机械原理课程设计牛头刨床(课堂PPT).ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,机械原理课程设计,一、,课程设计的目的与任务,二、,课程设计的内容与基本要求,三、,课程设计步骤及进度,四、,设计说明书及图纸的要求,五、,课程设计有关计算的说明,返回,1,P,34,P,23,P,24,P,12,P,13,P,14,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,B6065,牛头刨床的外形图,2,P,34,P,23,P,24,P,12,P,13,P,14,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,3,P,34,P,23,P,24,P,12,P,13,P,14,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,4,P,34,P,23,P,24,P,12,P,13,P,14,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,5,P,34,P,23,P,24,P,12,P,13,P,14,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,6,P,34,P,23,P,24,P,12,P,13,P,14,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,7,P,34,P,23,P,24,P,12,P,13,P,14,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,8,P,34,P,23,P,24,P,12,P,13,P,14,一、课程设计的目的与任务,进一步巩固和加深所学的理论知识，并将其系统化；,培养综合运用所学知识独立解决实际问题的能力；,初步培养进行创新设计的能力；,培养团结协作能力。,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,目的：,9,初步掌握机械运动方案设计，并在机构分析与综合方面得到一次比较全面的训练。,具体任务是对牛头刨床机构进行,结构分析、运动分析,和,动力分析,，并在此基础上,确定飞轮的转动惯量,，设计,凸轮机构,和,齿轮机构。,任务：,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,10,P,34,P,23,P,24,P,12,P,13,P,14,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,二、课程设计的内容与要求,题号,参见任务书,11,按指定的题号，根据,机械原理课程设计指导书,中的题目和数据，要求如下：,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,（,1,）在,1,号（或,2,号）图纸,中心偏上,一些按指定的二个位置按比例画机构简图（左右极限位置用双点划线），,（,2,）收集同学数据（共,12,个）在,1,号图纸,右上侧,绘制刀头位移曲线图。,1,、结构设计,设计出牛头刨床的各杆尺寸及机构有关运动参数。,12,2,、运动分析,用图解法进行机构的运动分析。,在上述 图纸左侧作速度和加速度多边形。收集同学数据（共,12,个）作刀头的速度和加速度曲线图，在,1,号图纸,右中下侧,绘制速度和加速度曲线图。,3,、,动态静力分析,用图解法进行机构的动态静力分析。,求出各运动副的总反力及惯性力、惯性力偶及平衡力矩。在 上述图纸,下侧,画示力体和力多边形。,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,13,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,机构两个位置运动简图（极限位置用双点划线表示，比例尺表示在图的右上角,速度图,加速度图,速度图,加速度图,示力体,力多边形,示力体,力多边形,位移曲线,速度曲线,加速度曲线,标题栏,14,4,、飞轮设计,计算等效转动惯量,Je,，求出飞轮,J,F,。,收集同学数据（共,12,个平衡力矩，即,Mer,），在,3,号坐标图纸,上绘制一个运动循环内的等效阻抗力矩,Mer,（,）图和等效驱动力矩,Med,（,）图（,Med=C,），用面积法作,W,d,（,）,W,r,（,）图，求出最大盈亏功，最后求出飞轮,J,F,。,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,15,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,3,号坐标图纸,16,5,、凸轮设计,确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径，画出凸轮实际廓线。,根据摆杆加速度线图，作出摆杆位移线图，先作出盘形凸轮的理论廓线，然后选择滚子半径，作出实际轮廓廓线。（,2,号或,3,号图纸，参见图例）,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,6,、齿轮设计,计算齿轮,z,2,齿数，齿轮副变位系数及齿轮各部分尺寸。,齿轮为正常齿制，不根切。（,3,号图纸，参见图例）,17,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,最小基圆半径的确定,加速度图,位移图,速度图,表格,凸轮轮廓设计,18,P,34,P,23,P,24,P,12,P,13,P,14,三、课程设计步骤及进度,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,设计阶段,设计内容摘要,计划时间（天）,准备工作,详细阅读设计任务书；,明确设计任务和应上交的设计资料；,3.,查阅相关资料，收集相关数据。,0.5,机构设计及运动分析,1.,作机构指定位置的运动简图；,2.,分析机构两个指定位置的速度，作速度多边形；,3.,分析机构两个指定位置的加速度，作加速度多边形；,4.,作刨头的运动线图。,2,机构动态静力分析,1.,求各运动副中反作用力；,2.,求曲柄上所需的平衡力矩。,2,19,凸轮机构设计,1.,确定凸轮机构的基本尺寸；,2.,选取滚子半径；,3.,画出凸轮实际廓线。,1.5,齿轮机构设计,1.,计算齿轮,2,的齿数；,2.,选择齿轮副的变位系数；,3.,计算齿轮传动的各部分尺寸。,1,编制设计说明书,1.,根据计算底稿，按规定格式编写设计说明书；,2.,除教科书上的资料外，所有其它资料均应注明来源；,3.,说明书上的数据与图纸尺寸相符。,1.5,上交设计资料,上交设计成果,0.5,飞轮设计,1.,用惯性力法确定安装在轴,O,2,上的飞轮转动惯量,J,F,。,1,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,20,四、设计说明书及图纸的要求,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,（一）设计说明书,1,、封面 封面格式要统一且打印。,2,、设计任务书,2,、设计内容（目录）,（,1,）设计题目,（,2,）结构设计,（,3,）运动分析,（,4,）动力分析,（,5,）飞轮设计,21,3,、要求。,要求字迹端正，文句通顺，步骤清楚，叙述简明。说明书中所用的公式和数据应说明来源，参考资料应编号和书写页次。说明书中每一自成单元的内容都应有大小标题，使其醒目突出。,（,6,）凸轮设计,（,7,）齿轮设计,（,8,）设计小结,（,9,）参考书目,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,22,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,注意：等效阻抗力矩和等效驱动力矩是计算出来的，不是从图上量出来的。先计算数据，后按一定的比例作图。每项数据保留小数点后二位数！,（二）图纸,1,、一号图上面应有机构运动简图，二个位置的速度图和加速度图，一个位置的示力体和力的多边形，刀头位移曲线、刀头速度曲线和加速度曲线图,2,、二号图上面有等效阻抗力矩,Mer,（,）图和等效驱动力矩,M,ed,（,）,W,d,（,）,W,r,（,）图，动能变化曲线图（求最大盈亏功）。,3,、三号图上面摆动从动件运动线图，凸轮轮廓线图,23,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,牛头刨床是一种靠刀具的往复直线运动及工作台的间歇运动来完成工件的平面切削加工的机床。电动机经过减速传动装置（皮带和齿轮传动）带动执行机构（导杆机构和凸轮机构）完成刨刀的往复运动和间歇移动。刨床工作时，刨头,6,由曲柄,2,带动右行，刨刀进行,切削运动,，称为工作行程。在切削行程,H,中，前后各有一段,0.05H,的空刀距离，工作阻力,P,为常数；刨刀左行时，即为空回行程，此行程无工作阻力。在刨刀空回行程时，由摆动从动件盘形凸轮机构通过四杆机构带动棘轮机构，棘轮机构带动螺旋机构使工作台连同工件在垂直纸面方向上做一次,进给运动,，以便刨刀继续切削。,牛 头 刨 床 原 理 图,24,P,34,P,23,P,24,P,12,P,13,P,14,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,25,P,34,P,23,P,24,P,12,P,13,P,14,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,26,P,34,P,23,P,24,P,12,P,13,P,14,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,结构分析的内容：,用数据说明设计的机构合理性,1,、分析压力角最小时，刨头导路的合理位置,xx,2,、机构应该有确定的运动，计算自由度。,3,、确定行程速度变化系数,4,、计算最大行程,H,27,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,运动分析的内容：计算二个给定位置各构件的速度及加速度、质心加速度及刀头的位移,1,、复合点法：,构件,3,、,4,重合点间的运动方程求解构件,4,的角速度和角加速度。,v,A3,=v,A4,+v,A3A4,根据,v,A4,求构件,4,的角速度和,a,n4,，根据,v,A3A4,和,构件,4,的角速度,，求出,a,K,A3A4,a,A3=,a,A4,+a,K,A3A4,+a,r,A3A4,=a,n,4,+a,t,4,+,a,K,A3A4,+a,r,A3A4,根据,a,t,4,求解构件,4,的角加速度。,从而,B,点和构件,4,的质心速度和切向、法向加速度求出。,2,、基点法,求解构件,6,速度和加速度。,v,C,=v,B,+v,CB,a,C=,a,B+,a,n,CB,+a,t,CB,28,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,1,、,v,A3,=v,A4,+v,A3A4,a,A3=,a,A4,+a,K,A3A4,+a,r,A3A4,=a,n,4,+a,t,4,+a,K,A3A4,+a,r,A3A4,2,、,v,C,=v,B,+v,CB,a,C=,a,B+,a,n,CB,+a,t,CB,29,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,动态静力分析的内容：计算一个给定位置各运动副的总反力及惯性力和惯性力偶。,Fx=0,Fy=0,M=0,参照教材,Page5859,例题,30,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,5,、,6,杆组,受到的力有：,F,R16,、,G,6,、,P,、,F,R56,、,F,I6,，,这几个力并不是作用在同一点。,F,R16,、,G,6,、,F,I6,作用于质心，,P,偏离于导路，,F,R56,作用于,C,处。,F,R16,、,F,R56,未知，可把,F,R16,分解为,F,R16X,、,F,R16Y,，根据,Fx=0,Fy=0 M=0,求出,F,R16,、,F,R56,由于,5,的质量不计，,F,R45,=F,R54,=F,R65,=F,R56,31,3,、,4,杆组,构件,4,受到的力有：,F,R54,、,G,4,、,F,R14,、,F,R34,、,F,I4,，,M,I4,。,F,R14,、,F,R34,未知，,F,R34,作用于,A,点，垂直于构件,4,，可把,F,R14,分解为,F,R14X,、,F,R14Y,，根据,Fx=0 Fy=0 M=0,求出,F,R14,、,F,R34,由于,3,的质量不计，,F,R34,=F,R43,=F,R23,=F,R32,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,32,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,原动件,2,受到的力有,F,R12,，,F,R32,，由于构件,2,质量不计，,F,R12,=F,R32,因此就可以计算出平衡力矩,M,b,计算各力是要注意方向，建议角度方向以,X,、,Y,轴为参照系，各力计算出来后，根据他们之间的相互关系（角度及大小）然后按一定的比例作各杆组的力的多边形。,33,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,飞轮设计的内容：以曲柄为等效构件，求系统的等效转动惯量,Je,（不能忽略不计）。再根据不均匀系数求,J,F,收集数据（共,12,个平衡力矩，即,M,er,），在,3,号坐标图纸上绘制一个运动循环内的等效阻抗力矩,M,er,（,）,图和等效驱动力矩,M,ed,（,）,图（,M,ed,=C,），用面积法作,W,d,（,）,W,r,（,）,图，,Wd,（,）,-Wr,（,）,=,W,max,求出最大盈亏功，最后求出飞轮,J,F,。,最麻烦最细腻的是作,W,d,（,）图，计算十二个,W,d,的数据需要计算十二个面积,。,飞轮设计详见,机械原理课程设计指导书,Page 5,34,机 械 原 理 课 程 设 计 指 导,凸轮机构设计的内容：按许用压力角确定凸轮机构的基本尺寸，求出理论廓线外凸曲线的最小曲率半径，选取滚子半径，绘制凸轮实际廓线。,凸轮机构设计详见,机械原理课程设计指导书,Page 6,齿轮机构设计的内容：选择变位系数，计算齿轮传动各部分尺寸。,齿轮机构设计详见,机械原理课程设计指导书,Page7,35,