牛頭刨床課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)-學(xué)位論文

牛頭刨床課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)-0-中南大學(xué)CENTRAL

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UNIVERSITY課程設(shè)計(jì)題目：牛頭刨床的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：+++學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)班級(jí)：機(jī)械++++班完成時(shí)間：7月10日指導(dǎo)老師：+++目錄一、 設(shè)計(jì)步驟 -2-二、 課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)、目的和任務(wù) -2-三、 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法 -2-四、 設(shè)計(jì)任務(wù)分配 -3-五、 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù) -3-六、 設(shè)計(jì)內(nèi)容 -4-七、 機(jī)構(gòu)工藝動(dòng)作分解及運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 -5-八、 桿件機(jī)構(gòu)的分析 -5-1. 速度分析： -5-2. 加速度分析： -8-3. 導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)的力分析 -9-九、 小組成員數(shù)據(jù)及其繪制的曲線(xiàn) -11-十、 飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算 -12-十一、 電動(dòng)機(jī)的選擇與確定 -14-十二、 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) -17-十三、 參考文獻(xiàn) -21-十四、 心得體會(huì) -21-

設(shè)計(jì)步驟確定扭頭刨床工作原理。設(shè)計(jì)刨床各部件尺寸。分配設(shè)計(jì)任務(wù)，確定分析點(diǎn)位。分析刨床桿組機(jī)構(gòu)各構(gòu)件速度，刨刀的速度。分析刨床桿組機(jī)構(gòu)各構(gòu)件加速度，刨刀的加速度。分析刨床桿組機(jī)構(gòu)個(gè)構(gòu)件力，確定曲柄的理論驅(qū)動(dòng)力矩。收集、整理、矯正各點(diǎn)數(shù)據(jù)，在同一坐標(biāo)系中進(jìn)行繪制。設(shè)計(jì)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量設(shè)計(jì)凸輪輪廓。選用合理電機(jī)裝置課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)、目的和任務(wù)

1.課程設(shè)計(jì)的目的：機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是高等工業(yè)學(xué)校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生第一次較全面的機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析與設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，是本課程的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)。其意義和目的在于：

以機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)為結(jié)合點(diǎn)，把機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的各章理論和方法融會(huì)貫通起來(lái)，進(jìn)一步鞏固和加深學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)；

培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決有關(guān)本課程實(shí)際問(wèn)題的能力，使學(xué)生對(duì)于機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的分析和設(shè)計(jì)有一個(gè)較完整的概念，具備計(jì)算、制圖和使用技術(shù)資料的能力。2.課程設(shè)計(jì)的任務(wù)：機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是對(duì)機(jī)器的主題機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。動(dòng)態(tài)靜力分析，并根據(jù)給定的機(jī)器的工作要求，在次基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)；或?qū)Ω鱾€(gè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)。要求根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，繪制必要的圖紙，編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)等。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容有牛頭刨床的原理學(xué)習(xí)牛頭刨床中曲柄滑塊，曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)牛頭刨床中刨刀的速度，加速度以及曲桿驅(qū)動(dòng)力的分析根據(jù)最大盈虧功進(jìn)行飛輪的設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及繪制凸輪理論實(shí)際輪廓曲線(xiàn)了解電機(jī)的相關(guān)知識(shí)，為機(jī)構(gòu)選擇合理電機(jī)本次設(shè)計(jì)主要采用矢量圖解法作為最主要的設(shè)計(jì)和分析方法，借用AutoCAD2012、Excel2010、OriginPRO8.0等軟件進(jìn)行說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)。無(wú)論是采用作圖法還是解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線(xiàn)，所依據(jù)的基本原理都是反轉(zhuǎn)法原理。在設(shè)計(jì)凸輪廓線(xiàn)時(shí)，可假設(shè)凸輪靜止不動(dòng)，而其推桿相對(duì)凸輪作反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)又在其導(dǎo)軌內(nèi)作預(yù)期運(yùn)動(dòng)，作出推桿在這種復(fù)合運(yùn)動(dòng)中的一系列位置，則其尖頂?shù)能壽E就是所要求的凸輪廓線(xiàn)。這就是凸輪廓線(xiàn)設(shè)計(jì)方法的反轉(zhuǎn)法原理。設(shè)計(jì)任務(wù)分配本小組一共有機(jī)械1113班某某某、某某某、某某某、某某某、某某某、某某、某某某七名成員，在課程設(shè)計(jì)的開(kāi)始進(jìn)行了任務(wù)分配。主要是對(duì)于扭頭刨床的曲柄導(dǎo)桿，曲柄滑塊，凸輪的設(shè)計(jì)上進(jìn)行了任務(wù)的分配。在曲柄滑塊，曲柄導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)中，我們組以曲柄豎直向下的位置作為分析的始點(diǎn)，每隔60度進(jìn)行一次分析，分析內(nèi)容包括了速度矢量圖解法分析，加速度矢量圖解法分析，力的矢量圖解分析，這些點(diǎn)位分別由1（某某某）,2(某某),5（某某某）,6（某某某）,7（某某某）,10（某某某）計(jì)算。在這些點(diǎn)位的基礎(chǔ)上做出兩個(gè)極位（曲柄順時(shí)75度和逆時(shí)針75度）（某某某）以及切削始點(diǎn)（順時(shí)98度）（某某某）切削末點(diǎn)（逆時(shí)103度）（某某某）。普通分割點(diǎn)以及極位的選取可通過(guò)直接作圖得到。切削始點(diǎn)的得來(lái)是在左極位中C點(diǎn)的位置向刨刀導(dǎo)軌右向皮平移0.05H，后以lBC作為半徑以點(diǎn)C為圓心作圓與點(diǎn)O3為圓心lO3B相交取兩個(gè)交點(diǎn)中右側(cè)設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù) 刨床參數(shù) 參數(shù)項(xiàng)目刨削平均速度Vm(mm/s550行程速度變化系數(shù)K1.40刨刀行程H(mm)300切削阻力F4500空行程摩擦阻力F225刨刀越程量?S(mm)15刨頭重量G520桿件比重（N/m）200機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度許用不均勻系數(shù)【δ】0.05導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)參數(shù)項(xiàng)目數(shù)值方案IIlO3A90lCB(mm117凸輪原始數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)項(xiàng)目llφδδδδ[α]rr推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律單位mmmm°°°°°°mmmm2組15014018751070205458515等加速等減速設(shè)計(jì)內(nèi)容確定導(dǎo)桿和機(jī)架的長(zhǎng)度由K=θ-1θ+1得由此可得∠AO導(dǎo)桿設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)項(xiàng)目llO3到數(shù)值（mm）579.6347.7569.7確定好了導(dǎo)桿部分的參數(shù)后我們定以曲柄為最低點(diǎn)作為整個(gè)曲柄運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)（即φ=0°），以60度為分位的角度順時(shí)開(kāi)始記點(diǎn)分別為1、2、5、6、7、10再加上兩個(gè)極位點(diǎn)3和9,以及切削始點(diǎn)4，切削末點(diǎn)8。機(jī)構(gòu)工藝動(dòng)作分解及運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖（1）機(jī)構(gòu)工藝工作：牛頭刨床的主運(yùn)動(dòng)為電動(dòng)機(jī)→變速機(jī)構(gòu)→搖桿機(jī)構(gòu)→滑枕往復(fù)運(yùn)動(dòng)；牛頭刨床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為電動(dòng)機(jī)→變速機(jī)構(gòu)→棘輪進(jìn)給機(jī)構(gòu)→工作臺(tái)橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。（2）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖桿件機(jī)構(gòu)的分析選取點(diǎn)位7速度分析：如圖所示曲柄角速度曲柄的角速度為當(dāng)曲柄位于7位置時(shí)第一個(gè)點(diǎn)：大?。海?？方向：取.做速度矢量圖.由速度影像法得大?。?？√？方向：//導(dǎo)桿繼續(xù)做速度矢量圖加速度分析：大?。?？？方向：取.做加速度矢量圖.由加速度影像法得：大小：?√？方向：√繼續(xù)做加速度矢量圖. 導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)的力分析：對(duì)桿件5和6，受力分析如下其中:(向右)（方向與相反）（可以忽略）而對(duì)于桿件5，有：(與CB垂直)23.4？11.48520?4500151.898.695向下//CB向下向上向左向右與相反以此做矢量方程由力的影像法，可得到：對(duì)桿件3和4，有慣性力矩：慣性力： 得出：=5836.73N又，小組成員數(shù)據(jù)及其繪制的曲線(xiàn)點(diǎn)位編號(hào)1234567891011備注左極位切削始點(diǎn)切削終點(diǎn)右極位角度0607598120180240257285300360速度-1360-31504806308015684660-308-1360加速度-26981566966.246603450160-3308-3960-6941-8800-269曲柄力矩4813.6020突變到201374.13545.68349.8190突變到2018.3748速度圖：加速度圖：力矩圖飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算1．環(huán)取取曲柄為等效構(gòu)件，根據(jù)機(jī)構(gòu)位置和切削阻力Fr確定一個(gè)運(yùn)動(dòng)循的等效阻力矩根據(jù)值，采用數(shù)值積分中的梯形法，計(jì)算曲柄處于各個(gè)位置時(shí)的功。因?yàn)轵?qū)動(dòng)力矩可視為常數(shù)，所以按照確定等效驅(qū)動(dòng)力矩。利用軟件Originpro我們可得：2.及的數(shù)值和圖3.根據(jù)最大盈虧功的定義，做（角度）--（Mr-Md）圖，如下圖所示利用軟件OriginPro8.0算面積可以得到：最大虧功為-16794.3255最大贏功為17789.268875最大盈虧功不計(jì)算，飛輪的最小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：電動(dòng)機(jī)的選擇與確定由上面的討論得出1）．根據(jù)機(jī)構(gòu)位置和切削阻力Fr確定一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中阻力矩所做的功。Wr=Fr×（0.9H）+0.1Fr1×（1.1H）=1222.43J2)．計(jì)算刨刀切削運(yùn)動(dòng)所需的功率Pr=Wr×kvm/H(1+k)=1307.32W3)．考慮到機(jī)械摩擦損失及工件橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)所需功率查閱資料可以得到，轉(zhuǎn)速應(yīng)為中等轉(zhuǎn)速較好，減速機(jī)構(gòu)齒輪齒數(shù)不會(huì)太大，根據(jù)牛頭刨床的工況為低速輕載，速度比較穩(wěn)定，具有飛輪調(diào)速，沖擊較小的特點(diǎn)。應(yīng)該選用的電機(jī)為：Y112M-6型電動(dòng)機(jī)額定功率為2.2KW。轉(zhuǎn)速為940r/min.凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)已知條件凸輪的分工安排：由某某某、某某某畫(huà)完，共計(jì)30個(gè)點(diǎn)，并對(duì)一些點(diǎn)的進(jìn)行了理論輪廓曲線(xiàn)和實(shí)際輪廓曲線(xiàn)的解析法驗(yàn)證，對(duì)其誤差進(jìn)行了分析，胡長(zhǎng)風(fēng)對(duì)回程階段選取了一些點(diǎn)進(jìn)行分析。設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟二次項(xiàng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律：φ=ω=當(dāng)處于推程等加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律上擺階段：始點(diǎn)：δ=終點(diǎn)：δ=因此，當(dāng)處于推程等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律上擺階段：始點(diǎn)：δ=終點(diǎn)：δ=δ因此，所以可知回程等加速、等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律下擺階段的運(yùn)動(dòng)方程為：回程階段：解析法檢驗(yàn)理論輪廓線(xiàn)③點(diǎn)17：，從圖中量得，誤差：④點(diǎn)23：，從圖中量得，誤差：回程階段的檢驗(yàn)解析法檢驗(yàn)實(shí)際輪廓線(xiàn)③點(diǎn)17：，，，因?yàn)橥馆喌墓ぷ骶€(xiàn)為內(nèi)等距線(xiàn)，所以從圖中量得，誤差：④點(diǎn)23：，，，因?yàn)橥馆喌墓ぷ骶€(xiàn)為內(nèi)等距線(xiàn)，所以從圖中量得，誤差：參考文獻(xiàn)孫桓等機(jī)械原理，高等教育出版社，2005.5鄒慧君，機(jī)械設(shè)計(jì)原理，上海交通大學(xué)出版社，1995.7鄭文緯、吳克堅(jiān)，機(jī)械原理（第七版），高等教育出版社，2002.6，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)，高等教育出版社，2002.6，機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)，高等教育出版社，2002.6心得體會(huì)將近兩周的課程設(shè)計(jì)快結(jié)束了，通過(guò)這兩周天的課程設(shè)計(jì)，我更深入的了解了機(jī)械原理中用矢量圖解這一重要接替方法，并復(fù)習(xí)使用了AUTOCAD這類(lèi)二維畫(huà)圖軟件。這次實(shí)踐性質(zhì)的課程設(shè)計(jì)給我很多思考和收獲。之前在學(xué)習(xí)機(jī)械原理這門(mén)課程的時(shí)候，覺(jué)得自己還學(xué)得不錯(cuò)，一般的題目都能解得出來(lái)，但是遇到了課程設(shè)計(jì)，這就完全不同于平時(shí)的題目了，這就涉及到各種復(fù)雜的情況了，更接近于我們參加工作以后可能會(huì)碰到的工程的難題。這次課程設(shè)計(jì)就給了我一次很好的鍛煉的就會(huì)。再對(duì)于二維畫(huà)圖軟件AUTOCAD，我覺(jué)得這是每一個(gè)機(jī)械生的基本功，但是到了這次用CA