機械原理課程設(shè)計牛頭刨床

1、機械原理課程設(shè)計機械原理課程設(shè)計一、一、 二、二、 三、三、 四、四、五、五、P34P23P24P12P13P14 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導B6065牛頭刨床的外形圖牛頭刨床的外形圖P34P23P24P12P13P14 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導P34P23P24P12P13P14 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導P34P23P24P12P13P14 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導P34P23P24P12P13P14 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導

2、P34P23P24P12P13P14 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導P34P23P24P12P13P14 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導P34P23P24P12P13P14一、課程設(shè)計的目的與任務(wù)一、課程設(shè)計的目的與任務(wù) 進一步鞏固和加深所學的理論知識，并將進一步鞏固和加深所學的理論知識，并將其系統(tǒng)化；其系統(tǒng)化； 培養(yǎng)綜合運用所學知識獨立解決實際問題培養(yǎng)綜合運用所學知識獨立解決實際問題的能力；的能力； 初步培養(yǎng)進行創(chuàng)新設(shè)計的能力；初步培養(yǎng)進行創(chuàng)新設(shè)計的能力； 培養(yǎng)團結(jié)協(xié)作能力。培養(yǎng)團結(jié)協(xié)作能力。 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè)

3、計計 指指 導導目的：目的： 初步掌握機械運動方案設(shè)計，并在機構(gòu)分初步掌握機械運動方案設(shè)計，并在機構(gòu)分析與綜合方面得到一次比較全面的訓練。析與綜合方面得到一次比較全面的訓練。 具體任務(wù)是對牛頭刨床機構(gòu)進行具體任務(wù)是對牛頭刨床機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)分析、運動分析運動分析和和動力分析動力分析，并在此基礎(chǔ)上，并在此基礎(chǔ)上確定飛輪確定飛輪的轉(zhuǎn)動慣量的轉(zhuǎn)動慣量，設(shè)計，設(shè)計凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)和和齒輪機構(gòu)。齒輪機構(gòu)。任務(wù)：任務(wù)： 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導P34P23P24P12P13P14 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導二、課程設(shè)計的內(nèi)容與要求二、

4、課程設(shè)計的內(nèi)容與要求題號題號參見任務(wù)書參見任務(wù)書 按指定的題號，根據(jù)按指定的題號，根據(jù)機械原理課程機械原理課程設(shè)計指導書設(shè)計指導書中的題目和數(shù)據(jù)，要求如下：中的題目和數(shù)據(jù)，要求如下： 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導 （1）在 1 號（或2號）圖紙中心中心偏上偏上一些按指定的二個位置按比例畫機構(gòu)簡圖（左右極限位置用雙點劃線），（2）收集同學數(shù)據(jù)（共12個）在 1 號圖紙右上側(cè)右上側(cè)繪制刀頭位移曲線圖。1、結(jié)構(gòu)設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計 設(shè)計出牛頭刨床的設(shè)計出牛頭刨床的各桿尺寸及機構(gòu)有關(guān)運動參數(shù)。各桿尺寸及機構(gòu)有關(guān)運動參數(shù)。2、運動分析、運動分析 用圖解法進行機構(gòu)的運動分析。用圖解

5、法進行機構(gòu)的運動分析。 在上述 圖紙左側(cè)作速度和加速度多邊形。收集同學數(shù)據(jù)（共12個）作刀頭的速度和加速度曲線圖，在 1 號圖紙右中下側(cè)右中下側(cè)繪制速度和加速度曲線圖。3、動態(tài)靜力分析、動態(tài)靜力分析 用圖解法進行機構(gòu)的動態(tài)用圖解法進行機構(gòu)的動態(tài)靜力分析。靜力分析。 求出各運動副的總反力及慣性力、慣性力偶及平衡力矩。在 上述圖紙下側(cè)下側(cè)畫示力體和力多邊形。 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導機構(gòu)兩個位置運動簡圖（極限位置用雙點劃線表示，比例尺表示在圖的右上角速度圖加速度圖速度圖加速度圖示力體力多邊形示力體力多邊形

6、位移曲線速度曲線加速度曲線標題欄4、飛輪設(shè)計、飛輪設(shè)計 計算等效轉(zhuǎn)動慣量計算等效轉(zhuǎn)動慣量Je ，求出飛，求出飛輪輪JF。 收集同學數(shù)據(jù)（共12個平衡力矩，即Mer），在3號坐標圖紙?zhí)栕鴺藞D紙上繪制一個運動循環(huán)內(nèi)的等效阻抗力矩Mer（）圖和等效驅(qū)動力矩Med （ ）圖（Med=C），用面積法作Wd （ ） Wr（ ）圖，求出最大盈虧功，最后求出飛輪JF。 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導3號坐標圖紙?zhí)栕鴺藞D紙5、凸輪設(shè)計、凸輪設(shè)計 確定凸輪機構(gòu)的基本尺寸，選確定凸輪機構(gòu)的基本尺寸，選取滾子半徑，畫出凸輪實際廓線

7、。取滾子半徑，畫出凸輪實際廓線。 根據(jù)擺桿加速度線圖，作出擺桿位移線圖，先作出盤形凸輪的理論廓線，然后選擇滾子半徑，作出實際輪廓廓線。（2號或3號圖紙，參見圖例） 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導6、齒輪設(shè)計、齒輪設(shè)計 計算齒輪計算齒輪z2齒數(shù)，齒輪副變位齒數(shù)，齒輪副變位系數(shù)及齒輪各部分尺寸。系數(shù)及齒輪各部分尺寸。 齒輪為正常齒制，不根切。（3號圖紙，參見圖例） 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導最小基圓半徑的確定加速度圖位移圖速度圖表格凸輪輪廓設(shè)計P34P23P24P12P13P14三、課程設(shè)計步驟及進度三、課程設(shè)計步驟及進度 機機 械械 原

8、原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導設(shè)計階段設(shè)計內(nèi)容摘要計劃時間（天）準備工作1.詳細閱讀設(shè)計任務(wù)書；2.明確設(shè)計任務(wù)和應上交的設(shè)計資料；3.查閱相關(guān)資料，收集相關(guān)數(shù)據(jù)。0.5機構(gòu)設(shè)計及運動分析1.作機構(gòu)指定位置的運動簡圖；2.分析機構(gòu)兩個指定位置的速度，作速度多邊形；3.分析機構(gòu)兩個指定位置的加速度，作加速度多邊形；4.作刨頭的運動線圖。2機構(gòu)動態(tài)靜力分析1.求各運動副中反作用力；2.求曲柄上所需的平衡力矩。2凸輪機構(gòu)設(shè)計1.確定凸輪機構(gòu)的基本尺寸；2.選取滾子半徑；3.畫出凸輪實際廓線。1.5齒輪機構(gòu)設(shè)計1.計算齒輪2的齒數(shù)；2.選擇齒輪副的變位系數(shù)；3.計算齒輪傳動的各部分尺寸。

9、1編制設(shè)計說明書1.根據(jù)計算底稿，按規(guī)定格式編寫設(shè)計說明書；2.除教科書上的資料外，所有其它資料均應注明來源；3.說明書上的數(shù)據(jù)與圖紙尺寸相符。1.5上交設(shè)計資料上交設(shè)計成果0.5飛輪設(shè)計1.用慣性力法確定安裝在軸O2上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量JF。1 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導四、設(shè)計說明書及圖紙的要求四、設(shè)計說明書及圖紙的要求 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導（一）設(shè)計說明書（一）設(shè)計說明書1、封面、封面 封面格式要統(tǒng)一且打印。封面格式要統(tǒng)一且打印。2、設(shè)計任務(wù)書、設(shè)計任務(wù)書2、設(shè)計內(nèi)容（目錄）、設(shè)計內(nèi)容（目錄）（1）設(shè)計題目（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計（

10、3）運動分析（4）動力分析（5）飛輪設(shè)計3、要求。、要求。 要求字跡端正，文句通順，步驟清楚，敘述簡明。說明書中所用的公式和數(shù)據(jù)應說明來源，參考資料應編號和書寫頁次。說明書中每一自成單元的內(nèi)容都應有大小標題，使其醒目突出。（6）凸輪設(shè)計（7）齒輪設(shè)計（8）設(shè)計小結(jié)（9）參考書目 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導注意：等效阻抗力矩和等效驅(qū)動力矩是計算出來的，注意：等效阻抗力矩和等效驅(qū)動力矩是計算出來的，不是從圖上量出來的。先計算數(shù)據(jù)，后按一定的比不是從圖上量出來的。先計算數(shù)據(jù)，后按一定的比例作圖。每項數(shù)據(jù)保留小

11、數(shù)點后二位數(shù)！例作圖。每項數(shù)據(jù)保留小數(shù)點后二位數(shù)?。ǘ﹫D紙（二）圖紙 1、一號圖上面應有機構(gòu)運動簡圖，二個位置的速度圖和加速度圖，一個位置的示力體和力的多邊形，刀頭位移曲線、刀頭速度曲線和加速度曲線圖2、二號圖上面有等效阻抗力矩Mer（）圖和等效驅(qū)動力矩Med （ ） Wd （ ） Wr（ ）圖，動能變化曲線圖（求最大盈虧功）。3、三號圖上面擺動從動件運動線圖，凸輪輪廓線圖 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導 牛頭刨床是一種靠刀具的往復直線運動及工作臺的間歇運動來完成工件的平面切削加工的機床。電動機經(jīng)過減速傳動裝置（皮帶和齒輪傳動）帶動執(zhí)行機構(gòu)（導桿機構(gòu)和凸輪機構(gòu)）完

12、成刨刀的往復運動和間歇移動。刨床工作時，刨頭6由曲柄2帶動右行，刨刀進行切削運動切削運動，稱為工作行程。在切削行程H中，前后各有一段0.05H的空刀距離，工作阻力P為常數(shù)；刨刀左行時，即為空回行程，此行程無工作阻力。在刨刀空回行程時，由擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)通過四桿機構(gòu)帶動棘輪機構(gòu)，棘輪機構(gòu)帶動螺旋機構(gòu)使工作臺連同工件在垂直紙面方向上做一次進給運動進給運動，以便刨刀繼續(xù)切削。 牛牛 頭頭 刨刨 床床 原原 理理 圖圖P34P23P24P12P13P14 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導P34P23P24P12P13P14 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計

13、 指指 導導P34P23P24P12P13P14 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容：結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容：用數(shù)據(jù)說明設(shè)計的機構(gòu)合理性用數(shù)據(jù)說明設(shè)計的機構(gòu)合理性1、分析壓力角最小時，刨頭導路的合理位置xx2、機構(gòu)應該有確定的運動，計算自由度。3、確定行程速度變化系數(shù)4、計算最大行程H 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導運動分析的內(nèi)容：計算二個給定位置各構(gòu)件的運動分析的內(nèi)容：計算二個給定位置各構(gòu)件的速度及加速度、質(zhì)心加速度及刀頭的位移速度及加速度、質(zhì)心加速度及刀頭的位移1、復合點法：、復合點法：構(gòu)件3、4重合點間的運動方程求解構(gòu)件4的角速度

14、和角加速度。vA3=vA4+vA3A4根據(jù)vA4求構(gòu)件4的角速度和an4，根據(jù)vA3A4和和構(gòu)件4的角速度，求出，求出aKA3A4aA3=aA4+aKA3A4+arA3A4=an4+at4+aKA3A4+arA3A4根據(jù)at4求解構(gòu)件4的角加速度。從而B點和構(gòu)件4的質(zhì)心速度和切向、法向加速度求出。2、基點法、基點法求解構(gòu)件6速度和加速度。vC=vB+vCBaC=aB+anCB+atCB 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導1、vA3=vA4+vA3A4aA3=aA4+aKA3A4+arA3A4=an4+at4+aKA3A4+arA3A42、vC=vB+vCBaC=aB+a

15、nCB+atCB 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導動態(tài)靜力分析的內(nèi)容：計算一個給定位置各運動態(tài)靜力分析的內(nèi)容：計算一個給定位置各運動副的總反力及慣性力和慣性力偶。動副的總反力及慣性力和慣性力偶。Fx=0Fy=0M=0參照教材Page5859例題 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導5、6桿組桿組 受到的力有：FR16、G6、P、FR56、FI6，這幾個力并不是作用在同一點。 FR16、G6 、FI6作用于質(zhì)心， P偏離于導路， FR56作用于C處。 FR16、 FR56未知，可把FR16分解為FR16X、 FR16Y，根據(jù)Fx=0 Fy=0 M=

16、0求出FR16、 FR56由于5的質(zhì)量不計，F(xiàn)R45=FR54=FR65=FR563、4桿組桿組構(gòu)件4受到的力有：FR54、G4、FR14、 FR34、 FI4，MI4。 FR14、 FR34未知， FR34作用于A點，垂直于構(gòu)件4，可把FR14分解為FR14X、 FR14Y，根據(jù)Fx=0 Fy=0 M=0求出FR14、 FR34由于3的質(zhì)量不計，F(xiàn)R34=FR43=FR23=FR32 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導原動件原動件2受到的力有受到的力有FR12，F(xiàn)R32，由于，由于構(gòu)件構(gòu)件2質(zhì)量不計，質(zhì)量不計

17、， FR12= FR32因此就可以計算出平衡力矩因此就可以計算出平衡力矩Mb計算各力是要注意方向，建議角度方向以計算各力是要注意方向，建議角度方向以X X、Y Y軸為參照系，各力計算出來后，根據(jù)他們之間軸為參照系，各力計算出來后，根據(jù)他們之間的相互關(guān)系（角度及大小）然后按一定的比例的相互關(guān)系（角度及大?。┤缓蟀匆欢ǖ谋壤鞲鳁U組的力的多邊形。作各桿組的力的多邊形。 機機 械械 原原 理理 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 指指 導導飛輪設(shè)計的內(nèi)容：以曲柄為等效構(gòu)件，求系統(tǒng)的飛輪設(shè)計的內(nèi)容：以曲柄為等效構(gòu)件，求系統(tǒng)的等效轉(zhuǎn)動慣量等效轉(zhuǎn)動慣量Je（不能忽略不計）。再根據(jù)不均（不能忽略不計）。再根據(jù)不均勻系數(shù)求勻系數(shù)求JF收集數(shù)據(jù)（共收集數(shù)據(jù)（共12個平衡力矩，即個平衡力矩，即Mer），在），在3號坐標圖紙上號坐標圖紙上繪制一個運動循環(huán)內(nèi)的等效阻抗力矩繪制一個運動循環(huán)內(nèi)的等效阻抗力矩Mer（）圖和等效驅(qū)圖和等效驅(qū)動力矩動力矩Med （ ）圖（圖（Med=C），用面積法作），用面積法作Wd （ ） Wr（ ）圖，圖， Wd （ ）- Wr（ ）= Wmax求出最大盈虧功，最后求出飛輪求出最大盈虧功，最后求出飛輪JF。最麻煩最細膩的是作最麻煩最細膩的是作Wd （ ）圖，計算十二個）圖，計算十二個Wd的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)需要計算十二個面積需要計算十二個面積 。飛輪