牛頭刨床課程設(shè)計(M)

目錄一、概述§1.1、課程設(shè)計的任務(wù)—————————————————1§1.2、課程設(shè)計的目的—————————————————1§1.3、課程設(shè)計的方法—————————————————1二、牛頭刨床的設(shè)計任務(wù)§2.1、設(shè)計題目————————————————————1§2.2、設(shè)計內(nèi)容————————————————————2§2.3、設(shè)計要求————————————————————2三、牛頭刨床主傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析§3.1、設(shè)計數(shù)據(jù)————————————————————3§3.2、機構(gòu)選型、方案分析及方案的確定—————————3§3.3、機構(gòu)尺寸的計算與確定——————————————3四、牛頭刨床主傳動機構(gòu)的運動分析§4.1、解析法運動分析—————————————————4§4.2、運動曲線圖———————————————————6五、心得體會————————————————————————10六、參考文獻————————————————————————10一、概述§1.1、課程設(shè)計的任務(wù)機械原理課程是高等學校機械類近機類專業(yè)本、?？茖W生較全面地運用已學過的知識，特別是機械原理部分已學過的知識的知識第一次較全面地對一項工程實際的應(yīng)用問題從任務(wù)分析、調(diào)查研究、方案比較、方案確定、繪制出機構(gòu)運動簡圖、進行機械運動和動力學分析與設(shè)計的基本訓練，是該課程的一個重要實踐環(huán)節(jié)。其目的在于運用已學過的知識培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力，用創(chuàng)新思想確定出解決工程實際問題的方案及其有關(guān)尺寸，并學會將方案繪制出機構(gòu)運動簡圖的能力。培養(yǎng)學生對確定的機構(gòu)運動簡圖進行機構(gòu)運動分析及動力分析，學會按任務(wù)進行調(diào)研、實驗、查閱技術(shù)資料、設(shè)計計算、制圖等基本技能。在此基礎(chǔ)上初步掌握計算機程序的編制，并能用計算機解決工程技術(shù)問題。學會運用團隊精神，集體解決技術(shù)難點的能力?！?.2、課程設(shè)計的任務(wù)按設(shè)計任務(wù)書要求調(diào)研、比較設(shè)計的可能方案，比較方案的優(yōu)劣，最終確定所選最優(yōu)設(shè)計方案；確定桿件尺寸；繪制機構(gòu)運動簡圖；對機械行運動分析，求出相關(guān)點或相關(guān)構(gòu)件的參數(shù)，如點的位移、速度、加速度；構(gòu)件的角位移、角速度、角加速度。列表，并繪制相應(yīng)的機構(gòu)運動線圖如位移與原動件角曲線；速度與原動轉(zhuǎn)角曲線；加速度與原動件轉(zhuǎn)角曲線；根據(jù)給定機器的工作要求，在此基礎(chǔ)上設(shè)計飛輪；根據(jù)方案對各機構(gòu)進行運動設(shè)計，如對連桿機構(gòu)按行程速比系數(shù)進行設(shè)計；對凸輪機構(gòu)按從動件運動規(guī)律設(shè)計凸輪輪廓曲線；對齒輪機構(gòu)按傳動比要求設(shè)計齒輪減速機構(gòu)，確定齒輪傳動類型，傳動比并進行齒輪幾何尺寸計算，繪制齒輪嚙合圖。按間歇運動要求設(shè)計間歇運動機等等；要求學生根據(jù)設(shè)計任務(wù)，繪制必要的圖紙；編制設(shè)計計算程序及相應(yīng)曲線、圖形；編寫設(shè)計說明書。§1.3、課程設(shè)計的方法機械原理課程設(shè)計的方法，大致可分為圖解法和解析法兩種，圖解法的幾何概念氣清晰、直觀，但需逐個位置分別分析設(shè)計計算精度較低；解析法精度高，且可對各個位置進行迅速分析計算，但需要有效方便的計算軟件。隨著計算機呃普及，計算繪圖軟件增多，圖解法除了用人工繪圖分析設(shè)計，還出現(xiàn)了利用計算機進行圖解設(shè)計分析計算，他的精度也可隨之提高，同時又保持了形象，直觀的優(yōu)點，因此此法也不失是一種值得提倡的方法。二、牛頭刨床的設(shè)計任務(wù)§2.1、設(shè)計題目牛頭刨床事一種用于平面切削加工的機床。刨床工作時，刨頭（刨刀）作直線往復運動，其行程為H，每分鐘的往復次數(shù)為N；為了提高工件加工質(zhì)量和刀具壽命，在切削工件時，要求速度較低且平穩(wěn)，近似勻速運動；為了提高生產(chǎn)率，在空回行程時，由于不切削工件，要求回程速度較快。令刨頭在一個工作循環(huán)中，受到大風切削阻力Fr較大，而空行程不受力，故在整個工作過程中，受力變化較大，需要安裝飛輪來調(diào)節(jié)主軸的速度波動，以提高整個切削質(zhì)量和電動機容量。為防止刀具與工作臺的干涉，在行程H兩端各留有0.05H的空刀行程。§2.2、設(shè)計內(nèi)容根據(jù)題目設(shè)計要求，對指導書的設(shè)計方案提出另一種局部改進方案，通過設(shè)計分析，比較不同運動方案的優(yōu)劣。對方案的主要傳動和執(zhí)行構(gòu)件進行尺寸綜合，確定有關(guān)設(shè)計尺寸參數(shù)，繪制包括從原動件到執(zhí)行構(gòu)件間，組成該機器的所有傳動機構(gòu)的傳動系統(tǒng)機構(gòu)簡圖。完成連桿機構(gòu)的運動分析。每人在一個工作循環(huán)中（0度到360度）至少取12個機構(gòu)位置，畫出各位置機構(gòu)簡圖，并進行運動速度分析，最后繪出刨頭的位移及速度運動線圖。完成飛輪的設(shè)計（假設(shè)刨頭的驅(qū)動力恒定，且除刀具的質(zhì)量外，其它構(gòu)件質(zhì)量不計）。根據(jù)上面的運動分析，以齒輪—曲柄軸為等效構(gòu)件，并以上述位置畫出機構(gòu)的等效轉(zhuǎn)動慣量、等效阻力矩及驅(qū)動力矩圖，并設(shè)計飛輪。§2.3、設(shè)計要求完成整個機構(gòu)的運動簡圖一張完成連桿機構(gòu)運動分析圖紙一張，繪出刨頭對曲柄的位移及速度運動線圖、等效轉(zhuǎn)動慣量、等效阻力矩及驅(qū)動力矩圖，設(shè)計出飛輪的轉(zhuǎn)動慣量；（若采用計算機進行機構(gòu)的運動分析，并用計算機作出上述各圖，打印出計算機程序和各機構(gòu)分析圖，則該一號圖紙可省略）設(shè)計計算說明書一份，不少于2000字，包括內(nèi)容：封面；（2）目錄；（3）原始資料和數(shù)據(jù)；（4）所有設(shè)計計算分析過程；（5）參考文獻說明書要求字跡工整，繪圖準確，裝訂成冊。作圖要求準確，比例適當，布局均勻，圖紙的邊框、標題欄等要求符合國家規(guī)范，圖面整潔。三、牛頭刨床主傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析§3.1、設(shè)計數(shù)據(jù)曲柄轉(zhuǎn)速n=60r/min不均勻系數(shù)[δ]=0.08工作行程H=650mm行程速比系數(shù)K=1.4刨刀質(zhì)量M=80kg行程阻力Fr=6kN§3.2、機構(gòu)選型、方案分析及方案的確定方案1方案1方案2方案3方案分析：方案一、機構(gòu)具有確定運動，自由度為F=3n-（2Pl+Ph）=3×5-(2×7+0)=1，曲柄為機構(gòu)原動件；通過曲柄帶動擺動導桿機構(gòu)和滑塊機構(gòu)使刨刀往復移動，實現(xiàn)切削功能，能滿足功能要求工作性能，工作行程中，刨刀速度較慢，變化平緩符合切削要求，擺動導桿機構(gòu)使其具有急回作用，可滿足任意行程速比系數(shù)K的要求；傳遞性能，機構(gòu)傳動角恒為90°，傳動性能好，能承受較大的載荷，機構(gòu)運動鏈較長，傳動間隙較大；動力性能，傳動平穩(wěn)，沖擊震動較??；結(jié)構(gòu)和理性，結(jié)構(gòu)簡單合理，尺寸和質(zhì)量也較小，制造和維修也較容易；經(jīng)濟性，無特殊工藝和設(shè)備要求，成本較低。方案確定：綜上所述，所以選擇方案一?！?.3、機構(gòu)尺寸的計算與確定由已知數(shù)據(jù)經(jīng)過計算得由得出=30°AC=576mm假設(shè)i總=18=i1*i2*i3*i4i1=3i2=2i3=2i4=1.5根據(jù)傳動比計算可得齒輪半徑和齒數(shù)（m=5）r1=300mmr2=100r2’=160r3=80r3’=150r4=75r4’z1=120z2=40z2’=64z3=32z3’=60z4=30z四、牛頭刨床主傳動機構(gòu)的運動分析及程序§4.1、解析法進行運動分析如右圖，建立直角坐標系，并標出各桿矢量及方位角。利用兩個封閉圖形ABCA及CDEGC。投影方程式為（1）（2）（3）（4）求、由公式（1）和（2）得：（5）（6）上式等價于（7）對求導得：（8）同理得：（9）求滑塊E的由（3）、（4）式得：（10）（11）求導得：（12）（13）§4.2、運動曲線圖s-fl1=149.1;l6=576;x=0:2*pi/100:2*pi;y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));fori=26:1:76y(i)=pi+y(i);endl=1278;l3=1255.7;l4=210;a=asin((l-l3*sin(y))./l4);b=l3*cos(y)+l4*cos(a);plot(x*180/pi,b)v-fl1=149.1;l6=576;x=0:2*pi/100:2*pi;y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));fori=26:1:76y(i)=pi+y(i);endl=1278;l3=1255.7;l4=210;a=asin((l-l3*sin(y))./l4);c=l1*cos(x)/cos(y);d=2*pi*l1*cos(x-y)/c;e=-(d.*l3.*sin(y-a))./cos(a);plot(x*180/pi,e)Mr,Md-fl1=0.1491;l6=0.576;x1=0.17*pi:2*pi/100:0.95*pi;x2=0:2*pi/100:2*piy=atan((l6+l1*sin(x1))./(l1*cos(x1)));l=1.278;l3=1.2557;l4=0.21;g=6000;a=asin((l-l3*sin(y))./l4);c=l1*cos(x1)/cos(y);d=2*pi*l1*cos(x1-y)/c;e=-(d.*l3.*sin(y-a))./cos(a);m1=(3*g.*e)/(8*pi);m2=1162plot(x1*180/pi,m1,x2*180/pi,m2)j-fl1=149.1;l6=576;x=0:2*pi/100:2*pi;y=atan((l6