牛頭刨床課程設(shè)計說明書和CAD圖機械帶CAD圖

牛頭刨床課程設(shè)計說明書和CAD圖機械帶CAD圖,牛頭,刨床,課程設(shè)計,說明書,仿單,以及,cad,機械 機械原理 課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目：牛頭刨床的設(shè)計 機構(gòu)位置編號：1，7 方案號：Ⅱ 班 級：25040801 姓 名：程良 學(xué) 號：13 2011年 1 月 13 日 目錄 一 導(dǎo)桿機構(gòu)的運動分析 u 機構(gòu)的運動簡圖 u 機構(gòu)在位置1的速度及加速度分析 u 機構(gòu)在位置7的速度及加速度分析 u 刨頭的運動線圖 二 導(dǎo)桿機構(gòu)的動態(tài)靜力分析 u 在位置1 7處各運動副反作用力 u 在位置1 7處曲柄上所需的平衡力矩 三 飛輪設(shè)計 u 安裝在軸O2上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量JF的 確定 四 凸輪機構(gòu)設(shè)計 u 凸輪基本尺寸的確定 u 凸輪實際廓線的畫出 五 齒輪機構(gòu)的設(shè)計 u 齒輪副Z1-Z2的變位系數(shù)的確定 u 齒輪傳動的嚙合圖的繪制 一 導(dǎo)桿機構(gòu)的運動分析 （1） 機構(gòu)的運動簡圖 ` （2）機構(gòu)在位置1的速度及加速度分析 I. 速度分析 A點的速度分析圖 有：VA4 = VA3 + VA4A3 ω2=2πn/60=2π×64÷60＝6.702 rad/s VA3= LO2A * ω2＝0.603 m/s 由圖可知：VA4 = 0, VA4A3 = 0.603 m/s 由于V A4/ V B4 =l o4A/l o4B 所以V B4 =0 有 VC6 = VB 4+ VC6B4 分析可知：VC6B4 = 0, VC = 0 II加速度分析 有aA4 = aA3 + aA4A3 aτA4 + a n A4 = a n A3 +ar A4A3 + a KA3 其中a n A4= V2A4/ LO4A= 0 aA3 = V2A3/ LO2A =0.6032 / （90*10-3） =4.043m2/s a KA3 =ω4×VA4A3=2*ω4* VA4A3=0 ar A4A3= V2A4A3/ LO4B=0 由圖分析：a τA4 = a n A3 = 4.043m2/s aτB4/ aτA4 = LO4B/LO4A 所以aτB4=6.896m2/s anB4/ anA4 = LO4B/LO4A 所以anB4=0 m2/s aC6= aB+ aC6B4= aτB+ a n B +aτC6B 4+ a n C6B4 由速度分析可知：anC6B4=0 所以aC6= aτB+ anB +aτC6B4+ anC6B4 由圖分析：aτC6B4=1.800 m2/s aC6=6.200m2/s （3）機構(gòu)在位置7的速度及加速度分析 I.速度分析 機構(gòu)在位置7的速度多邊形 有：VA4 = VA3 + VA4A3 ω2=2πn/60=6.702rad/s VA3= LO2A * ω2=0.603 m/s 由圖可知：VA4 = 0.282m/s ,VA4A3 = 0.536m/s 可得 有：VB4/VA4=LO4B/LO4A 所以 VB4=0.429m/s. 又有 VC6 = VB4+ VC6B4 由圖分析：VC6B4 = 0.092m/s, VC6 = 0.42m/s II.加速度分析 有aA4 = aA3 + aA4A3 aτA4 + a n A4 = anA3 + aτA3+ ar A4A3 + a KA3 其中a n A4= V2A4/ LO4A= 0.209 m2/s anA3 = V2A3/ LO2A =0.6032 / （90*10-3） =4.04m2/s aτA3 =0 a KA3 =ω4×VA4A3=2*ω4* VA4A3=0.793m2/s 由圖分析：ar A4A3=2.700m2/s aτA4 = 2.700m2/s aC6= aB+ aC6B4= aτB+ a n B +aτC6B4 + a n C6B4 其中aτB4/ aτA4 = LO4B/LO4A 所以aτB4=4.110m2/s anB4/ anA4 = LO4B/LO4A 所以anB4=0.318 m2/s anC6B4= V2C6B4/ LCB=0.049m2/s 由圖分析：aτC6B4=1.700m2/s aC6=4.100m2/s （4）刨頭的運動線圖 由計算得刨頭C在各個位置對應(yīng)位移 速度 加速度，將其依次連接，構(gòu)成圓滑的曲線，即得刨頭C的運動線圖。 刨頭線圖如下： 二 導(dǎo)桿機構(gòu)的動態(tài)靜力分析 （1） 在位置1處各運動副反作用力 桿組Ι受力分析圖 由于在一位置時桿組Ι不受生產(chǎn)阻力P的作用，力分析圖如下： 由此時aC=6.599 m2/s, ∴Fs=m×aC=80×6.599=527.928N G6=800N 由此得來力多邊形 力多邊形如圖： 由上得Fn=827.9N, F45=528.7N 桿組Ⅱ受力分析圖 5桿為二力桿，故受力相反。 有F54=528.7N, aB4=（（anB4）2+（aτB4）2）1／2=（0+6.8962）1／2=6.896 m2/s ∴aS= aB4×0.5=3.448 m2/s FS=-m* aS=-22*3.448=75.86N ∵角加速度α= aτB4/L O4B=6.896÷0.58=11.89rad／s2 慣性力偶M=-Jα=-14.268N*m 由對點O4求矩得F 24=384.47N 故力多邊形為： 由力多邊形得 FO4=268.1N 桿組Ⅲ的受力分析 （2） 在位置7處各運動副反作用力 由于在一位置時桿組Ι不受生產(chǎn)阻力P的作用 桿組Ι受力分析圖 由此時aC=4.138m2/s, ∴Fs=m×aC=80×4.138=331N G6=800N P=9000N 由此得來力多邊形 由上得Fn=1068.5N, F45=8973.2N 桿組Ⅱ受力分析圖 5桿為二力桿，故受力相反。 有F54= F45 =8973.2N, aB4=（（anB4）2+（aτB4）2）1／2=（0.3182+4.112）1／2=4.12 m2/s ∴aS= aB4×0.5=2.06 m2/s FS=-m* aS=-22*2.06=45.32N ∵角加速度α= aτB4/L O4B=4.11÷0.58=7.086rad／s2 慣性力偶M=-Jα=8.5034N*m 由對點O4求矩得F 24=4866.4N 故力多邊形為： 由力多邊形得 FO4=4031.3N 桿組Ⅲ的受力分析 F42=F24= 4866.4 N (3)曲柄上所需的平衡力矩 在位置1處 由于力與桿件方向相同，所以力偶M=0 在位置7處 F42= F24=4866.4 N 力偶M= F24*sin15* L4=113.35 N*m 三 飛輪設(shè)計 安裝在軸O2上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量JF 位置 1 2 3 4 5 6 平衡力矩 0 300 480 525 457.5 367.5 7 8 9 10 11 12 1 247.5 10 37.5 56.25 -52.5 -75 0 由圖可得最大盈虧功【W(wǎng)】=3589 J JF=900[W]δ*n2π2= 11.985kg*m2 四 凸輪機構(gòu)的設(shè)計 1求擺動從東件凸輪的運動規(guī)律 由擺桿9做等加速等減速運動，及角角加速度ε與角度δ的關(guān)系可得： 設(shè)：δ在0—35度時： ε=a; δ在35—70 度時： ε=-a; δ在70—80度時： ε=0 δ在80—115度時： ε=-a δ在115—150度時： ε=a 那么： δ在0—35度時： dψ=aδ δ在35—70 度時： dψ=70a-aδ δ在70—80度時： dψ=0 δ在80—115度時： dψ=-aδ+80a δ在115—150度時： dψ=aδ-150a 得：δ在0—35度時： ψ=aδ22 δ在35—70 度時： ψ=-aδ22+70aδ-1225a δ在70—80度時： ψ=1225a δ在80—150度時： δ—ψ 圖像與δ在0—70度時的圖像關(guān)于δ=75對稱。 由以上計算可得 ψmax=1225a=15o a=0.0122 由公式得出如下數(shù)據(jù)關(guān)系 由以上數(shù)據(jù)畫出從動桿運動線圖｜ 2求凸輪基圓半徑 通過作圖法求出基圓半徑r0=60mm,再做出凸輪的理論和實際廓線。 五 齒輪機構(gòu)的設(shè)計 1 Z2齒輪齒數(shù)的確定 由齒輪的傳動情況可得： n’0d05=n0d03 得 n0=n’0d05d03 = 1440*100300 =480(rad/s) z’0m031'n3=z’1m031'n1 得n1=z’0m031'n3z’1m031' = 16*480*440*4 =192(rad/s) z1m12n1=z2m12 得 z2= z1m12n1m12n2 = 13*6*1926*64 =39 2 齒輪副z1-z2的變位系數(shù)的確定 有圖可知： ＰＮ1＝r sinα=mzsinα/2 ＰB= ha*-xmsinα 代入不根切的幾何條件式 ＰB≤ＰＮ1得 x≥ ha*- zsin2α2 于是得出不發(fā)生根切的最小變位系數(shù)為 Xmin= ha*- zsin2α2 當α=20。, ha*=1,z=13時，有 x1=0.24, x2=-0.24 3 z1，z2齒輪數(shù)據(jù)的確定 名稱 符號 齒輪1 齒輪2 變位系數(shù) x 0.24 -0.24 分度圓直徑 d 78 234 嚙合角 α 20 20 齒頂高 ha 7.44 4.56 齒根高 hf 6.06 8.94 齒頂圓直徑 da 92.88 243.12 齒根圓直徑 df 65.88 216.12 中心距 a 156 4 畫出齒輪副z1-z2的嚙合圖 由計算結(jié)果，利用CAD二次開發(fā)軟件，畫出兩個齒輪，然后組裝為齒輪嚙合圖，并作標注。  課程設(shè)計感想 機械設(shè)計是我們機械專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門理論和實踐相結(jié)合的課程。課程設(shè)計就是要把我們平時所學(xué)的理論知識用于實踐，既是對我們所學(xué)知識的檢驗，也是讓我們更叫熟悉課堂上學(xué)到的東西。 牛頭刨床的課程設(shè)計幾乎包含了我們本學(xué)期所學(xué)的所有重點內(nèi)容的實踐知識，從速度，加速度和受力分析，到飛輪的計算，再到凸輪齒輪的設(shè)計，讓我們在設(shè)計的過程中對平時所學(xué)知識的認識有所加深。桿件的速度，加速度和受力的分析中，我深刻地體會到做學(xué)問要一絲不茍，因為在眾多的因素中，少考慮了一項的話，就會給整個設(shè)計帶來根本性的錯誤。另外，作圖的準確性也直接影響了結(jié)果的準確性。 在凸輪的設(shè)計過程中，對運動和受力要求，要能準確理解其在設(shè)計過程的哪個環(huán)節(jié)代表什么意義。首先，準確的計算是設(shè)計的基礎(chǔ)，在凸輪中要根據(jù)等加速度和等減速度的要求求出擺角和行程角的關(guān)系。這其中可以利用EXCEL軟件求出很多分點的數(shù)值，對后面設(shè)計的準確性有很大的幫助。在確定凸輪基圓時，我本想用解析法，即把書上的基圓半徑的公式換成角度關(guān)系，但發(fā)現(xiàn)簡單的替換是不正確的，我通過在網(wǎng)上搜索相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)有很多關(guān)于快速準確求出凸輪基圓半徑的論文。但大多數(shù)給出的解析公式都包含凸輪中心到擺桿中心的距離這個量，而在本課程設(shè)計中，這是一個待求量，所以我選擇了作圖法。 在設(shè)計齒輪時，我先通過設(shè)計要求求出齒數(shù)和變位數(shù)，在求出一些基本量。在畫齒輪圖時，我想起在參加機械創(chuàng)新大賽時，一個學(xué)長做過在PROE中的齒輪二次開發(fā)函數(shù)，于是經(jīng)過搜索，我發(fā)現(xiàn)經(jīng)過安裝二次開發(fā)的CAXA可以由齒數(shù)，模數(shù)和變位數(shù)直接畫出齒輪圖，而且和我計算的基本量的尺寸一樣。于是我將圖導(dǎo)入CAD再進行組合布圖，就很方便的得出了齒輪的嚙合圖。其實在整個產(chǎn)品開發(fā)中，主要精力在產(chǎn)品的構(gòu)思和結(jié)構(gòu)設(shè)計上，至于出圖，應(yīng)該是個體力活，因此，多掌握一些畫圖軟件和畫圖技巧可以大大減少工作量。 另外，真正的產(chǎn)品設(shè)計是一個十分復(fù)雜的過程，團隊的協(xié)作也很有必要，在本課程設(shè)計中，飛輪設(shè)計所用到的數(shù)據(jù)就是一組人的計算結(jié)果，所以，學(xué)會分工協(xié)作在設(shè)計中也會發(fā)揮很大的作用。 總體感覺，課程設(shè)計對我們工科的學(xué)生來說，對于掌握課本知識和鍛煉動手能力是十分有益處的。 23