牛頭刨床課程設(shè)計(jì)(M)

目錄一、概述§1.1、課程設(shè)計(jì)的任務(wù)—————————————————1§1.2、課程設(shè)計(jì)的目的—————————————————1§1.3、課程設(shè)計(jì)的方法—————————————————1二、牛頭刨床的設(shè)計(jì)任務(wù)§2.1、設(shè)計(jì)題目————————————————————1§2.2、設(shè)計(jì)內(nèi)容————————————————————2§2.3、設(shè)計(jì)要求————————————————————2三、牛頭刨床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析§3.1、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)————————————————————3§3.2、機(jī)構(gòu)選型、方案分析及方案的確定—————————3§3.3、機(jī)構(gòu)尺寸的計(jì)算與確定——————————————3四、牛頭刨床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析§4.1、解析法運(yùn)動(dòng)分析—————————————————4§4.2、運(yùn)動(dòng)曲線圖———————————————————6五、心得體會(huì)————————————————————————10六、參考文獻(xiàn)————————————————————————10一、概述§1.1、課程設(shè)計(jì)的任務(wù)機(jī)械原理課程是高等學(xué)校機(jī)械類近機(jī)類專業(yè)本、專科學(xué)生較全面地運(yùn)用已學(xué)過的知識(shí)，特別是機(jī)械原理部分已學(xué)過的知識(shí)的知識(shí)第一次較全面地對(duì)一項(xiàng)工程實(shí)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(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)分析與設(shè)計(jì)的基本訓(xùn)練，是該課程的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。其目的在于運(yùn)用已學(xué)過的知識(shí)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，用創(chuàng)新思想確定出解決工程實(shí)際問題的方案及其有關(guān)尺寸，并學(xué)會(huì)將方案繪制出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的能力。培養(yǎng)學(xué)生對(duì)確定的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析及動(dòng)力分析，學(xué)會(huì)按任務(wù)進(jìn)行調(diào)研、實(shí)驗(yàn)、查閱技術(shù)資料、設(shè)計(jì)計(jì)算、制圖等基本技能。在此基礎(chǔ)上初步掌握計(jì)算機(jī)程序的編制，并能用計(jì)算機(jī)解決工程技術(shù)問題。學(xué)會(huì)運(yùn)用團(tuán)隊(duì)精神，集體解決技術(shù)難點(diǎn)的能力?！?.2、課程設(shè)計(jì)的任務(wù)按設(shè)計(jì)任務(wù)書要求調(diào)研、比較設(shè)計(jì)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(jì)方案；確定桿件尺寸；繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；對(duì)機(jī)械行運(yùn)動(dòng)分析，求出相關(guān)點(diǎn)或相關(guān)構(gòu)件的參數(shù)，如點(diǎn)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(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)線圖如位移與原動(dòng)件角曲線；速度與原動(dòng)轉(zhuǎn)角曲線；加速度與原動(dòng)件轉(zhuǎn)角曲線；根據(jù)給定機(jī)器的工作要求，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)飛輪；根據(jù)方案對(duì)各機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，如對(duì)連桿機(jī)構(gòu)按行程速比系數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)；對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線；對(duì)齒輪機(jī)構(gòu)按傳動(dòng)比要求設(shè)計(jì)齒輪減速機(jī)構(gòu)，確定齒輪傳動(dòng)類型，傳動(dòng)比并進(jìn)行齒輪幾何尺寸計(jì)算，繪制齒輪嚙合圖。按間歇運(yùn)動(dòng)要求設(shè)計(jì)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)等等；要求學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，繪制必要的圖紙；編制設(shè)計(jì)計(jì)算程序及相應(yīng)曲線、圖形；編寫設(shè)計(jì)說明書?！?.3、課程設(shè)計(jì)的方法機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)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(gè)位置分別分析設(shè)計(jì)計(jì)算精度較低；解析法精度高，且可對(duì)各個(gè)位置進(jìn)行迅速分析計(jì)算，但需要有效方便的計(jì)算軟件。隨著計(jì)算機(jī)呃普及，計(jì)算繪圖軟件增多，圖解法除了用人工繪圖分析設(shè)計(jì)，還出現(xiàn)了利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖解設(shè)計(jì)分析計(jì)算，他的精度也可隨之提高，同時(shí)又保持了形象，直觀的優(yōu)點(diǎn)，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(jì)任務(wù)§2.1、設(shè)計(jì)題目牛頭刨床事一種用于平面切削加工的機(jī)床。刨床工作時(shí)，刨頭（刨刀）作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其行程為H，每分鐘的往復(fù)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(shí)，要求速度較低且平穩(wěn)，近似勻速運(yùn)動(dòng)；為了提高生產(chǎn)率，在空回行程時(shí)，由于不切削工件，要求回程速度較快。令刨頭在一個(gè)工作循環(huán)中，受到大風(fēng)切削阻力Fr較大，而空行程不受力，故在整個(gè)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(dòng)，以提高整個(gè)切削質(zhì)量和電動(dòng)機(jī)容量。為防止刀具與工作臺(tái)的干涉，在行程H兩端各留有0.05H的空刀行程?！?.2、設(shè)計(jì)內(nèi)容根據(jù)題目設(shè)計(jì)要求，對(duì)指導(dǎo)書的設(shè)計(jì)方案提出另一種局部改進(jìn)方案，通過設(shè)計(jì)分析，比較不同運(yùn)動(dòng)方案的優(yōu)劣。對(duì)方案的主要傳動(dòng)和執(zhí)行構(gòu)件進(jìn)行尺寸綜合，確定有關(guān)設(shè)計(jì)尺寸參數(shù)，繪制包括從原動(dòng)件到執(zhí)行構(gòu)件間，組成該機(jī)器的所有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。完成連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析。每人在一個(gè)工作循環(huán)中（0度到360度）至少取12個(gè)機(jī)構(gòu)位置，畫出各位置機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)速度分析，最后繪出刨頭的位移及速度運(yùn)動(dòng)線圖。完成飛輪的設(shè)計(jì)（假設(shè)刨頭的驅(qū)動(dòng)力恒定，且除刀具的質(zhì)量外，其它構(gòu)件質(zhì)量不計(jì)）。根據(jù)上面的運(yùn)動(dòng)分析，以齒輪—曲柄軸為等效構(gòu)件，并以上述位置畫出機(jī)構(gòu)的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、等效阻力矩及驅(qū)動(dòng)力矩圖，并設(shè)計(jì)飛輪?！?.3、設(shè)計(jì)要求完成整個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖一張完成連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析圖紙一張，繪出刨頭對(duì)曲柄的位移及速度運(yùn)動(dòng)線圖、等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、等效阻力矩及驅(qū)動(dòng)力矩圖，設(shè)計(jì)出飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；（若采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析，并用計(jì)算機(jī)作出上述各圖，打印出計(jì)算機(jī)程序和各機(jī)構(gòu)分析圖，則該一號(hào)圖紙可省略）設(shè)計(jì)計(jì)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(jì)計(jì)算分析過程；（5）參考文獻(xiàn)說明書要求字跡工整，繪圖準(zhǔn)確，裝訂成冊(cè)。作圖要求準(zhǔn)確，比例適當(dāng)，布局均勻，圖紙的邊框、標(biāo)題欄等要求符合國(guó)家規(guī)范，圖面整潔。三、牛頭刨床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析§3.1、設(shè)計(jì)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(jī)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(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)，自由度為F=3n-（2Pl+Ph）=3×5-(2×7+0)=1，曲柄為機(jī)構(gòu)原動(dòng)件；通過曲柄帶動(dòng)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和滑塊機(jī)構(gòu)使刨刀往復(fù)移動(dòng)，實(shí)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(dòng)導(dǎo)桿機(jī)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(jī)構(gòu)傳動(dòng)角恒為90°，傳動(dòng)性能好，能承受較大的載荷，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)鏈較長(zhǎng)，傳動(dòng)間隙較大；動(dòng)力性能，傳動(dòng)平穩(wěn)，沖擊震動(dòng)較小；結(jié)構(gòu)和理性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，尺寸和質(zhì)量也較小，制造和維修也較容易；經(jīng)濟(jì)性，無(wú)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。§3.3、機(jī)構(gòu)尺寸的計(jì)算與確定由已知數(shù)據(jù)經(jīng)過計(jì)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(dòng)比計(jì)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(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析及程序§4.1、解析法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析如右圖，建立直角坐標(biāo)系，并標(biāo)出各桿矢量及方位角。利用兩個(gè)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(jià)于（7）對(duì)求導(dǎo)得：（8）同理得：（9）求滑塊E的由（3）、（4）式得：（10）（11）求導(dǎo)得：（12）（13）§4.2、運(yùn)動(dòng)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