牛头刨床机构的综合设计与分析_课程设计说明书(编辑修改稿)

牛头刨床机构的综合设计与分析_课程设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

接着力比例尺多边形图，求得： R74 =gf*μ p =2740N 方向与力多边形中 fg 的方向一致 C、 取构件 2 为示 力体 在机构位置图右下方绘示力体图 比例尺为：μ L =其平衡方程为 32R + bP + 2G + 72R =0  2OM =0（确定 bP 的大小）： 32R + 32h = bP br 量得： 32h = br = bP = 32R 32h /br =1160N 上式中只有 72R 的大小和方向未知 仍然取比例尺 P =20N/m 接着画力多边形图，求得： 72R =id P =210 20=4200N 方向与力多边形中 id 的方向一致 将各运动副反力汇总如下： 位置 反力 指定的两个位置 第 7点 第 12 点 72R 1200 4180 74R 560 2700 76R 620 660 45R 820 1820 34R 1140 4640 23R 1140 4640 辽宁工业大学课程设计说明书（论文） 16 计算平衡力偶矩并汇总如下 ： 曲柄位置 1 2 3 4 5 6 Mb（ MN） 0 210 285 284 246 188 曲柄位置 7 8 9 10 11 12 Mb（ MN） 98 50 176 596 380 378 绘制平衡力偶矩曲线 bM 2 该曲线在 1 图纸右上角 六、飞轮设计 已知：许用速度 不均匀系数 [δ ]=1/40 平衡力矩曲线 Mbδ 2 驱动力矩为常数 曲柄的转数 n2=80rpm 飞轮装在齿轮 Z1 的 O1轴上 作等效阻力矩曲线 Mrδ r 由于飞轮准备装在 Z1 的 O1 轴上， 因此 |Mr|=|Mb/i12|可由 Mbδ 2 曲线直接画出 Mrδ 1曲线（见 A1 图）。 为了使图形一样，其比例尺选为： μ Mr=μ Mb/i12=10/=大致图形如图所示。 求功曲线 Wrδ 1 取极距 H=50mm 图解积分 Mrδ 1得 Wrδ 1曲线。 纵坐标比例尺为： μ W =μ Mμ δ Hπ /180=求功曲线 Wdδ 1 根据一个稳定运转循环中能量变化为零，以及 Md=常数的条件 可作出 Wdδ 1曲线。 比例尺仍为：μ W=求驱动力矩曲线 Mdδ 1仍取极距 H=50mm 图解微分 Wdδ 1得 Mdδ 1曲线。 辽宁工业大学课程设计说明书（论文） 17 纵坐标比例尺为：μ W=10Nm/mm 得驱动力矩： Md =hμ M=11 = 确定最大盈亏功为 ： [W]=25 =445J 求飞轮的转动惯量 JF=900[W]/π 2 n21 [δ ]=900 445 30/π 2(80 )2= 确定飞轮尺寸 b=4gJF/π D3Hγ 材料用灰铸铁 γ =7 104N/m3 取飞轮直径 D=1m D= 取轮缘的高宽比为 H/b= H/b= b2=4gJF/π D3Hγ =4 7 104 b==167mm H== 167=250mm 取 H=250mm 图形如下： 七 、设计凸轮轮廓曲线 已知：推杆的运动规律为等加速等减速上升和等加速等减速下降，凸轮与曲柄共轴，顺 时针回转； 推程运动角 δ 0=60176。 远休角 δ 01=10176。 回程运动角 δ 0′ =60176。 最大摆角 φ max=16176。 摆杆长 Lo4c=140mm 机架长 Lo2o4=150mm 基圆半径 r0=55mm 滚子半径 rr=15mm 辽宁工业大学课程设计说明书（论文） 18 摆杆的角位移曲线以及凸轮轮廓曲线的设计已绘制在 2图纸上 . 八 、齿轮设计及绘制啮合图 已知：齿轮 1 的齿数 Z1=18 齿轮 2 的齿数 Z2=46 模数 m12=15mm 压力角 α =20176。 齿顶高系数 ha*=1 径向间隙系数 c*= 辽宁工业大学课程设计说明书（论文） 19 列表计算几何尺寸 绘制齿廓啮合图 取比例尺 ц L=1mm/mm 名称 符号 计算公式 计算结果 小齿轮分度圆直径 d1 d1=mz1 270 大齿轮分度圆直径 d2 d2=mz2 690 小齿轮齿顶圆直径 da1 da1=d1+2ha 300 大齿轮齿顶圆直径 da2 da2=d22ha 720 小齿轮齿根圆直径 df1 df1=d12hf 大齿轮齿根圆直径 df2 df2=d22hf 小齿轮基圆直径 db1 db1=d1cosα 大齿轮基圆直径 db2 db2=d2cosα 648 分度圆齿距 P P=π m 基圆齿距 Pb Pb=Pcosα 分度圆齿厚 s s=p/2 分度圆齿槽宽 e e=p/2 径向间隙 c c=c*m 标准中心距 a a=m(z1+z2)/2 480 实际中心距 a’ a=a’ 480 传动比 i i=z2/z1 重合度 ε ε =B1B2/Pb 辽宁工业大学课程设计说明书（论文） 20 辽宁工业大学课程设计说明书（论文） 21 九、解析法 1．导杆机构设计 已知：（ 1）行程速比系数 K； （ 2）刨头和行程 H； （ 3）机架长 LO2O3 （ 4）连杆与导杆的比 LBF/LO3B 求解 :(1)求导杆的摆角： ψ max=180176。 （ K1） /（ K+1） (2)求导杆长： LO3B1=H/[2sin（ψ max/2） ] (3)求曲柄长： LO2A=LO2O3 sin（ψ max/2） (4)求连杆长 LBF=LO3B LBF/LO3B (5)求导路中心到 O3的垂直距离 LO3M：从受力情况（有较大的传动角）出发， 刨头导路 O3B线常取为通过 B1B2 挠度 DE的中点 M. 即： LO3M=LO3BLDE/2 将上述已知条件和公式编入程序：源程序及运行结果（见附表） 2．机构的运动分析 已知： (1)曲柄转速ｎ 2； (2)各构件的长度。 求解：①、建立机构的运动方程式 如图所示：选定直角坐标系 XOY。 辽宁工业大学课程设计说明书（论文） 22 标出各杆的矢量和转角。 各构件矢量所组成的封闭矢量方程式为 : Ll + L2 = S a Y + X= L4 + L5 b 其中令： Ll=LO2O3； Y=L03M； S=L03A； 将 a 式分别投影在 x和 y轴上得 L2cosF2=S cos F4 c Ll+L2 sin F2=S sin F4 d 两式相除则得 tgF4=(Ll+L2sinF2)／ L2cosF2 (1) 在三角形 A0203 中 S2=LlLl+L2L2－ 2L1L2cos(90+F2) (2) 将 c d 两式对时间求导一次得 － L2W2sinF2=－ SW4sinF4+VrcosF4 e L2W2cosF2=SW4cosF4+VrsinF4 f 将坐标 XOY 绕 O点转 F4 角 (也就是将 e f 两式中的 F2角 F4 角分别减去 F4)，经整理后可分别得到 Vr=－ L2 W2sin(F2－ F4) (3) W4=［ L2 W2 cos(F2F4)］／ S (4) 再将 e f 二式方别对时同求导一次后，同样将 坐标 XOY 绕 0 点转 F4 角 (也就是将式中的 F2角 F4 角分别成去 F4)，经整理后可分别得到 ar=SW4W4－ L2W2W2cos(F2－ F4) (5) ak=2 Vr W4 (6) e4=－［ 2 Vr W 4+ L2W2W2sin(F2 一 F4) ］ (7) 将 b 式分别投 |影在 x和 y轴上得 X： L4 cos F4 十 L5 cos F5 (8) Y： L4 sin F4 十 L5 sin F5 (9) 由 (9)式可直接得 辽宁工业大学课程设计说明书（论文） 23 sin F5=（ Y－ L4sinF4）／ L5 （ 10） 对 (9)式求导，一次可得 － L4W4cosF4=L5W5cosF5 于是由 g 式可得 W5=(－ L4W4cosF4)／ L5cosF5 （ 11） 对 g 式求导一次经整理可得。