=arc cos (a2L2r20)/2aL ca式和b式即為凸輪理論輪廓線的方程式。凸輪的實(shí)際廓線與理論廓線的距離處處相等，為其理論廓線的等距曲線，且等于滾子半徑rr，故當(dāng)已知理論廓線上任意一點(diǎn)B(x，y)時(shí)，只要沿理論廓線在該點(diǎn)的法線方向取距離為rr，即得實(shí)際廓線上得相應(yīng)點(diǎn)B(X,Y)。由高等數(shù)學(xué)知，理論廓線B點(diǎn)處法線nn得斜率(與切線斜率互為負(fù)倒數(shù))，應(yīng)為：tgdx/dy(dx/d)/

36、(dy/d) d式中dx/d、dy/d可根據(jù)a式和b式求得：dy/da cosLcos(0)(1-d/d) edx/da sinLcos(0)(1-d/d) f代入d式可求出。此處應(yīng)注意：角在0°至360°之間變化，當(dāng)式中分子分母均大于0時(shí)，角在0°至90°之間；分子分母均小于0時(shí)，角在180°至270°之間；如果dy/d<0，dx/d>0則角在90°至180°之間；又如dy/d>0，dx/d<0，則角在270°至360°之間。當(dāng)求出角后，實(shí)際廓線上對(duì)應(yīng)B(x,y)的坐標(biāo)

37、可由下式求出：x=x±rrcos gy=y±rrcos h式中“”號(hào)為內(nèi)等距曲線，“”號(hào)為外等距曲線。g式和h式即為凸輪的實(shí)際輪廓線方程式。在e式和f式中的即為給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律中的擺角推桿的角位移，d/d為對(duì)凸輪轉(zhuǎn)角的導(dǎo)數(shù)，根據(jù)給定的等加速等減速上升和等加速等減速返回的運(yùn)動(dòng)規(guī)律其公式如下：1推程推桿在等加速運(yùn)動(dòng)階段的方程式(在0至0/2之間變化)=2max(/0)2d/d=4max/02推桿在等減速運(yùn)動(dòng)階段的方程式(在0/2至0之間變化)max2max(0)2/02d/d=4max(0)/022推程推桿在等加速運(yùn)動(dòng)階段的方程式(在0至0/2之間變化)=2max(/0)2d/d

38、=4max/02推桿在等減速運(yùn)動(dòng)階段的方程式(在0/2至0之間變化)max2max(0)2/02d/d=4max(0)/02理論廓線的極坐標(biāo)(向徑)和理論廓線及實(shí)際廓線的直角坐標(biāo)計(jì)算程序和運(yùn)行結(jié)果見附錄十、設(shè)計(jì)體會(huì)經(jīng)過兩周的課程設(shè)計(jì)感覺自己收獲很多。最初接到課程題目時(shí)，我無從下手，經(jīng)過老師的細(xì)心講解我們逐漸學(xué)會(huì)了設(shè)計(jì)的方法和步驟。雖然這些天的安排比平時(shí)上課時(shí)的安排緊密很多，每天畫圖也特別累，但是感覺特別充實(shí)，感覺自己每天都學(xué)會(huì)很多東西，在可設(shè)中我們不僅要考慮專業(yè)知識(shí)還有綜合考慮實(shí)際問題。加強(qiáng)了書本上知識(shí)和實(shí)際知識(shí)結(jié)合的能力，這些天雖然很累，但是并不枯燥，同學(xué)之間相互比較、競(jìng)爭(zhēng)，增添許多樂趣。這

39、么些天來，老師陪伴我們度過兩周的時(shí)間，我非常感謝老師不顧天氣的炎熱，天天來給我指導(dǎo)，才能使我們把畫圖的任務(wù)完成，老師辛苦了。附錄1導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)程序及運(yùn)行結(jié)果#include<math.h>main()float pi,p,K,H,L1,BFO3B,QMAX,L4,L2,L5,Y;pi=3.1415926;p=pi/180;K=1.6;H=0.55;L1=0.40;BFO3B=0.3;QMAX=180*(K-1)/(K+1)*p;L4=H/(2*sin(QMAX/2);L2=L1*sin(QMAX/2);L5=L4*BFO3B;Y=L4-L4*(1-cos(QMAX/2)/2;printf("L1=%.4fnL2=%.4fn",L1,L2);printf("L4=%.4fnL5=%.4fnY =%.4fn",L1,L4,L5,Y);getch ();運(yùn)行結(jié)果：2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析源程序及運(yùn)行結(jié)果#include<math.h>float pi,p,K,H,L1,BFO3B,QMAX,L4,L2,L5,fq,Y;float f2,f40,g,f50,n,f4,i,