牛头刨床机构的综合设计论文与分析课程设计论文说明书-学位论文.doc
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1、辽宁工业大学课程设计说明书(论文)工 业 大 学机械设计课程设计说明书题目:牛头刨床机构的综合设计与分析院(系):机械工程与自动化学院专业班级: 数控071 目 录一、设计题目与原始数据2 二、牛头刨床示意图3 三、导杆机构设计4 四、机构运动分析5五、机构动态静力分析11六、飞轮设计16七、设计凸轮轮廓曲线18八、齿轮设计及绘制啮合图19九、解析法22 1导杆机构设计22 2机构运动分析223机构动态静力分析254凸轮设计 .26十、本设计的思想体会 .29十一、参考文献29 十二、附录 .29一、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
2、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=15Kg刨头的质量 m6=58Kg导杆的转动惯量 JS4=0.7Kgm切割阻力 FC=1300N切割阻力至O2的距离 YP=175mm构件2的转速 n2=80rpm许用速度不均匀系数 =1/40齿轮Z1、Z2的模数 m12=15mm小齿轮齿数 Z1=18大齿轮齿数 Z2=46凸轮机构的最大摆角 max=16凸轮的摆杆长 LO4C=140mm凸轮的推程运动角 0=60凸轮的远休止角 01=10凸轮的回程运
3、动角 0=60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 二,牛头刨床示意图:4三、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 Lo2o3=400mm 连杆与导杆的比 LBFLO3B=0.3、各杆尺寸设计如下A、 求导杆的摆角: max =180*(k-1)/(k+1)=180*(1.6-1)/(1.6+1)=41.54 B、 求导杆长: LO3B1=H/2sin(max/2)=550/2sin(41.54/2)=775.48mm C、 求曲柄长:LO2A=LO2O3*s
4、in(max/2) =400*sin20.77=141.85mm D、求连杆长: LBF=LO3B*LBF/LO3B=775.48*0.3=232.64mm E 、求导路中心至的距离: LO3M=LO3B-LDE/2=LO3B1-1-cos(max/2)/2=750.28mm F、取比例尺 L=0.005m/mm 在1号图纸右侧画机构位置图,大致图形如下:滑块尺寸:7*10 节圆半径:r1=mz1/2=13*18/2=135mm r2=mz2/2=13*56/2=345mm 四、 机构的运动分析已知:曲柄转速n2=80rpm 37第4点: A. 速度分析 求VA3VA3= VA2= LO2n/
5、30=141.8580/30=1.19m/s 求VA4 VA4= VA3 +VA4A3大小: ? 1.19 ? 方向: O3A O2A O3A取v= VA3/Pa3=0.025(m/s)/mm 作速度多边形 求VB用速度影像法求VB求VF VF = VB +VFB大小: ? ? 方向: 导路 BO3 BF接着速度多边形,由速度多边形求得VF=pfv1.75m/s 求44=3= VA4/ LO3A =2.19rod/s 方向:顺时针 求VA4A3VA4A3=a3a4v=0m/s 方向如图所示B. 加速度分析求akA4A3 akA4A3=24VA4A3=22.190=0m/s2 方向如速度图所示求
6、aA3 aA3= aA2=22L02A=9.96m/s anA4 anA4=32L03A=2.192 *542*0.005=2.6求Aa4 anA4 + atA4 = aA3 + akA4A3+ arA4A3大小:1.188? 9.96 0 ?方向:AO3 AO3 AO2 如图 O3A取a =0.1(m/s2)/mm画加速度多边形 求aB如图所示 用加速度影象法求aB=3.7m/s2求AF aF = aB + anFB + atFB大小: ? 3.7 Vfb2/lFB ?方向:水平 FB BF 接着画加速度多边形,由加速度多边形求得 : aF =p,f,a=0.35m/s2 第7点:A速度分析
7、 求VA3 VA3= VA2= LO2An/30=1.188m/s 求VA4 VA4= VA3 +VA4A3大小: ? 1.19 ? 方向: O3A O2A O3A取v= VA3/Pa3=0.025(m/s)/mm 作速度多边形求VB用速度影像法求VB 求VF VF = VB +VFB大小: ? 1.4 ? 方向: 水平 如图 BF接着速度多边形,由速度多边形求得: VF=pfv1.32m/s 求44=3= VA4/ LO3A =1.6rod/s 方向:顺时针 求VA4A3VA4A3=a3a4*v =0.95m/s 方向如图所示B. 加速度分析求akA4A3 akA4A3=24VA4A3=21
8、.60.95=3.04 m/s2 方向如速度图所示求aA aA3= aA2=22L02A= 10.0m/s2 anA4 anA4=32L03A=1.22 m/s2 求Aa4 anA4 + atA4= aA3 + akA4A3 + arA4A3大小: ? 10.0 3.04 ? 方向:AO3 AO3 如图 O3A取a=0.1(m/s2)/mm做力的的多边形: aA4=pa4a=4.8m/s2 求aB 用加速度影象法求aB=9.8m/s2求AF aF = aB + anFB + atFB大小:? 9.8 Vfb2/LFB ?方向:水平 FB BF接着画加速度多边形,由加速度多边形求得:aF =p,
9、f,a=9.1m/s2 第12点: A. 速度分析 求VA3 VA3= VA2= LO2n/30=1.19m/s 求VA4 VA4= VA3 +VA4A3大小: ? 1.19 ?方向: O3A O2A O3A取v= VA3/Pa3=0.02(m/s)/mm 作速度多边形求VB 用速度影像法求VB求VF VF = VB +VFB大小: ? 1.38 ?方向: BF BF接着速度多边形,由速度多边形求得VF=pfv1.3m/s 求44=3= VA4/ LO3A =2.1rod/s 方向:逆时针 求VA4A3VA4A3=a3a4v=0.98m/s方向如图所示 B. 加速度分析求akA4A3akA4A
10、3=24VA4A3=4.12 m/s2方向如速度图所示 求aA3 aA3= aA2=22L02A=10.0m/s2 anA4 anA4=32L03A=1.39m/s2 求Aa4 anA4 + atA4 = aA3+ akA4A3+ arA4A3大小:? 10.0 ? 方向AO3 AO3 如图 O3A取a =0.2(m/s2)/mm画加速度多边形: 求aB 如图所示 用加速度影象法求aB=31m/s2 求AF aF = aB + anFB + atFB大小:? 31 Vfb2/LFB ?方向:水平 FB BF接着画加速度多边形,由加速度多边形求得:aF =p,f,a=31.4m/s2 收集同组同
11、学的位移、速度、加速度的数据并汇编如下页表:曲柄位名称1234456SF00.030.10.20.280.310.41VF00.91.451.651.751.691.52AF18.510.96.211.95-0.35-1.3-4.2曲柄位名称7 8(8)910101112SF0.490.550.530.420.280.210.04VF1.180.42-0.95-2.86-3.6-3.5-1.3AF-8.5-15.8-27.7-28.6-1.915.431.6刀头运动曲线: 五、机构的动态静力分析已知: m=58Kg m=15Kg( 其余质量忽略不计)导杆绕重心的转动惯量 J=0.7kgm 切削
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