机械原理课程设计-牛头刨床设计.doc

机械原理课程设计 课程名称 机械原理课程设计 题目名称 牛头刨床 学生学院 机电工程学院 专业班级 学 号 学生姓名 指导教师 日 期 目录 机械原理课程设计 0 一、机械原理课程设计题目及要求 1 1.工作原理 1 2.设计要求 1 3.设计数据 3 4.设计内容及工作量 3 二、连杆机构对比 4 第一个方案 4 第二个方案 5 三、机构运动尺寸 5 四、导杆机构的运动分析 6 1.图解法 6 1）速度分析 6 2）加速度分析 9 五、导杆机构的动态静力分析 10 1.图解法 10 六、凸轮机构设计 13 1)确定凸轮机构的基本尺寸 13 2)凸轮廓线的绘制 18 七、小结 19 参考文献 19 一、机械原理课程设计题目及要求 1、工作原理：的机构导杆机构和凸轮机构。在切削行程H中，前后各有一段0.05H的空刀距离，工作阻力F为常数；为空回行程，无阻力。空回行程工进给运动，设计要求：电动机轴与曲柄轴平行，使用寿命10年，每日一班制工作，载荷有轻微冲击。允许曲柄转速偏差为±5％。要求导杆机构的角；凸轮机构的最大压力角应在许用值[]之内，摆动从动件的升、回程运动规律均为等速运动。执行构件的传动效率按0.95计算，系统有过载保护。按小批量生产规模设计。 3. 设计数据 导杆机构运动分析 转速n2(r/min) 工作行程H(mm) 行程速比系数K 54 320 1.42 导杆机构运动动态静力分析 工作阻力Fmax(N) 导杆质量m4(kg) 滑块6质量m6(kg) 导杆4质心转动惯量Js4(kgm2) 4800 22 70 1.2 凸轮机构运动分析 从动件最大摆角(max(°) 摆动从动件杆长 许用压力角[](°) 推程运动角(0 (°) 远休止角(s (°) 回程运动角(0’ (°) 15 130 42 60 10 62 4.设计内容及工作量1、根据的工作原理，拟定2～3个其他形式的执行机构，并对这些机构进行分析对比。、根据给定的数据确定机构的运动尺寸。要求用图解法设计，并将设计结果和步骤写在设计说明书中。、导杆机构的运动分析。分析导杆滑块的速度导杆滑块、凸轮机构设计。根据所给定的已知参数，确定凸轮机构的基本尺寸（基圆半径ro、机架和滚子半径），并将运算结果写在说明书中。画出凸轮机构的实际廓线。、编写设计说明书一份。应包括设计任务、设计参数、设计计算过程等。 因为其自由度F=3*5-2*7=1，机构具有确定的运动。此方案以滑块机构替代转动机构，增加了摩擦，以曲柄机构带动的刨刀需加一个较大的力，动力性能较差。 第二个方案 因为其自由度F=3*5-2*7=1, 机构具有确定的运动。其冲击振动较大，零件易磨损，维护较难，对设备要求 2、曲柄2长 3、导杆3长 4、连杆4长 用Autocad软件按1:1绘制所设计的机构运动简图： 四、导杆机构的运动分析 1.图解法 1）速度分析 红色实线表示机构的左右极限位置，黑实线为一般位置，。 速度分析从A点开始，取重合点进行求解。已知点的速度： 其方向垂直于,指向与的转向一致。 由运动合成原理可知，重合点有 取极点p，按比例尺作速度图（与机构简图绘在同一图样上），如图所示： 求出构件4（3）的角速度和构件4上B点的速度以及构件4与构件3上重合点A的相对速度。因为 导杆4角速度 所以 对构件5上B、C点，列同一构件两点间的速度矢量方程： （滑块6的速度） 滑块6位移 2）加速度分析 由运动已知的曲柄上A()点开始，列两构件重合点间加速度矢量方程，求构件4上A点的加速度。因为 所以 取极点，按比例尺作加速度图（与机构简图和速度分析矢量图绘在同一图样上），如图所示： 用影像原理求得构件4上B点和质心点的加速度和，用构件4上A点的切向加速度求构件4的角加速度。因为 所以 构件4的角加速度 刨头6的加速度 五、导杆机构的动态静力分析 1.图解法 首先依据运动分析结果，计算构件4的惯性力（与反向）、构件4的惯性力矩（与反向，逆时针）、构件4的惯性力平移距离（方位：向上）、构件6的惯性力（与反向）。 1、取构件5、6基本杆组为示力体 因构件5为二力杆，只对构件6作受力分析即可，首先列力平衡方程： 按比例尺作力多边形，如图，求出运动副反力和。 2、取构件3、4基本杆组为示力体 首先取构件4，对点列力矩平衡方程（反力的大小和方向为已知），求出反力： 再对构件4列力平衡方程，按比例尺作力多边形，如图。求出机架对构件4的反力： 3、取构件2为示力体 六、凸轮机构设计 1)确定凸轮机构的基本尺寸 选推杆的运动规律为二次多项式运动规律，即等加速等减速运动规律。其运动规律表达式为： 等加速段： () 等减速段： ()