机械原理设计

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P34P23P24P12P13P14机械原理课程设计指导课B6065牛头刨床的外形图P34P23P24P12P13P14机械原理课程设计指导课P34P23P24P12P13P14机械原理课程设计指导课P34P23P24P12P13P14机械原理课程设计指导课P34P23P24P12P13P14机械原理课程设计指导课P34P23P24P12P13P14机械原理课程设计指导课P34P23P24P12P13P14机械原理课程设计指导课P34P23P24P12P13P14一、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课目的：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课P34P23P24P12P13P14机械原理课程设计指导课二、课程设计的内容与要求题号参见任务书按指定的题号，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课在1号图纸中心偏上一些按指定的二个位置按比例画机构位置图（包括左右极限位置），并将给定的二个位置中的一个一般位置画成机构简图。在同组同学中收集数据（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。2、运动分析用图解法进行机构的运动分析。在上述1号图纸左侧作速度和加速度多边形。在同组同学中收集数据（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1号图纸下侧画示力体和力多边形。机械原理课程设计指导课4、飞轮设计计算等效转动惯量Je，求出飞轮JF。在同组同学中收集数据（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（Φ）图和等效驱动力矩Med（Φ）图（Med=C），用面积法作Wd（Φ）Wr（Φ）图，求出最大盈亏功，最后求出飞轮JF。机械原理课程设计指导课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。机械原理课程设计指导课6、齿轮设计计算齿轮z2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。P34P23P24P12P13P14三、课程设计步骤及进度机械原理课程设计指导课设计阶段设计内容摘要计划时间（天）准备工作1.详细阅读设计任务书；2.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。2.5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O2上的飞轮转动惯量JF。1机械原理课程设计指导课四、设计说明书及图纸的要求机械原理课程设计指导课（一）设计说明书1、封面封面格式要统一且打印。2、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课机械原理课程设计指导课注意：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（Φ）图和等效驱动力矩Med（Φ）Wd（Φ）Wr（Φ）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P34P23P24P12P13P14刀头位移刀头的速度和加速度曲线图主图标题栏示力体和力多边形速度和加速度图机械原理课程设计指导课机械原理课程设计指导课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P34P23P24P12P13P14机械原理课程设计指导课P34P23P24P12P13P14机械原理课程设计指导课P34P23P24P12P13P14机械原理课程设计指导课结构分析的内容：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x——x2、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机械原理课程设计指导课运动分析的内容：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。vA4=vA3+va4a3根据vA4求构件4的角速度和an4，根据va4a3和构件4的角速度，求出aKA4A3aA4=aA3+aKA4A3+arA4A3=an4+at4根据at4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。vC=vB+vCBaC=aB+anCB+atCB机械原理课程设计指导课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=0Fy=0M=0参照教材Page58~59例题机械原理课程设计指导课5、6杆组受到的力有：FR76、G6、P、FR56、FI6，这几个力并不是作用在同一点。FR76、G6、FI6作用于质心，P偏离于导路，FR56作用于C处。FR76、FR56未知，可把FR76分解为FR76X、FR76Y，根据Fx=0Fy=0M=0求出FR76、FR56由于5的质量不计，FR45=FR54=FR65=FR563、4杆组受到的力有：FR54、G4、FR14、FR34、FI4，MI4。FR14、FR34未知，FR34作用于A点，垂直于构件4，可把FR14分解为FR14X、FR14Y，根据Fx=0Fy=0M=0求出FR14、FR34由于3的质量不计，FR34=FR43=FR23=FR32机械原理课程设计指导课机械原理课程设计指导课原动件2受到的力有FR72，FR32，由于构件2质量不计，FR72=FR32因此就可以计算出平衡力矩Mb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。机械原理课程设计指导课飞轮设计的内容：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JF收集数据（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（Φ）图和等效驱动力矩Med（Φ）图（Med=C），用面积法作Wd（Φ）Wr（Φ）图，Wd（Φ）-Wr（Φ）=△Wmax求出最大盈亏功，最后求出飞轮JF。最麻烦最细腻的是作Wd（Φ）图，计算十二个Wd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》Page5机械原理课程设计指导课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》Page6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》Page72010.05.30返回