机械原理课程设计牛头刨床主传动机构设计PPT

《机械原理》课程设计郑州大学机械工程学院一、机械原理课程设计概述目的巩固理论知识，培养实践能力，建立工程观念，初步具备机械运动方案设计的能力任务根据题目进行机械运动方案分析、运动分析、动态静力分析，并对机构进行运动设计。最终提交：图纸、计算程序及设计说明书。方法进行机械运动方案设计，绘出相应的机构运动简图，综合运用教材中各有关章节的分析方法。设计题目：刨床主传动机构设计注意：在工作行程的前5％和后5％两个阶段是没有切削力的。设计要求功能上要求:(1)电机连续回转，而刨头往复移动，因此需要将旋转运动转化为直线运动；(2)电机的高速转动降低为刨头的较低速移动，需要减速；(3)在刨头工作过程中，切削阻力变化较大，需要调节速度波动；(4)刨头切削时还需要实现进给运动。性能上要求:(1)在工作行程时，要速度较低并且均匀，以减少电动机容量和提高切削质量；(2)在回程时速度要高，提高生产率。因此需要有一定的急回运动。另外要求机构传动性能良好，结构紧凑。设计参数方案导杆机构的运动分析导杆机构的动态静力分析n2lO2O4lO2AlO4BlBClO4S4xS6yS6G4G6PypJS4r/minmmNmmkg.m21603801105400.25lO4B0.5lO4B240502007007000801.1264350905800.3lO4B0.5lO4B200502208009000801.23724301108100.36lO4B0.5lO4B1804022062080001001.2方案飞轮转动惯量的确定凸轮机构设计δnO’z1zO’z1’JO2JO1JOJO’ψmaxlO9D[α]ФФsФ’r/minKg.m2ommo10.1514401020400.50.30.20.2151254075107520.1514401316400.50.40.250.2151353870107030.1614401519500.50.30.20.21513042751065表3-1设计的相关参数设计任务完成实现所要求功能的方案分析，至少提出三种方案，并绘制三种方案的机构运动简图，并对不同方案进行评价用图解法对给定的位置实现运动分析和力分析用解析法实现机构的运动学分析用图解法设计凸轮机构提交：A1图纸1张，A3图纸1张，计算机源程序1份，设计说明书1份。任务1：方案分析运动是否具有确定的运动机构传动功能的实现主传动机构的工作性能机构的传力性能机构的动力性能分析机构的合理性机构的经济性任务2：运动分析之机构运动简图运动分析之速度分析(图解法)3434AAAAvvvCBBCvvv以第一组数据第6个分析位置为例，计算得A点速度为：vA=2l2=0.69m/s，取速度比例尺v=0.023m/s/mm。有如下矢量方程成立：量得lpC=28.49mm,可得C点速度为vC=vlpC＝0.655m/s运动分析之加速度分析(图解法)计算得A点加速度为：aA=22l2=4.343m/s2，取加速度比例尺a=0.1m/s2/mm。有如下矢量方程成立：量得lpC=17.5mm,可得C点加速度为aC=alpC＝-1.75m/s2rAAkAAAtAnAAaaaaaa34343444tCBnCBBCaaaaBC动态静力分析(图解法,不考虑摩擦)计算刨头惯性力为：F=-Ga=70×1.75=122.5N，取力比例尺F=50N/mm。按基本杆组分析如下动态静力分析(RRP杆组)对于该杆组，对杆4对5的拉力FR45，刨头的惯性力FI6，床身对刨头的支持力N，刨头的重力G6，切削阻力P，且满足由图量得lFR45＝142.5mm，即拉力FR45＝7125N。6645GPFFIR+N=0PGNFR45FI6动态静力分析(RPR杆组)NaGFtsI1995.020444对于该杆组，对杆5对4的拉力FR54=FR45，杆2对滑块3的作用力FR23，杆4的惯性力FI4，惯性力矩为M4，机架对4的作用力可分解为FR14x和FR14y，其中mNJMs.49.327.0/85.01.1444将惯性力矩等效到惯性力上，偏距h=184mm。在上述力的作用下，RPR杆组保持动态静力平衡，可作出其受力图。动态静力分析(RPR杆组)04432324154lGlFlFlFRIR如下图，对O4点取矩，可计算出FR23由左图可求得FR23＝N，由右图可得出驱动力矩Mb=FR32×l1=N.m任务3：运动分析之程序设计要点首先对机构的杆组进行分析，可知该机构是由一个原动件加两个二级组RPR和RRP构成对原动件和二级组进行运动分析，并写出子程序(在设计指导书中已提供)将各子程序进行拼装后调试，来获得机构在各个位置的运动参数(主程序，需自己完成)主要搞清楚程序应用时各构件和运动副编号在程序中的意义程序设计语言不限主程序基本格式Voidmain(){…%基本变量定义程序段%for(ii=0;ii=DivPt;ii++)%DivPt是计算点数%{F[1]=AddAngle[Index]*p1+ii*(-30)*p1;%计算起始角度%Mcrank(1,1,1,2,0);%调用曲柄计算子程序%Mrpr(2,3,5,2,2,4,3,1,Res);%调用RPR组子程序%F[6]=0;%RPR与RRP组角度关系%Mrrp(4,5,3,5,6,-1);%调用RRP组子程序%…%打印结果程序段%}}运动分析之解析法1801501209060300-30-60-90-120-150-1.5-1.0-0.50.00.51.0Angleofcranks(m)v(m/s)a(10m/s^2)任务4：凸轮设计(图解法)图纸布置(A1)机构方案图位移坐标图速度坐标图加速度坐标图方案1方案2方案3速度分析加速度分析标题栏图纸布置(A3)反转法凸轮设计基圆半径r0(mm)滚子半径r’(mm)最小曲率半径min(mm)标题栏运动规律曲线＝（）……基本参数表设计计算说明书样式设计计算说明书一般采用16开或B5纸，纵向放置，分三栏，即装订线，正文和计算结果栏，格式如下表所示。