牛头刨床机构分析说明书
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图2牛头刨床的主体结构课程设计的内容包括:1)牛头刨床主传动系统总体传动方案的设计构思一个合理的传动系统。
它可将电机的高速转动(1440转/分)变换为安装有刨刀的滑枕5的低速往复移动(要求有三挡速度:60,95,150次/分)。
其中,将转动变为移动的装置(主体机构)采用图2所示的连杆机构。
在构思机构传动方案时,能做到思路清晰,各部分的传动比分配合理,最后在计算机上绘出主传动机构的原理示意图。
2)牛头刨床主体机构的尺度综合给定条件:刨头的最大行程H=500mm,行程速比系数k=2,各滑块的长度均为100mm,要求合理确定主体机构的其它尺度参数。
3)牛头刨床主体机构的运动分析根据已定出的主体机构的尺度参数,按曲柄处于最低转速、滑枕处于最大行程的工况对主体机构进行运动分析。
设各具有旋转运动的构件对x轴的转角分别为iiθ,(为旋转构件的标号),相应的角速度和角加速度分别为ωi,εi;用解析法求出当曲柄转角θ1从刨刀处于最右侧时起,沿逆时针方向转动每隔100计算一组运动参数,其中包括:各杆的角位置、角速度、角加速度及刨刀的位置刀s(以最右点为零点)、速度刀v和加速度刀a,应用计算机在同一幅图中绘出刨刀的位移曲线、速度曲线和加速度曲线,并分析计算结果的合理性。
4)牛头刨床主体机构的受力分析设摆杆3的质心在其中点处,质量为40kg,摆杆3对质心的转动惯量为3kg.m2;滑枕5的质量为50kg,质心在E点处;其余构件的质量和转动惯量以及运动的摩擦忽略不计。
假定刨刀在空回行程不受力,在工作行程中所受的阻力为水平力,其大小见图3,作用点在滑枕下方100mm 处。
用解析法求出机构处于不同位置时应加在曲柄上的驱动力矩TN 以及各运动副的约束总反力的大小和方向。
表1表22、刨削主体机构构型的比较选取方案2虽有急回特性,但由于机构运动时候,导杆带动的滑动机构会受力不均,短时间工作影响不大,对于生产生活机构不是很合适的。
方案3导杆一端都用的曲柄连接,根据K 值得计算是不具有急回特性的,但是由于生产的需要,急回特性会在工作是工作时间缩短。
机械原理课程设计牛头刨床说明书一、引言本文为机械原理课程设计牛头刨床的说明书,旨在介绍牛头刨床的结构、原理、使用方法以及维护保养等方面的内容,希望能对使用者有所帮助。
二、牛头刨床的结构与原理牛头刨床是一种用于刨削板材表面的机床,主要由机床床身、工作台、电机、导轨以及滑块等部件组成。
其工作原理是通过工作台上的牛头将木材压住并将其通过旋转的铣刀刨削出所需的形状。
同时,导轨和滑块的设计能够确保工作台能够进行稳定的上下移动以及平移。
三、牛头刨床的使用方法在使用牛头刨床时,首先需要将待加工的木材放在工作台上。
接着,按照所需的形状设计好牛头,并将其固定在工作台的卡箍上。
然后,开启电机,调整刨床刀具的高度和位置,开始进行刨削加工。
在加工过程中,需要保持稳定的物料进给速度和足够的润滑,以保证刨削的精度和质量。
四、牛头刨床的维护保养为了确保牛头刨床的正常运行,需要定期进行维护与保养。
首先,每天需要清理机床内部和机械表面的灰尘和碎屑,以保持机床的清洁和卫生。
其次,每周需要检查牛头和铣刀的状态,并在需要时进行维修或更换。
另外,还应该保持机床的导轨和滑块润滑充足,确保加工精度和刨削质量。
五、注意事项在使用牛头刨床时,需要特别注意安全事项。
首先,要保持机床周围的环境整洁、明亮,防止伤害事故的发生。
其次,需要正确穿戴工作服和工作手套,防范手部伤害。
同时,加工时应该保持注意力集中,避免加工过程中的疏忽。
最后,在进行加工前必须确保机床的各项控制仪器如电源、导轨等功能齐全、可用。
以上为机械原理课程设计牛头刨床说明书的内容,希望能为使用者提供帮助和指导,促进机械制造领域的发展和进步。
机械原理课程设计设计题目:牛头刨床综合及其运动学与动力学分析第 1方案,第 8’位置一、牛头刨床的基本参数计算已知: 24370O O l mm = 650H mm = 160K =. 4030BC O B l l :=. 1.计算极位夹角θ及杆摆角ψ000116011801804153811601K K θ-.-ψ===⨯=.+.+2.求2O A l224415383701312022O AO O l l sin sin mm ψ.===.3.求4O B l 、BC l441538226509165122O B H l mm sin sin ψ.===.40300309165127495BC O B l l mm =.=.⨯.=.4.求导路到4O 的距离34O O l当滑块6的导路y-y 通过铰链中心B 的摆动弧·BB"'的扰度中点时,可使机构在整个行程中都能取得较小的压力角,故得:3441141538(1)91651(1)886732222O O O B l l cos cos mm ψ.=+=⨯.⨯+=.二、牛头刨床的速度分析选取合适的长度比例尺0005ml mm μ=., 按指定的作业位置,正确地作出机构的运动简图。
对于机构的位置,可先确定曲柄2的位置,然后依次画出导杆4,连杆5和滑块6的相应位置。
已知:220n r min =/(1)求3A v222202606020944n rad s ππω⨯===./ 方向:顺时针32201312020944002750A O A v r l m s ωω=⋅=⋅=.⨯.=./(2)求4A v滑块3——动参考系,4A ——动点4A V u u u u u u r = 3A V u u u u u u r + 43A A V u u u u u u u u u u r方向: ⊥4O A ⊥2O A //4O A 大小: ? 22O A l ω ?选取速度比例尺0005m sv mm μ/=.,作速度图34pa a 进而可得4A v 的大小为44000500A v v pa μ=⋅=.⨯=4ω的大小为4440345960A O A vl ω.=== 43A A v 的大小为4334000555002750A A v v a a m s μ=⋅=.⨯.=./方向:34a a →(3)求B 的速度影像b 及B v由影像原理知,在速度图上,b 点应位于4pa 的延长线上且4491654346000O BO Al l pb pa ..==⨯= 000500B v v pb μ=⋅=.⨯=(4)求C vB ——基点,C ——动点C V u u u u r = B V u u u u r + CB V u u u u u u r方向: 水平 ⊥4O B ⊥BC 大小: ? 44O B l ω ?根据上述方程,继续在速度图34pa a 上作出C 点的速度影像c 进而可得C v 的大小为 000500C v v pc μ=⋅=.⨯= CB v 的大小为000500CB v v bc μ=⋅=.⨯= 5ω的大小为050274950CBBC v l ω.===(5)求4S v由影像原理知,在速度图上,4s 点位于pb 的中点 44000500S v v ps μ=⋅=.⨯=(6)速度综合302750A v m s =./ 40A v = 4302750A A v m s =./ 0B v = 0C v = 0CB v = 40S v =220944rad s ω=./ (顺时针) 40ω= 50ω=三、牛头刨床的加速度分析 (1)求4A a4A a u u u u u u r= 4n A a u u u u u u r+ 4t A a u u u u u u r = 3A a u u u u u u r+ 43k A A a u u u u u u u u u u r+ 43rA A a u u u u u u u u u u r方向: 4A O → 4O A ⊥ 2A O → 4O A ⊥ //4O A大小: 244O A l ω ? 222O A l ω 4432A A v ω ? 其中:4n A a 的大小为2244400345960n A AO a l ω=⋅=⨯.= 3A a 的大小为222322209440131200576A O A a l m s ω=⋅=.⨯.=./ 43k A A a 的大小为43443220027500k A A A A a v ω==⨯⨯.=选取加速度比例尺2002m s a mm μ/=.,作加速度图34πa a '' 进而可得4t A a 的大小为24440022880576t A a a a"m s a μ=⋅=.⨯.=./' 方向:44a"a →' 4α的大小为442057640345961665tA AO a l rad s α..===./ 方向:逆时针(2)求B 的加速度影像b’及B a由影像原理知,在加速度图上,b’点应位于4a π'的延长线上,且44916543460288762O BO Al l b mm a ππ..'==⨯.=.' 2π0027621524B a a b m s μ'=⋅=.⨯.=./ 方向:πb '→(3)求C aC a u u u u r= B a u u u u r+ n CB a u u u u u u r + t CBa u u u u u u r方向: 水平 √ C B → ⊥BC 大小: ? √ 25BC l ω ?其中:nCB a 的大小为22500274950nCBBC a l ω=⋅=⨯.= 根据上述方程,继续在加速度图34a a π''上求得C 点的加速度影像c’。
牛头刨床六杆机构及创新机构说明书作品名称:牛头刨床六杆机构及创新机构指导老师:完成时间:2013.7.5小组成员:牛头刨床六杆机构及创新机构说明书机构工程应用背景构件间只用低副连接的机构是连杆机构。
而六杆机构是连杆机构的一种类型,所以其具有连杆机构的普遍优缺点。
六杆机构中低副是面接触,耐磨损;加上转动副和移动副的接触表面是圆柱面和平面,制造简便,易于获得较高的制造精度。
因此,六杆机构在各种机械和仪器中获得广泛应用。
而六杆机构的缺点是:低副中存在间隙,数目较多的低副会引起运动误差,而且它的设计比较复杂,不易精确地复杂的运动。
近年来,随着六杆机构设计方法的发展,电子计算机的普及应用以及有关设计软件的开发,六杆机构的设计速度和设计精度有了较大的提高,而且在满足运动学要求的同时,还可考虑到动力学特性。
尤其是微电子技术及自动控制技术的引入,多自由度六杆机构的采用,使六杆机构的结构和设计大为简化,使用范围更为广泛。
1)牛头刨床机构一、分析建模过程图示六杆机构,已知l1=0.12m, l3=l4=0.6m, l6=0.38m;曲柄1逆时针方向等速转动,转速n1=172r/min,构件质量m3=20kg, m4=15kg, m5=62kg,构件1,2的质量忽略不计,质心位置lCS3=0.3m, lCS4=0.3m, 质心S5在点E,构件3,4绕质心的转动惯量JS3=0.11kg·m2,JS4=0.18kg·m2,该机构在工作行程时滑块5受与行程相反的阻力Fx=110N。
1 设置合适的网格尺寸和网格间距Size:X=750mm,Y=1000mmSpacing:X=10mm,Y=10mm2 选择合适的视图位置3 创建曲柄1 在ADAMS/View零件库中选择link图标Links: new part Length=120mm Width=20mm Depth=20mm4创建摇杆3 在ADAMS/View零件库中选择link图标Links: new part Length=600mm Width=20mm Depth=20mm5创建连杆4 在ADAMS/View零件库中选择link图标Link: new part Length=600mm Width=20mm Depth=20mm6创建滑块2 在ADAMS/View零件库中选择link图标Box: new part Length=60mm Width=30mm Depth=40mm7创建滑块5 在ADAMS/View零件库中选择link图标Box: new part Length=60mm Width=40mm Depth=30mm8 创建机架6 在ADAMS/View零件库中选择box图标Box: on ground Length=?Mm Width=?Mm Depth=?mm9曲柄1(Part_3)质量、转动惯量修改在Part_2上右击鼠标 Mass=1.0E-11=0kg10滑块2(part_6) 质量、转动惯量修改在Part_6(Link)上右击鼠标 Mass=1.0E-11=0kg11摇杆3(part_4) 质量、转动惯量修改在Part_4(Link)上右击鼠标 Mass=20kg12连杆3(part_5) 质量、转动惯量修改在Part_5(Link)上右击鼠标 Mass=15kg13滑块5(part_7) 质量修改在Part_7(Box)上右击鼠标 Mass=62kg14为建立移动副在滑块5创建Marker在ADAMS/View零件库中选择MARKER点图标,左击滑块PART_7,再点击点PART_7.cm,得到Marker_16。
目录一、课程设计任务书21.工作原理及工艺动作过程22.原始数据及设计要求4二、设计说明书51.画机构的运动简图52.对位置4点进展速度分析和加速度分析63.对位置9点进展速度分析和加速度分析9速度分析图:104.对位置9点进展动态静力分析12心得体会16谢辞17参考文献18一、课程设计任务书1.工作原理及工艺动作过程牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床。
刨床工作时,如图(1-1〕所示,由导杆机构2-3-4-5-6带动刨头6和刨刀7作往复运动。
刨头右行时,刨刀进展切削,称工作行程,此时要求速度较低并且均匀;刨头左行时,刨刀不切削,称空回行程,此时要求速度较高,以提高生产率。
为此刨床采用有急回作用的导杆机构。
刨头在工作行程中,受到很大的切削阻力,而空回行程中那么没有切削阻力。
切削阻力如图(b〕所示。
Y图〔1-1〕(b)2.原始数据及设计要求曲柄每分钟转数n2,各构件尺寸及重心位置,且刨头导路x-x位于导杆端点B所作圆弧高的平分线上。
要求作机构的运动简图,并作机构两个位置的速度、加速度多边形以及刨头的运动线图。
以上内容与后面动态静力分析一起画在1号图纸上。
二、设计说明书1.画机构的运动简图1、以O4为原点定出坐标系,根据尺寸分别定出O2点,B点,C点。
确定机构运动时的左右极限位置。
曲柄位置图的作法为:取1和8’为工作行程起点和终点所对应的曲柄位置,1’和7’为切削起点和终点所对应的曲柄位置,其余2、3…12等,是由位置1起,顺ω2方向将曲柄圆作12等分的位置〔如下列图〕。
图1-2取第I 方案的第4位置和第9位置〔如下列图1-3〕。
图 1-32. 对位置4点进展速度分析和加速度分析〔a 〕 速度分析 取速度比例尺l μ=mm s m001.0对A 点:4A V = 3A V + 34A A V方向:4BO ⊥A O 2⊥ //B O 4大小: ? √ ?4A V =l μ⨯4pa =sm mm mmsm673239.0239.673001.0=⨯ 4ω=AO A l V 44=sr mmsm38431.1486334.0673239.0= 34A A V =l μ43a a l =sm mm mmsm156326.0326.156001.0=⨯ V 5B = V 4B =4ω⨯B O l 4=s m 747530.0对于C 点:C V = B V + CB V 方向: //'XX B O 4⊥BC ⊥大小: ? √ ?C V =l μ⨯pc l =mm sm001.0sm mm 749708.0708.749=⨯ CB V =l μ⨯bc l =mmsm001.0sm mm 0490895.00895.49=⨯ 5ω=bcl CBl u V =s r 363626.0 速度分析图:图 1-4(b)加速度分析 选取加速度比例尺为a μ=mm s m2001.0对于A 点:4A a = n A a 4 + t A a 4 = 3A a + k A A a 34 + 34rA A a 方向:A →4OB O 4⊥ A →2O B O 4⊥//B O 4 大小: √ ? √√ ? 由于3A a =22ωA O l 2=234263.4smKA A a 34=24ω34A A V =2432808.0s mnA a 4=24ωA O l 4=2931975.0s m ,根据加速度图1-5可得:t A a 4=a μ''a n l =2549416.0sm, r A A a 34=a μ''a k l =2298112.3sm 。
牛头刨床导杆机构的运动分析、动态静力分析课程设计说明书理工大学学院课程设计说明书课题名称:机械原理课程设计学院:机电工程系专业班级:机械设计制造及其自动化学号:学生:指导老师:理工大学学院教务处2012年 12月 12日《机械原理课程设计》评阅书题目牛头刨床导杆机构的运动分析、动态静力分析学生姓名学号指导教师评语及成绩指导教师签名:年月日答辩评语及成绩答辩教师签名:年月日教研室意见总成绩:室主任签名:年月日牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床,本次课程设计的主要内容是牛头刨床导杆机构的运动分析和动态静力的分析。
全班同学在分为两个小组后每人选择一个相互不同的位置,独立绘制运动简图,进行速度、加速度以及机构受力分析,绘制相关运动曲线图,最后将上述各项内容绘制在两张1号图纸上,并完成课程设计说明书。
本次《机械原理》课程设计的主要特点是具有较高的工作独立性内容联系性,和能够通过此次课程设计将相关课程中的相关知识融会贯通,进一步加深学生所学的理论知识,培养学生的独立解决有关课程实际问题的能力,使学生对于机械运动学和动力学的分析和设计有一个比较完整的概念。
关键字:牛头刨床、静力分析、机械原理摘要I1设计任务12导杆机构的基本尺寸确定2 2.1设计数据 22.2机构运动简图 23 导杆机构的运动分析33.1 速度分析 33.2 加速度分析 44导杆机构的动态静力分析6 4.1 运动副反作用力分析 6 4.2 曲柄平衡力矩分析6总结8主要收获与建议9参考文献10机械原理课程设计是高等工业学校机械类学生第一次全面的机械运动学和动力学分析与设计的训练,是本课程的一个重要教学环节。
机械原理课程设计的任务是:(1)小组成员按设计任务书要求想三个方案、小组讨论确定所选最优设计方案;(2)确定杆件尺寸;(3)绘制机构运动简图;(4)对机构进行运动分析,求出相关点或相关构件的参数,如点的位移、速度。
列表,并绘制相应的机构运动线图如位移、速度、加速度、力矩与原动件转角曲线;(5)对机械运动的受力分析;(6)要求学生根据设计任务,绘制必要的图纸。
机械原理课程设计说明书牛头刨床一、设计题目牛头刨床的机械原理设计二、设计目的本次课程设计的目的是通过对牛头刨床的设计,深入理解机械原理中机构的运动和动力传递,掌握机械设计的基本方法和步骤,提高分析和解决实际工程问题的能力。
三、原始数据及设计要求1、刨削行程长度:____mm2、刨削速度:____m/min3、行程速比系数:____4、刨刀工作行程时的平均切削力:____N5、刨刀空行程时的平均阻力:____N设计要求:1、绘制机构运动简图。
2、对机构进行运动分析和动力分析。
3、确定电动机的功率和转速。
4、设计主要零部件的结构尺寸。
四、机构的选择和工作原理牛头刨床通常采用曲柄摇杆机构来实现刨刀的往复直线运动。
其工作原理是:电动机通过皮带传动将动力传递给飞轮,飞轮带动曲柄旋转,曲柄通过连杆带动摇杆摆动,摇杆与滑枕相连,从而使滑枕带动刨刀作往复直线运动。
五、运动分析1、位移分析设曲柄长度为 r,连杆长度为 l,摇杆长度为 a,偏距为 e。
以曲柄转角φ 为自变量,根据几何关系可以得到摇杆的摆角θ 和滑枕的位移 s 的表达式。
2、速度分析对位移方程求导,可以得到摇杆的角速度ω 和滑枕的速度 v 的表达式。
3、加速度分析对速度方程求导,可以得到摇杆的角加速度ε 和滑枕的加速度 a 的表达式。
六、动力分析1、工作阻力分析根据刨削工艺要求,确定刨刀在工作行程和空行程中的阻力变化规律。
2、惯性力分析计算各构件的质量和转动惯量,根据加速度分析结果计算惯性力。
3、平衡分析考虑惯性力和工作阻力,对机构进行平衡分析,以减小振动和冲击。
七、电动机的选择1、计算工作功率根据刨削力和刨削速度,计算刨削工作所需的功率。
2、考虑传动效率考虑皮带传动、齿轮传动等的效率,计算电动机所需的输出功率。
3、选择电动机根据所需功率和转速,选择合适的电动机型号。
八、主要零部件的设计1、曲柄和连杆的设计根据受力情况和运动要求,确定曲柄和连杆的材料、尺寸和结构形式。
机械设计基础I课程设计说明书设计题目:牛头刨床传动机构设计及其运动分析延陵学院班级06机Y3学号06123127设计者张小丹指导教师黄秀琴2009年2月设计目录1.机构运动简图及原始数据和要求 (3)2.设计过程及主要计算结果 (4)3.计算原程序及注释 (4)4.程序运行结果及图表分析 (6)5.运行结果的图表分析 (7)6.图解法检验 (8)7.小结 (9)8.参考文献 (10)(1)机构运动简图及原始数据和要求:牛头刨床传动机构示意图:原始数据:(2)设计过程及主要计算结果:由K=(180°+θ)/(180°-θ)=1.65 得:θ=180°·(K-1)/(K+1)=44.15°由α=(180°-θ)/2=67.92°及cosα= O2A/O2O3 得:O2A=131.54㎜由sin(90°-α)=0.5H/O3B 得:O3B=665.20㎜又由机构分析得S=-Lo3b*sin(j2)w1=2*PI*n1/(60)w2=w1*z1/z2w3=Lo2a*w2*cos(j1-j2)/Lo3aV=-w3*Lo3b*cos(j2)Va=-Lo2a*w2*sin(j1-j2)aj=-(2*Va*w3+Lo2a*w2*w2*sin(j1-j2))/Lo3aat=Lo3b*aj*cos(j2)an=Lo3b*w3*w3*sin(j2)a=an-at可得出机构刨刀滑枕位移s速度v及加速度a。
(3)计算原程序及注释:#include <math.h>#include <stdio.h>#define PI 3.1415926int i;floatn1=230,m=6,z1=15,z2=55,L1=176,H=500,K=1.65,L2=360,Lo23=350,Lo3b=665.20,Lo2a=131.54 ;/*定义参数*/float j1,j2,tanj2,S,Lo2a,Lo3b,Lo3a,w1,w2,w3,V,Va,aj,at,an,a;/*定义变量(这里设O3A与Y轴夹角为角1,O3A与Y轴夹角为角2)*/PRINT(float j1){ FILE *fp;fp=fopen("d:\\NTB5.txt","a");tanj2=(Lo2a*sin(j1))/(Lo23+Lo2a*cos(j1));j2=atan(tanj2); /*求解角2*/Lo3a=sqrt((Lo23+Lo2a*cos(j1))*(Lo23+Lo2a*cos(j1))+(Lo2a*sin(j1))*(Lo2a*sin(j1)));S=-Lo3b*sin(j2);w1=2*PI*n1/(60);w2=w1*z1/z2;w3=Lo2a*w2*cos(j1-j2)/Lo3a; /*求解O1.O2.O3角速度*/V=-w3*Lo3b*cos(j2); /*求解刨刀速度*/Va=-Lo2a*w2*sin(j1-j2); /*滑块A的法向速度*/aj=-(2*Va*w3+Lo2a*w2*w2*sin(j1-j2))/Lo3a; /*滑块A的法向加速度*/at=Lo3b*aj*cos(j2); /*滑块B的切向加速度*/an=Lo3b*w3*w3*sin(j2); /*滑块B的法向加速度*/a=an-at; /*刨刀的加速度*/printf("%2d%12.3f%16.3f%16.3f%16.3f\n",i,j1/PI*180,S,V,a);fprintf(fp,"%2d%12.3f%18.3f%18.3f%18.3f\n",i,j1/PI*180,S,V,a);fclose(fp);}main(){ FILE *fp;if((fp=fopen("d:\\NTB5.txt","w+"))==NULL)exit(0);printf(" NO:\t j1\t\t S\t\t V\t\t a\n\n");for(j1=0,i=1;j1<=2*PI;j1=j1+(10*PI/180),i++) /*随角1变化定义循环*/{ PRINT(j1);if(i%20==0)system("pause");}fclose(fp);system("pause");}(4)程序运行结果及图表分析:系列角度位移 (mm) 速度(mm/s) 加速度(mm/s2)1 0.000 -0.000 -1193.611 0.0002 10.00 -31.649 -1186.250 554.7743 20.000 -62.906 -1164.052 1118.3854 30.000 -93.372 -1126.651 1700.9965 40.000 -122.636 -1073.379 2315.6086 50.000 -150.262 -1003.161 2979.9417 60.000 -175.780 -914.367 3718.9078 70.000 -198.666 -804.569 4567.8339 80.000 -218.318 -670.223 5576.40110 90.000 -234.020 -506.229 6812.47911 100.00 -244.894 -305.427 8362.83612 110.000 -249.840 -58.197 10322.22013 120.000 -247.470 247.287 12750.26814 130.000 -236.077 622.807 15555.74415 140.000 -213.705 1073.216 18256.81816 150.000 -178.519 1581.651 19648.85917 160.000 -129.655 2088.243 17756.87318 170.000 -68.554 2480.597 10913.57619 180.000 -0.000 2631.014 0.02620 190.000 68.554 2480.598 -10913.53421 200.000 129.655 2088.246 -17756.85522 210.000 178.519 1581.653 -19648.86323 220.000 213.705 1073.218 -18256.82824 230.000 236.077 622.808 -15555.75325 240.000 247.470 247.288 -12750.27626 250.000 249.840 -58.196 -10322.22627 260.000 244.894 -305.427 -8362.84128 270.000 234.020 -506.229 -6812.48329 280.000 218.318 -670.223 -5576.40430 290.000 198.666 -804.568 -4567.83631 300.000 175.780 -914.366 -3718.91032 310.000 150.262 -1003.161 -2979.94433 320.000 122.636 -1073.379 -2315.61034 330.000 93.373 -1126.651 -1700.99835 340.000 62.906 -1164.052 -1118.38736 350.000 31.649 -1186.250 -554.77637 360.000 0.000 -1193.611 -0.002 (5)运行结果的图表分析:(6)图解法检验:取3个位置分别为α1=0°,90°, 40°,分别用图解法求位移,速度,加速度,如图,经检验,所得结果与上述结果在允许误差范围内一致,故结果正确。
牛头刨床的综合与分析(课程设计说明书) 牛头刨床的综合与分析(课程设计说明书) 目录一、设计题目与原始数据一、设计题目与原始数据- - 1 1 - - 二、牛头刨床示意图二、牛头刨床示意图- - 2 2 - - 三、导杆机构设计三、导杆机构设计- - 2 2 - - 四、机构的运动分析四、机构的运动分析- - 4 4 - - 五、机构动态静力分析五、机构动态静力分析- - 9 9 - - 六、飞轮设计六、飞轮设计- - 1313 - - 七、设计凸轮轮廓曲线七、设计凸轮轮廓曲线- - 1515 - - 八、齿轮设计及绘制啮合图八、齿轮设计及绘制啮合图- - 1515 - - 九、解析法九、解析法- - 1616 - - 1.导杆机构设计.- 16 - 2.机构运动分析.- 17 - 3.凸轮轮廓曲线设计.- 19 - 4. 齿轮机构设计.- 22 - 十、本设计的思想体会十、本设计的思想体会- - 2222 - - 参考文献参考文献- - 2222 - - 附附录录- - 2323 - - 辽宁工业大学课程设计说明书(论文)- 1 - 一、设计题目与原始数据1.题目:牛头刨床的综合与分析2.原始数据:刨头的行程H=550mm 行程速比系数K=1.6 机架长LO2O3=400mm 质心与导杆的比值LO3S4/LO3B=0.5 连杆与导杆的比值LBF/LO3B=0.3 刨头重心至 F 点距离XS6=160mm 导杆的质量m4=15 刨头的质量m6=58 导杆的转动惯量JS4=0.7 切割阻力FC=1300N 切割阻力至O2的距离YP=175mm 构件 2 的转速n2=80 许用速度不均匀系数[δ]=1/40 齿轮Z1、Z2的模数m12=15 小齿轮齿数Z1=18 大齿轮齿数Z2=46 凸轮机构的最大摆角φmax=16º 凸轮的摆杆长LO4C=140mm 凸轮的推程运动角δ0=60º 凸轮的远休止角δ01=10º 凸轮的回程运动角δ0 =60º 凸轮机构的机架长Lo2o4=150mm 凸轮的基圆半径ro=55mm 凸轮的滚子半径rr=15mm 辽宁工业大学课程设计说明书(论文)- 2 - 二、牛头刨床示意图如图1 所示图 1 三、导杆机构设计1、已知:行程速比系数K=1.6 刨头的行程H=550mm 机架长度LO2O3=400mm 连杆与导杆的比LBF/LO3B=0.3 2、各杆尺寸设计如下A、求导杆的摆角:辽宁工业大学课程设计说明书(论文)- 3 - ψmax =180°×(K-1)/(K+1)=180°×(1.6-1)/(1.6+1)=42°B、求导杆长:LO3B1=H/[2sin(ψmax/2)]=550/[2sin(42°/2)]=776mm C、求曲柄长:LO2A =LO2O3×sin(ψmax/2)=400×sin21°=142mm D、求连杆长:LBF=LO3B×LBF/LO3B=776×0.3=233mm E、求导路中心到O3的距离:LO3M =LO3B-LDE/2=LO3B{1-[1-cos(ψmax/2)]/2}=750mm F、取比例尺:μL=0.005m/mm 在1#图纸中央画机构位置图,机构位置图见1#图纸。
课程设计说明书
机构分析与机构设计
牛头刨床主体机构
指导教师
学院名称工程学院专业及班级
提交日期2016年6月答辩日期2016年6月
目录
1 设计参数的选取___________________________________________________ 1
2 刨削主体机构构型的比较选取_______________________________________ 1
3 刨削主体机构的尺寸参数设计_______________________________________ 2
4 刨削主体机构的虚拟仿真分析_______________________________________ 3 4.1 质量属性的修改__________________________________________________ 3 4.2 引力与切削力的添加______________________________________________
5 4.3 动力的添加______________________________________________________ 7
4.4 进行虚拟分析____________________________________________________ 7
5 刨削主体机构的拼接_______________________________________________ 9
6 设计小结_________________________________________________________ 9
7 参考文献________________________________________________________ 10
1 设计参数的选取
表1 牛头刨床原始数据
2 刨削主体机构构型的比较选取
图1 刨床主体机构方案
方案(b )虽具有急回特性,但由于机构运动时,导杆带动的滑动机构会受力不均,短时间工作影响不大,对于生产生活机构是不适合的。
方案(c )导杆一端用曲柄连接,根据K 值得计算是不具有急回特性的,但由于生产的需要,急回特性会在工作中使工时缩短,所以最佳方案不是(c )。
方案(a )机构具有确定运动,自由度为F=3n-(21p +h p )=3×5-(2×7+0)
=1;曲柄为机构原动件,通过曲柄带动摆动导杆和滑块机构使刨刀往复移动,实现切削功能,能满足功能要求;工作行程中,刨刀速度较慢,变化平缓符合切削要求,摆动导杆机构使其具有急回作用,可满足K 的要求;传动平稳,冲击震动较小;结构简单合理,制造和维修较容易;无特殊工艺和设备要求,成本较低。
方案确定:
综上所述,选择方案(a )。
3 刨削主体机构的尺寸参数设计
导杆摆角:
()()())︒
=+-︒=+-*︒=66.33146.1146.1*18011180max
K K ψ 为使整个过程最大压力角最小即最小传动角最大,刨头导路位于导杆端点B 所作圆弧高的平分线上。
由图解法记得个杆尺寸如图2。
图2 图解法求主体各杆尺寸
总结各杆尺寸如下,导杆mm 45.5344=B O l ,曲柄mm 83.1092
=A O l ,连杆
mm 61.133=BC
l。
在SolidWorks 中进行机构3D 建模并装配
图3 牛头刨床3D 模型
4 刨削主体机构的虚拟仿真分析
4.1 质量属性的修改
在动态精力分析中有涉及导杆和刨头的质量等的零件本身的参数,因此分析的第一步是给零件添加质量等。
(1)点开评估中的质量属性
(2)点击覆盖质量属性
(3)根据要求修改导杆的质量属性
(4)同理,修改刨头的质量属性
4.2 引力与切削力的添加
修改零件的质量属性后,打开solidworks的插件Motion,增加引力,这样这些质量属性才能表现出来。
图8 引力添加界面
10m/s。
这里我取重力加速度是2
然后我们添加刨床前进时的切削力,点击Motion中添加力的按钮后,进入力的确定界面,选取好合适的参照确定好力的方向。
然后力函数选择线段,点击编辑
图9 切削力添加界面
在此之前,我已经计算好刨床进刀与退刀所用的时间,只有进刀时才有切削力的作用,退刀时则为0。
因为刨床在接触工件前后都有0.05H的空刀距离,所以图中除了进刀还有退刀,我特地设置了空刀距离,保证分析的准确。
图10 切削力函数界面
4.3 动力的添加
最后就在曲柄处添加电机,作为原动力。
图11 电机添加界面
、
4.4 进行虚拟分析
所有参数确定,就能对机构进行运动计算,并选择参照得到需要的刨头速度、刨头加速度和曲柄的力矩。
图12 刨头速度函数图
图13 刨头加速度函数图
图14 曲柄加X轴方向力矩函数图
图15 曲柄加Y轴方向力矩函数图
5 刨削主体机构的拼接
在设计好尺寸参数后,为了验证所得到的参数是否能够应用在实际上,我们去了实验室进行主体机构的拼接实验。
我们是按照1:1的尺寸去进行拼装。
机构的结构和我们选择的一样,而尺寸虽然有误差,但是误差保证在mm
之内的。
5
图16 刨削主体机构的实际装配
电机带动小齿轮上的曲柄旋转作为原动力,通过导杆和连杆的传导,使曲柄的旋转运动转化为刨头前后运动,实验十分成功,机构顺利运行,具体运动演示请看附件的视频。
6 设计小结
本次课程设计课题是一次对我们大学所有知识的整合与归纳,从设计,到建
模,到分析。
将一条完整的机械设计线路呈现给我们。
让我们在毕业工作之前有一个好的锻炼。
设计上运用了图解法,相对起解释法的运算,图解法显得简单很多,再加上AutoCAD的帮助下,更是没难度。
在Solidworks建模时,零件建模要注意零件的放置方向以及各零件之间的尺寸关系。
如果零件建模没有选取正确的放置位置,装配的时候十分麻烦。
而且装配关系也要选择好,减少冗余便于接下来的机构分析。
因为是第一次进行CAE分析,所以一开始我觉得难度很大。
为此我针对Solidworks的CAE模块进行了学习。
功夫不负有心人,理解CAE操作后,便把牛头刨床的运动学与动力学分析做了出来。
很感谢老师给我们这个机会去进行设计。
希望能通过这次的课程设计对自己未来从事的工作进行一次适应性训练。
从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力,为以后的工作打下良好的基础。
7 参考文献
《机械设计》龙振宇主编. 北京:机械工业出版社,2002。