牛头刨床的综合设计与分析论文机械原理论文课程设计说明书学士学位论文Word下载.docx
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许用速度不均匀系数[δ]=1/30
齿轮Z1、Z2的模数m12=16
小齿轮齿数Z1=18
大齿轮齿数Z2=42
凸轮机构的最大摆角φmax=18º
凸轮的摆杆长LO4C=130mm
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=140mm
凸轮的基圆半径ro=50mm
凸轮的滚子半径rr=15mm
二、牛头刨床示意图
图1
三、导杆机构设计
1、已知:
机架长度LO2O3=370mm
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:
ψmax=180°
×
(K-1)/(K+1)=180°
(1.8-1)/(1.8+1)=51°
B、求导杆长:
LO3B1=H/[2sin(ψmax/2)]=600/[2sin(51°
/2)]=691.43mm
C、求曲柄长:
LO2A=LO2O3×
sin(ψmax/2)=370×
sin25.5°
=161mm
D、求连杆长
LBF=LO3B×
LBF/LO3B=691.43×
0.3=207.4mm
E、求导路中心到O3的距离
LO3M=LO3B-LDE/2=LO3B{1-[1-cos(ψmax/2)]/2}=658mm
F、取比例尺
μL=0.005m/mm
在A1图纸中央画机构位置图,大致图形如下:
图2
四、机构的运动分析
已知:
曲柄转速n2=80rpm
各构件的重心:
构件6的重心:
XS6=210mm
第3点:
A、速度分析
求VA3
VA3=VA2=LO2Aπn/30=0.161×
80π/30=1.34m/s
求VA4
=+
大小:
?
1.34?
方向:
⊥O3A⊥O2A∥O3A
取μV=VA3/Pa3=0.02在A1图的左下方画速度多边形
求VB
用速度影像求VB=75×
0.02=1.50m/s
求VF
1.50?
水平∥导路⊥BF
接着画速度多边形
由速度多边形求得:
VF=μV=72×
0.02=1.44m/s
方向水平向右
求ω4
ω4=ω3=VA4/LO3A=2.17rad/S
求VA4A3
VA4A3=×
μV=42×
0.02=0.84m/s
方向如速度图A1左下B4’所示
B、加速度分析
①求aKA4A3
aKA4A3=2ω4VA4A3=2.19m/s2
②求aA3
aA3=aA2=ω22×
LO2A=11.28m/s2方向:
A→O2
③求anA4
anA4=ω23×
LO3A=2.86m/s2方向:
A→O3
④求aA4
+=++
2.86?
11.282.19?
A→O3⊥O3A√⊥O3A∥O3A
取μa=aA3/pa3=0.11
在A1图的左下方画加速度多边形
大致图形如A1图C4’
aA4=pa4×
μa=3.74m/s2
⑤求aB
方向如A1图C4’所示
用加速度影像求aB=3.8m/s2
=++
10.40.01?
水平√F→B⊥BF
接着画加速度多边形
由加速度多边形求得:
aF=p’f’×
μa=10.53m/s2水平向右
第4点:
VA3=VA2=LO2Aπn/30=0.0927×
80π/30=0.78m/S
0.78?
取μv=VA3/Pa3=0.015在A1图的左下方画速度多边形
大致图形如A1图B5所示
用速度影像求VB=3.74m/s;
.1.275?
水平∥导路⊥BF
VF=μV=1.28m/s
求ω4
ω4=ω3=VA4/LO3A=1.03rad/s
VA4A3=×
μV=0.12m/s
aKA4A3=2ω4VA4A3=0.3m/s2
LO2A=6.5m/s2方向:
LO3A=0.77m/s2方向:
大小0.79?
6.50.3?
A→O3⊥O3A√如图6∥O3A
取μa=aA3/=0.035在A1图的左下方画加速度多边形大致图形如A1图C5所示
μa=1.05m/s2
⑤求aB
用加速度影像求aB=44×
0.035=1.54m/s2方向如A1图C5所示
⑥求aF
=++
1.50.05?
由加速度多边形得:
aF=×
μa=1.1m/s2方向:
水平向右
第9点:
大小?
0.780
取μV=VA3/Pa3=0.015
在A1图的左下方画速度多边形
大致图形如A1图B11所示
用速度影像求VB=66×
0.015=0.99m/s
=+
?
0.99?
水平∥导路⊥BF
VF=μV=0.98m/s方向水平向左
ω4=ω3=VA4/LO3A=0.8rad/S方向:
顺时针
μV=0.66m/s方向如速度A1图B11所示
aKA4A3=2ω4VA4A3=2×
0.8×
0.66=1.0m/s2
方向如速度A1图C11所示
A→O2
anA4=ω23×
LO3A=0.45m/s2方向:
A→O3
④求aA4图8
0.45?
6.51.0?
A→O3⊥O3A√如图∥O3A
取μa=aA3/pa3=0.05
在A1图的左下方画加速度多边形大致图形如该A1图C11所示
aA4=×
μa=5.5m/s2
用加速度影像求aB=212×
0.05=10.6m/s2方向如A1图C11所示
10.60.01?
μa=10.6m/s2方向:
水平向左
在A1图纸左上角绘制刨头的运动线图。
大致图形如A1图左上D所示
曲柄位置
名称结果
1
2
3
4
4’
5
6
SF
0.02
0.068
0.140
0.16
0.212
0.276
VF
0.6
1.0
1.28
1.2
1.12
0.92
aF
10.53
8.1
4.2
1.1
-0.03
-2.4
-0.6
曲柄位置
7
8
8’
9
10
10’
11
12
0.304
0.312
0.32
0.264
0.188
0.2
0.100
0.016
0.44
-0.28
-0.98
-1.4
-1.6
-1.28
-0.68
-10.5
-12
-11.3
-10.6
-2.7
-0.04
7.2
12.6
五、机构的动态静力分析
已知:
导杆的质量m4=16Kg
刨头的质量m6=68Kg
(其余质量忽略不计)
导杆绕重心的转动惯量JS4=1.6Kgm
切削阻力为常数大小为FC=1600N
1.确定惯性力、惯性力矩
F16=-m6×
aF=-68×
1.1=-74.8N
F14=-m4×
as=-16×
0.77=-12.32N
M14=-1.6×
α4=-1.1Nm
h=M14/F14=1.1/12.32=0.09m
第9点:
10.6=720.8N
aS=-16×
5.5=-88N
M14=-JS4×
α4=-7.79Nm
h=M14/F14=7.79/88=0.09m
将计算结果汇总在如下表中:
曲柄
位置
导杆4
刨头
F14
M14
Lh4
F16
4点
12.32
0.09
74.8
9点
88
7.79
720.8
2.确定齿轮2的重量
查指导书得齿轮2的重量G2=500N
3.确定各运动副反力
第4点:
A、取构件5、6为示力体
在机构位置图上方绘制示力体图,如右:
比例尺为:
μL=0.005m/mm
大致图形如图10:
++++=0
上式中只有FR45、FR76的大小未知
取力比例尺:
μP=Fc/=20N/mm在机构位置图下面画力多边形大致图形如A1图H5
求得:
FR45=×
μP=16
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