牛头刨床机构设计

+\西安科技大学高新学院课程设计报告学院机电信息学院课程机械原理课程设计专业机械设计制造及其自动化班级机单1101班姓名刘亚娟学号1102060708指导教师程安宁日期2013年7月19日+\任务书姓名刘亚娟学号1102060708专业班级机单1101班 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目：牛头刨床的设计完成时间：2013年7月19日具体内容及进度要求：具体内容：1）根据牛头刨床的工作原理，拟定2～3个其他形式的执行机构（连杆机构），并对这些机构进行 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 对比。2）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。3）导杆机构的运动分析。将导杆机构放在直角坐标系下，建立参数化的数学模型，编程分析出刨头6的位移、速度、加速度及导杆4的角速度和角加速度，画出运动曲线，并打印上述各曲线图。要求将主程序编制过程详细地写在说明书中。4）导杆机构的动态静力分析。通过建立机构仿真模型，并给系统加力，编制程序，打印外加力的曲线，并求出最大平衡力矩和功率。5）凸轮机构设计。根据所给定的已知参数，确定凸轮的基本尺寸（基圆半径ro、机架lo2o9和滚子半径rr），并将运算结果写在说明书中。将凸轮机构放在直角坐标系下，编制程序，求出凸轮机构的实际廓线，打印出从动件运动规律和凸轮机构仿真模型。6）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。进度要求：7月8日查阅资料、熟悉题目7月9,10日 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 分析、比较7月11,12日平面机构尺度综合、运动分析7月15，16日平面动态静力分析7月17,18日绘制方案图、整理设计说明书7月19日答辩指导教师程安宁2013年7月19日成绩教师+\牛头刨床机构设计牛头刨床是平面切削加工机床，如图1。电动机经皮带和齿轮驱动曲柄2和固结在其上的凸轮8带动刨头6和刨刀7作往复运动。切削，要求速度较低并且均匀，以减少电动机容量和提高切削质量，刨头左行时为空回行程，要求有急回作用以提高生产率。回程时，图1牛头刨床结构及阻力线图凸轮8通过四杆机构1-9-10-11与棘轮带动螺旋机构（图中未画），使工作台连同工件作进给，以便刨刀继续切削。刨头在工作行程H中，受到很大的切削阻力，前后各有一段0.05H的空刀距离，工作阻力F为常数；而空回行程中则没有切削阻力。如图2，因此刨头在整个运动循环中，受力变化是程时很大的，这就影响了主轴的匀速运转，故需安装飞轮来减小主轴的速度波动，以提高切削质量和减小电动机容量。一．牛头刨床执行机构牛头刨床的执行机构由导杆机构和凸轮机构组成，完成刨刀的往复运动和间歇移动。如图3图2牛头刨床工作阻力线图图3牛头刨床执行机构+\刨床工作时，刨头6由曲柄2带动右行，刨刀切削。刨刀空回行程时，凸轮8通过四杆机构带动棘轮机构，棘轮机构带动螺旋机构使工作台连同工件在垂直纸面方向上做一次进给运动，其运动循环如图4。图4运动循环图二．执行机构方案选择牛头刨床主机构的形态学矩阵功能元局部解标目1234567记标急摆凸偏导曲双摆回加工动导杆轮机构置曲柄杆机构柄摇杆曲柄机动导杆A机构+摇杆滑块机+对心机构+构+曲机构++摇杆滑滑块机构曲柄滑摇杆滑柄滑块齿轮齿块机构构块机构块机构机构条机构工曲曲不槽凸作台间柄摇杆柄摇杆完全齿轮机构轮间歇B歇移动机构+机构+轮机构+齿轮运动+棘齿条棘轮机+齿轮齿条齿轮齿机构构+齿齿条条轮齿条方案一：有两个四杆机构组成。使b＞a，构件1,2,3,6，便构成摆杆导杆机构，基本参数b/a=λ。构件3,4,5,6，构成摇杆滑块机构。该方案结构简单，加工方便，能承受较大载荷，且具有急回特性，其形成速比系数k=（180+θ）（/180-θ），其中θ=2arcsin+\1/λ）。只要正确选择合适的摇杆CD长度，即可满足行程H的要求。导杆机构有较大的转动角，传动性能良好；机构横向与纵向运动尺寸都不太大，比较合理。工作行程中，刨刀的速度比较慢，而且变化平缓，符合要求。方案二：由凸轮机构和摇杆滑块机构组成。虽然该方案中凸轮机构可使从动件获得任意的运动规律，但是凸轮制造复杂、表面硬度要求高，因此加工和热处理费用较大。方案采用了高副接触，只能承受较小载荷，且表面磨损较快，磨损后凸轮的廓线形状即发生变化。由于滑块具有急回运动性质，凸轮机构受到的冲击较大。滑块的行程H比较大，调节比较困难，必然使凸轮机构的压力角过大；而为了减小压力角，必须增大基圆半径，导致凸轮和整个机构十分庞大。为保持凸轮和从动件始终接触，需用力封闭或几何封闭，结构复杂。方案三：为表中A3方案，为偏置曲柄滑块机构，机构的基本尺寸a，b，e。该方案结构较第一种方案简单，也具有急回特性，由于θ=arcos[e/（a+b）]-arccos[e/（b-a）]，增大a和e或者减小b均使增大K。但是，增大e或减小b会使滑块速度变化剧烈，最大速度、加速度和动载荷增加，且会使最小传动角γmin减小，传动性能变差。方案四:为表中A6方案，有两个四杆机构组成。构件1、2、3、4组成双曲柄机构，构件3、4、5、6构成曲柄滑块机构。该方案具有急回作用，由于β1=arctan(c/d)，而2β1=180-θ,因此K=(180-β1)/β1，可见增大c或者减小d都能使K减小，而a与b的尺寸与K无关。机构的横向与纵向尺寸均较大，且A与D传动轴均应悬臂安装，否则机构运动时，轴与曲柄将发生干涉。作往复运动的滑块6以及做平面复杂运动的连杆EF和BC动平衡困难。+\比较上述刨刀急回加工方案可知，实现给定的刨刀运动要求以采用方案一为宜。工作台间歇移动距离调整采用B1方案，即可调曲柄尺寸的曲柄摇杆机构+棘齿条机构，最后可得到系统解为A1+B1。如图5图5最终选择方案三．尺寸选择牛头刨床的原始数据:刨削平均速度Vm（mm/s）=580；行程速度变化系数K=1.5；刨刀冲程H（mm）=400；切削阻力Fr（N）=4000；空行程摩擦阻力（N）=200；刨刀越程量S（mm）=20；刨头重量（N）=620；杆件比重（N/m）=300；机器运转速度许用不均匀系数=0.05；机构的尺寸LBOLAO2LBCHθLOO22136647mm120mm162mm389mm400mm错误！未找到引用源。=K12n1rad/s18036305.46K1+\60vm=52.2r/minn11)H(1K四．主机构尺度综合及运动分析机构位置划分简图等分为12等分，取上述方案的第2位置和第7位置进行运动分析1）、曲柄位置“2”做速度、加速度分析（列矢量方程、画速度图、加速度图）“2”位置速度分析“2”位置加速度分析取曲柄位置“4”进行速度分析。取构件3和4的重合点A进行速度分析。有ω1=5.62rad/s其转向为逆时针方向。a）速度分析用速度影像法对A点：VA4=VA3+VA4A3（4-1）方向：BO4O2A//O4B大小：？√？式中：VA=lpa4VA4VA4=4lO4A4=0.6048m/s4=0.887rad/sVA4A3=lla3a4VB4=4lO4BVA4A3=0.3902m/sVB4=0.5676m/s对于C点：VC=VB+VCB（4-2）+\方向：//XX'O4BBC大小：？√？式中：VC=llpcVCB=llbcVC=0.4789m/sVCB5=ullbcVCB=0.1064m/s=0.788rad/s加速度分析用加速度影像法对于A点：aA=aAn+aAt=aA+aAkA3+aArA3（4-3）444344方向：A→O4O4BA→O2O4B//O4B大小：√？√√?式中：aA3=22lO2AaAKA=24VA4A3aA3=4.064m/s243aAn=42lO4AaAt=alnaaAKA24443=0.830m/saAr4A3=alkaaAn4=0.346m/s2aB=aAlO4Ban=52lBCaAt24lO4ACB4=2.190m/saB=3.224m/s2aCBn=0.084m/s2aAr4A3=3.065m/s2对于C点:aC=aB+aCBn+aCBt（4-4）方向：//XX'B→O4C→BBC大小：？√√？式中：aC=alp'c'aCBt=aln''c'aC=3.139m/s2（2）对位置7进行速度和加速度分析+\“7”位置速度分析“7”位置加速度分析（a）速度分析用速度影像法对A点：VA4=VA3+VA4A3（4—5）方向：BO4O2A//O4B大小：？√？式中：VA4VA4=lpa44=lO4AVA4=0.6048m/s4=0.311rad/sVAA=llaa4VB=VB=4lOBVAA3=0.064m/s433444VB5=0.199m/s对于C点：VC=VB+VCB（4-6）方向：//XX'O4BBC大小：？√？式中：VC=llpcVCB=llbcVC=0.181m/sVCB=0.064m/s5=VCBullbc=0.311rad/s加速度分析用加速度影像法对于A点：+\aA4=aAn4+aAt4=aA3+aAk4A3+aAr4A3（4-7）方向：A→O4O4BA→O2O4B//O4B大小：√？√√?式中：aA=22lOAaAKA=24VAA324343aA3=4.064m/s2aAn=42lO4At=alaArA=alaAnaka4443aAK4A3=0.368m/s2anA4=0.038m/s2atA4=4.109m/s2aA=42lOBaB=aAlO4BaCBn=52lBC444lO4AaA4=4.064m/s2aCBn=0.064m/s2对于C点：aC=aB+aCBn+aCBt（4-8）方向：//XX'B→O4C→BBC大小：？√√？式中：aC=alp'c'aCBt=aln''c'aC=6.311m/s2五.主机机构的动力分析取上述方案一的第2位置和第7位置进行受力分析+\“2”位置的力的多边形“7”位置的力的多边形对“2”位置进行受力分析取“2”点为研究对象，分离5、6构件进行运动静力分析：已知：G6=520NFI6=-G6/g×ac（1-1）∑Fx=FI4+Fr-FR45=0（1-2）由此可得：F=4891.6NR45由分离3,4构件进行运动静力分析：已知：F=FR54R45由此可得：FI4=-G4/g×a4（1-3）MS4=-JS4·αS4=-0.9984×3.35=21.74N.m（1-4）MO4G4h1FI4h2FR54h3MI4FR23h40（1-5）其中h1，h2，h3，h4分别为G4,FI4,FR54,FR23作用于O4的距离（其大小可以测得），可以求得：FR23=6983.4N由力的多边形可知：Fox=2169.7N,Foy=1286.06N对曲柄2进行运动静力分析,FR32作用于O2的距离为h，其大小为0.15m由此可得曲柄上的平衡力矩为：M=×（1-7）FR32方向为逆时针对位置“7”进行受力分析取“7点为研究对象，分离5、6构件进行运动静力分析：+\已知：G6=520NF=-G6/g×ac（1-8）I6由此可得：FR45=256.93N由分离3,4构件进行运动静力分析：已知：FR54=FR45由此可得：FI4=-G4/g×a4（1-9）M=-J·α=4.456N.m（1-10）S4S4S4方向与α4运动方向相反（逆时针）MO4G4h1FI4h2FR54h3MI4FR23h40（1-11）其中h1，h2，h3，h4分别为G4,FI4,FR54,FR23作用于O4的距离（其大小可以测得），可以求得：FR23=281N由力的多边形可知：Fox=444.765N,Foy=169.508N对曲柄2进行运动静力分析，FR32作用于O2的距离为h，其大小为0.08m由此可得曲柄上的平衡力矩为：M=FR32×方向为逆时针六．求刨头的位移，速度和加速度曲线位移与时间，速度与时间，加速度与时间曲线位移图线a,位移图线c系列1S01234567891011121314t+\速度图线c系列1V012345678910111213t加速度图线a系列101234567891011121314t由以上三条曲线，位移与时间，速度与施加，加速度与时间曲线，可以看出牛头刨床的运行过程，c点的运动情况。九．心得与体会机械原理课程设计是机械设计制造及其自动化专业教学活动中不可或缺的一个重要环节。作为一名机械设计制造及其自动化大二的学生，我觉得有这样的实训是十分有意义的。在已经度过的一年半的生活里我们大多数接触的不是专业课或几门专业基础课。在课堂上掌握的仅仅是专业基础理论面，如何去面对现实中的各种机械设计？如何把我们所学的专业理论知识运用到实践+\当中呢？我想的我提供了良好的践平台。两周的机械原理程就束了，在次践的程中学到了很多西，既巩固了上所学的知，又学到了一些堂内学不到的西，略到了人在理技能示出的秀品，更深切的体会到人与人之的那种相互合作的机制，最重要的是自己一些的看法生了良性的化。其中在新感到自己的思有一条散出了很多，想到很多能达到要求的行机构，然有些由于制造工要求高等因素以用于，但自己很欣慰能想到独特之。个程也了自己运用所学知的价的技能；而手工画到了一件事情中的每个的真都是重要的，哪怕是一个数的虎或粗略那都会以后的任来更大的差甚至，所以作一个人来心是最重要的，之后才可以其他；当用TB自己熟悉了一种新的件，以后的打下了基；用CAD画机构运、速度、加速度、力分析不要求准确无的画出来，要根据每步的画来算出下一个果，然个工程量比大，花的最多，但我来也是一个考与，其中用到了自己外学CAD的很多知，并且其行了巩固，自己水平和速度更上一楼。除了自己的个人提高，的合作是最重要的。在社会一个大群体里面，沟通自然是人世的基本，如何彼此的关系得我去深思和体会。在当中依靠与被依靠我的触及很大，有些人很有任感，把一种事情当成是自己的重要任，并之付出了很大的努力，不断的思考自己所遇到的。而有些人不以然，得自己的弱⋯⋯其在生活中的事情也是很多的，当我面很多的候所采取的具体行也是不同的，当然也会影响我的果。很多候的出所期待我的是一种解决的心，而不是看我去的能力到底有多，那是一种度的端正和目的的明确，只有把自己身置于具体的之中，我才能更好的解决。在种相互合作的程中，口角的斗争在所免，关是我如何的理遇到的分歧，而不是一味的和埋怨，当然其中表达能力是最重要的。不是在似于的当中，生活中的很多事情都需要我有的+\理能力，面分歧大家要消除解、相互理解、增了解、达到解⋯⋯也很多没有想象中的那么复，关是看我的心，那种理和解决分歧的心，因竟我的出点都是很好的。通次，学到的很多，当然也到了自己的不足，比如一些知并不是太扎，一些知需要老，竟以后没有老在旁指点你，像pro-e等一些立体制件自己并不熟悉，些需要自己在今后的余生活中加，以后的展下道路。十．参考文献1.《机械原理程手册》慧君主，高等教育出版社，1998《机械原理程》曲方主，机械工出版社《机械原理>>黄茂林，秦主.北京：机械工出版社，2002《机械原理 教程 人力资源管理pdf成真迷上我教程下载西门子数控教程protel99se入门教程fi6130z安装使用教程 .》申永主.北京：清大学出版社，1999《机械原理》慧君等主，高等教育出版社，1999《杆机构》伏默J主，机械工出版社《机构分析与》大年等主，工出版社《机械运方案手册》慧君主，上海交通大学出版社《机械>>吴克，于，瑞明主.北京：高等教育出版社，200310．《机械>>.振宇主.北京：械工出版社，2002《机械基（第四版）》可，程光主.北京：高等教育出社《机械基（ 下册 数学七年级下册拔高题下载二年级下册除法运算下载七年级下册数学试卷免费下载二年级下册语文生字表部编三年级下册语文教材分析 ）》主.北京：机械工出版社，1997《机械（机械基Ⅱ）》周立新主.重：重大学出版社《机械系》朱根，黄雨主.北京：机械工出版社，1990《机械学》黄靖，霞，延林主.北京：机械工出版社《机械手册》徐，第二版.北京：机械工出版社，2000《方法学》黄主，机械工出版社