牛头刨床主传动机构设计精要.ppt

《机械原理》课程设计 XX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 n2 lO2O4 lO2A lO4B lBC lO4S4 xS6 yS6 G4 G6 P yp JS4 r/min mm N mm kg.m2 1 60 380 110 540 0.25 lO4B 0.5lO4B 240 50 200 700 7000 80 1.1 2 64 350 90 580 0.3 lO4B 0.5lO4B 200 50 220 800 9000 80 1.2 3 72 430 110 810 0.36 lO4B 0.5lO4B 180 40 220 620 8000 100 1.2 方案 飞轮转动惯量的确定 凸轮机构设计 δ nO’ z1 zO’ z1’ JO2 JO1 JO JO’ ψmax lO9D [α] Ф Фs Ф’ r/min Kg.m2 o mm o 1 0.15 1440 10 20 40 0.5 0.3 0.2 0.2 15 125 40 75 10 75 2 0.15 1440 13 16 40 0.5 0.4 0.25 0.2 15 135 38 70 10 70 3 0.16 1440 15 19 50 0.5 0.3 0.2 0.2 15 130 42 75 10 65 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) 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/s2 B C 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。 6 6 45 + + + G P F F I R +N=0 动态静力分析(RPR杆组) 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 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) 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