機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)修改完全版

1、牛頭刨床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析說明書設(shè)計(jì)題目： 牛頭刨床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)分析學(xué)院：機(jī)電學(xué)院設(shè)計(jì)者：盧江 班級(jí)：0508102學(xué)號(hào)：050810232指導(dǎo)教師：郭勤濤 日期:2010年6月16日 目錄 一 緒論.11.牛頭刨床機(jī)構(gòu)工作原理.12. 設(shè)計(jì)目的.23. 設(shè)計(jì)任務(wù).3二 設(shè)計(jì)計(jì)算過程及說明.31. 牛頭刨床機(jī)構(gòu)示意圖及原始數(shù)據(jù).3 2.齒輪機(jī)構(gòu)基本參數(shù).43.連桿設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)分析.54. 編寫的計(jì)算源程序.7 5. 電算的源程序和結(jié)果.96. 設(shè)計(jì)圖解法的圖紙.13三 設(shè)計(jì)小結(jié).131. 對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的分析討論.13四 參考文獻(xiàn).131. 列出主要參考資料.13一. 緒論 1.1 牛頭

2、刨床機(jī)構(gòu)工作原理 牛頭刨床是一種靠刀具的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)及工作臺(tái)的間歇運(yùn)動(dòng)來完成工件的平面切削加工的機(jī)床。電動(dòng)機(jī)經(jīng)過減速傳動(dòng)裝置（皮帶和齒輪傳動(dòng)）帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)）完成刨刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和間歇移動(dòng)。牛頭刨床的滑枕的直線運(yùn)動(dòng)不能說是偏心輪的作用。 牛頭刨床的動(dòng)力，經(jīng)過減速后，在大齒輪的一面有一個(gè)固定短軸，短軸和齒輪中心有一定距離，裝一個(gè)方形滑塊。 在齒輪的下方，有一個(gè)軸承座，安裝了一個(gè)長搖桿，齒輪上的方形滑塊始終在長桿上滑動(dòng)。 搖桿的上端，有滑枕的方形滑塊，也是在桿上滑動(dòng)，搖桿就使得滑枕前后運(yùn)動(dòng)。這兩個(gè)滑塊都是能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的。 當(dāng)大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由滑塊帶動(dòng)搖桿前后扇形擺動(dòng)。滑塊位置在中心下面時(shí)，同等的轉(zhuǎn)

3、動(dòng)圓心角，搖桿可以運(yùn)動(dòng)較大的角度，帶動(dòng)滑枕快速后退。 當(dāng)大齒輪滑塊在上方時(shí)，同樣的圓心角，搖桿的運(yùn)動(dòng)就慢得多，這樣滑枕就能夠有較大的切削力。 調(diào)整大齒輪滑塊的中心距，就能夠調(diào)整滑枕行程。 滑枕是慢進(jìn)快退，這樣符合工作要求。本實(shí)驗(yàn)以牛頭刨床刀具運(yùn)動(dòng)的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為設(shè)計(jì)對(duì)象，通過對(duì)具有急回特性的機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，掌握機(jī)構(gòu)的選型、構(gòu)型方法，利用機(jī)構(gòu)構(gòu)型的組合原理完成方案設(shè)計(jì)、比較，確定最終結(jié)果。最后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)模擬。牛頭刨床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理如下：當(dāng)牛頭刨床的主要工作機(jī)構(gòu)滑枕右行時(shí)，刨刀進(jìn)行切削，成為工作行程；此時(shí)要求刨頭的速度較低且平穩(wěn)，以提高切削質(zhì)量；刨頭左行時(shí)，不工作，稱為回程，此時(shí)要求刨頭的速度較高以提

4、高生產(chǎn)率，這個(gè)關(guān)鍵特性稱為“急回”特性。用急回系數(shù)K加以描述。 式中為擺桿兩極限位置的夾角故要實(shí)現(xiàn)“急回”特性，就必須使機(jī)構(gòu)的存在。角越大，K也越大，急回運(yùn)動(dòng)越明顯。并通過改變桿件的長度，改變其“急回”特性。1.2 設(shè)計(jì)目的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是機(jī)械原理課程的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的是：（1）進(jìn)一步鞏固和加深學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)；（2）培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)獨(dú)立解決有關(guān)本課程實(shí)際問題的能力，使學(xué)生對(duì)機(jī)械的分析和設(shè)計(jì)有一個(gè)較完整和系統(tǒng)的概念；（3）通過對(duì)具體問題的分析、計(jì)算、制圖、技術(shù)資料的使用，電算程序的編制及計(jì)算機(jī)使用等各環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的工程技術(shù)能力。1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)本

5、設(shè)計(jì)的任務(wù)主要包括二部分： （1）按機(jī)械的幾何、運(yùn)動(dòng)等性能要求，進(jìn)行低副機(jī)構(gòu)的尺度綜合和高副機(jī)構(gòu)的輪廓線設(shè)計(jì)。（2）對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。要求用解析法分析機(jī)構(gòu)整個(gè)工作循環(huán)過程，并同時(shí)用圖解法分析機(jī)構(gòu)某幾個(gè)瞬時(shí)位置的運(yùn)動(dòng)，對(duì)兩種方法的分析結(jié)果作對(duì)比分析。二 設(shè)計(jì)計(jì)算過程及說明2.1 牛頭刨床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖及原始數(shù)據(jù)2.1.1 機(jī)構(gòu)示意圖：機(jī)構(gòu)示意圖：該機(jī)構(gòu)由齒輪1驅(qū)動(dòng)齒輪2，在齒輪2上鉸接有滑塊，再由導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)刨刀滑枕的 切削運(yùn)動(dòng)。原始數(shù)據(jù)：齒輪參數(shù)： 壓力角 ，齒頂高系數(shù)=1 ，頂隙系數(shù)齒輪轉(zhuǎn)速n1（rpm）模數(shù)m（mm）齒數(shù)Z1齒數(shù)Z2距離L1（mm）滑枕沖程H（mm）行程數(shù)比系數(shù)K

6、距離L2（mm）中心距O2O3300614581804201.45410380 2.2齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 齒輪1不發(fā)生根切的最小變位系數(shù)x1min= = =0.176齒輪2不發(fā)生根切的最小變位系數(shù)x2min= =-2.41 假設(shè)X1=1，X2=0.5。因?yàn)閆1<17 且X1，所以該齒輪不會(huì)發(fā)生根切。又由 Z2 > Zmin=17,所以齒輪2也不會(huì)發(fā)生根切現(xiàn)象。inv=2z1+z2×tan+inv=2/720.364+0.01508=0.025192由內(nèi)插法求得:=23.66° 齒輪傳動(dòng)的中心距： =m2z1+z2 cos20°cos23.66°

7、=221.60mm中心距變動(dòng)系數(shù)： y=1=（-1）=0.9334.齒高變動(dòng)系數(shù)： =1-y=1-0.9334=0.06655.分度圓直徑：D1=m×z1=84mmD2=m×z2=348mm基圓直徑：Db1=d1×cos =78.93mmDb2=d2×cos =327.01mm齒頂圓直徑:Da1=2a-d2+2m(ha*-x2)=101.2mmDa2=2a-d1+2m(ha*-x1)= 359.2mm齒根圓直徑：Df1=m(z1-2-2+2)=6（14-2-20.25+21）=81 mm Df2=m (z2-2-2+2)=6（58-2-20.25+20.

8、5）=339 mm齒頂圓壓力角： = arc cos(/)=38.745°= arc cos(/)= (24.444)°重合度： = z1(tan38.745°-tan20°)+ z2(tan24.444°-tan20° )/2=1.814變位齒輪分度圓上齒厚：s= =×6/2+2×0.6×6×tan20°=13.7mm齒槽寬: e=×6/2-2×1×6×tan20°=5.056 mm小齒輪齒頂圓齒厚：= s×ra1/r-2r

9、a1×(inv38.745°-inv20°)=4.21mm因?yàn)?> 0.4m=2.4mm,所以變位系數(shù)取值正確。 2.3連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)分析 由k=1.45知，=180×k-1k+1=180×0.45/2.45=33.06 º由=73.459 º，且在此極限位置時(shí)cos=02A0203=cos73.459º求得o2A=108.186mm又cos 16.541=03A380,求得=364.27mm將機(jī)構(gòu)置于圖示坐標(biāo)系中，各構(gòu)件的矢量指向如圖所示，其適量方程為 將上式分別向x軸和y軸投影的方程組 其中只有和兩個(gè)

10、未知數(shù)，故可以通過解方程求解。將上方程組兩邊平方后相加 .將上方程組第二式除以第一式得 .將上方程組對(duì)時(shí)間求一階導(dǎo)數(shù)得：其中只有和兩個(gè)未知數(shù)，故可以通過解方程求解。解得同理將第二個(gè)方程組對(duì)時(shí)間 t求導(dǎo)并合并同類項(xiàng)，得 其中只有和兩個(gè)未知數(shù)，解得：= 式中= 為科氏加速度。同理可得= - 2.4計(jì)算機(jī)源程序及注解 令的長度為L1, 的長度為L2，的長度為S1，滑塊A的位移為S，速度為V，加速度為a , 與X軸的夾角為J1，與X軸的夾角為J2，角速度為，的角速度為。的角加速度為e3.#include<math.h>#include<stdio.h>#define PI 3.

11、1415926int i;float n1=300,m=6,z1=14,z2=58,Lo2o3=350,Lo2a=108.186;float j1,j2,tanj2,S,Lo2a,Lo3a,w1,w2,w3,V,e3,akab,a;PRINT(float j1); FILE *fp;fp=fopen("d:nTB5.txt","a");tanj2=(Lo2o3+Lo2a*sin(j1)/(Lo2a*cos(j1);j2=atan(tanj2); /*j2為桿與水平線夾角,j1為桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)過角度*，保證J2的數(shù)值不為90 º/S=sqrt(Lo2

12、o3)*(Lo2o3)+(Lo2a)*(Lo2a)+2*Lo2a*Lo2o3*sin(j1);w1=2*PI*n1/(60);w2=w1*z1/(z2);w3=Lo2a*w2*cos(j1-j2)/(S); /*搖桿的角速度*/V=-w2*Lo2a*sin(j1-j2); /*滑塊A相對(duì)于桿的速度*/e3=-(akab+Lo2a*w2*w2*sin(j1-j2)/(S); /*桿的角加速度*/akab=2*V*w3; /*科氏加速度*/a=（S*w3*w3）-（Lo2a*w2*w2*cos(j1-j2)）; /*滑塊A相對(duì)于桿的加速度*/printf("%2d%12.3f%16.3f

13、%16.3f%16.3fn",i,(j1/(PI)*180,S,V,a);fprintf(fp,"%2d%12.3f%18.3f%18.3f%18.3fn",i,(j1/(PI)*180,S,V,a);fclose(fp);Void main(void) FILE *fp;if(fp=fopen("d:nTB5.txt","w+")=NULL)exit(0);printf("NO:t j1tt Stt Vtt ann");/為空時(shí)不執(zhí)行/for(j1=0,i=1;j1<=2*PI;j1=j1+(5*

14、(PI)/180),i+) PRINT(j1);if(i%20=0)system("pause");fclose(fp);system("pause"); 角度位移速度加速度2.5 用圖解法分析機(jī)構(gòu)的三個(gè)瞬時(shí)位置的運(yùn)動(dòng)，作出相應(yīng)機(jī)構(gòu)位置圖、速度和加速度圖，并將圖解法的結(jié)果與解析法計(jì)算結(jié)果相比較。 三 實(shí)驗(yàn)小結(jié) 通過此次課程設(shè)計(jì)，我深刻的認(rèn)識(shí)到了學(xué)習(xí)中的不足與問題。特別是在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析過程中，我更是認(rèn)識(shí)到了學(xué)習(xí)上的不足。在編程過程中頻繁的錯(cuò)誤讓我傷透了腦筋。好在經(jīng)過努力此次任務(wù)終于完成了，看著幾十頁的勞動(dòng)成果，心中不禁油然產(chǎn)生一種成就感。 此次課程設(shè)計(jì)雖說一半是計(jì)算機(jī)工作一般人工勞作，但在數(shù)據(jù)的處理過程中卻起到了相得益彰的效果。比如在對(duì)滑塊的速度，加速度和位移的分析過程中雖然是采取計(jì)算機(jī)和人工計(jì)算兩種不同的處理方式，但其得出的結(jié)果卻差別不大，這充分說明了學(xué)習(xí)工作的多方法性，也教育我們不要拘泥于單一的思維方式，要用多重方法解決為題。 在設(shè)計(jì)的初始階段在變