机械原理课程设计牛头刨床的VB.doc

机械原理课程设计说明书 黑龙江八一农垦大学工程学院：付景瑞一 机构简介1.1牛头刨床的组成 牛头刨床主要由床身、滑枕、刀架、工作台、横梁、进给机构和变速机构等组成。 (1)床身 床身内部有变速机构和曲柄摇杆机构。床身的顶面有水平导轨,滑枕沿水平导轨作往复直线运动。在床身前面有垂宜导轨,横梁带动工作台沿垂直导轨升降。 2)滑枕 滑枕的前端有环状T形槽,用来安装刀架和调节刀架的偏转角度:滑枕的内部装有调整滑枕行程位置的机构,它是由一对锥齿轮和丝杠组成。滑枕的下部有两条燕尾型导轨,它与床身上部的水平导轨配合。在曲柄摇杆机构的带动下,滑枕在床身水平导轨上作往复直线运动。 (3)横梁与工作台 校梁安装在床身前部垂直导轨上。横梁的底部装有升降丝杠,使校梁能沿着床身前部的垂直导轨作上下移动。工作台和滑板连接在一起,安装在横梁水平导轨上,转动安装在校梁凹框内的横向进给丝杠,工作台就沿着横梁的水平导轨作横向移动。工作台的前部底下装有支架,以防止工作台在刨削过程中产生向下倾斜和振动现象。工作台的上平面和两侧面均制有T形槽、v形槽和圆孔,用来固定不同形状的工件或夹具。 (4)刀架 刀架用于装夹刨刀,并使刨刀沿着垂直方向和倾斜方向移动。刀架由手柄、丝杠、刻度转盘、夹刀座、拍板、拍板座、滑板等组成。刻度转盘6用T形职栓5紧固在滑枕前端的“环”状T形槽内。可按加工的需要作160的回转。刻度转盘6与滑板13通过导轨相配合,只要摇动丝杠3上端的手柄1,就可使滑板13沿着刻度转盘6上的导轨移动,通过刻度环2来控制背吃刀量的大小。拍板10与拍板座11的凹槽相配合,用铰链销7连接。在拍板10的孔内装有夹刀座8刨刀就装在它的槽孔内,拍板10可以绕铰链销7向前上方拾起,这样可避免滑枕回程时刨刀与工件已加工。 (5)进给机构 进给机构主要用来控制工作台横向进给运动的大小。 (6)变速机构 操纵变速机构的手柄,可以把各种不同的转速传递到曲柄摆杆机构而改变格杆在相同时间间隔内的摆动次数。 (7)曲柄摇杆机构 主要作用是把电动机的旋转运动转换为滑枕的往复直线运动。1.2 牛头刨床的运动形式 牛头刨床机构是一种常用切削加工机床，运动简图如 图（1）所示，刨床工作时，原动件1作等速转动，经六杆机构 （1-2-3-4-5-6）传递。带动滑枕连同安装在滑枕上的刨刀5作往复运动。刨刀向左运动时进行切削，称为工作行程。此时要求速度较低和较均匀以提高切削质量。刨刀向左运动时不切削，称为空回行程。该行程要求速度快些，以节省时间，提高生产率。为此采用了有急回作用的摆动导杆（6-1-3-2）和摆杆滑块机构（3-4-5-6）串联形式。刨刀在工作行程中受切削阻力（在行程的两端各有一段0.05So的空刀距离），而在空回程时则不受切削力。 二 设计要求课程设计采用计算机编程方式。1） 根据行程速比系数K，设计曲柄长度 AB，将结果圆整到mm；并计算杆三 的两个极限位置 3 3 ，最大摆角m 及铰链E的两个极限位置XE1 及 XE2 和杆5 的最大行程S0。2） 根据所求出的曲柄长，对所设计的六杆机构进行分析。求出一个周期内杆5的各个位置的位移，速度和加速度。3） 通过计算机编程方式，绘出位移，速度，加速度随转角1变化的曲线。4） 完成设计计算说明书。三数学模型3.1 机构设计 首先建立坐标系，一般在原动件逆时针旋转时取右手系，当原动件顺时针旋转时取左手系。 (1-1) (1-2) (1-3) (1-4) (1-5) (1-6) (1-7) (1-8) (1-9)3.2 运动分析解析式导杆机构的封闭向量方程式（如图二） （2-1） 式 （2-1）在X轴和Y轴上的投影为： （2-2） （2-3） （2-4）对方程组（3-2）分别求导得： （2-5） （2-6） （2-7） 滑枕机构的封闭向量解析式（如图三） （2-8）在X轴和Y轴上的投影为 （2-9）解方程组（2-9）得 （2-10） （2-11） （2-12） （2-13） （2-14） （2-15） （2-16） （2-17） （2-18） 四变量符号对照表序号数学建模中符号VB编程中符号实际表示意义1KK行程速比系数2sita极位夹角3a01杆与水平线之间的夹角4Fm最大摆角5a33杆与水平线之间的夹角6f313杆到第一极限位置的夹角7f323杆到第二极限位置的夹角8a44杆与水平线之间的夹角9LacAC杆的杆长10LabAB杆的杆长11LcdCD杆的杆长12LdeDE杆的杆长13LbcBC杆的杆长14Lh机架的高度15Xe1E1点到y轴的距离16Xe11D1点到y轴的距离17Xe12D1点与E1点的水平距离18Xe2E2点到y轴的距离19Xe21D2点到y轴的距离20Xe12D2点与E2点的水平距离21s0E1点与E2点的距离22s5构件5 的位移23x0构件5的位移值所对应的x轴坐标24h1 D点与E点的垂直距离25Nn0电机转速26W11杆的角速度27W33杆的角速度28W44杆的角速度29w原动件的角速度30v23构件2与构件3的相对速度31v55杆的速度32a33杆的加速度33a44杆的加速度34a55杆的加速度35Jjs336Vb2b3V232杆相对于3杆的速度五流程图开始5.1 计算流程图 输入已知数据：k值及个杆长第一步计算 输出第一步计算结果 输出第二，三步计算结果第二，三步计算结束5.2 程序流程图六源程序定义变量Dim k!, a1!, a2!, Lac!, Lab%, a31!, a32!, b1!, Lcd!, Lde!, a3!Dim Lh!, c1!, b2!, c2!, c!, s0!, n3!, n!, v23!, a0!, du%Dim n1!, e3!, x0!, s5!, a4!, h1!, v5!, n4!, e4!, e5!, n0!, Lbc!Const pi = 3.141592653Private Sub Form_Load()姓名，学号，班级Label19.Caption = 班级： Label20.Caption = 姓名：Label21.Caption = 学号：Label19.FontSize = 15Label20.FontSize = 15Label21.FontSize = 15End Sub已知数据Private Sub Command1_Click()Text1.Text = 1.65Text2.Text = 450mmText3.Text = 760mmText4.Text = 200mmText5.Text = 770mmText6.Text = 80r/minEnd Sub第一步计算Private Sub Command2_Click()k = Val(Text1.Text)Lac = Val(Text2.Text)Lcd = Val(Text3.Text)Lde = Val(Text4.Text)Lh = Val(Text5.Text)n0 = Val(Text6.Text)If Text1.Text = ThenMsgBox 请给出已知数据Elsea1 = (k - 1) / (k + 1) * 180a2 = a1 / 180 * piLab = Lac * Sin(a2 / 2)a31 = 90 + a1 / 2a32 = 90 - a1 / 2b1 = Lcd * Sin(a2 / 2)b2 = Sqr(Lde 2 - (Lh - Lcd * Cos(a2 / 2) 2)b = b1 + b2c1 = b1: c2 = b2: c = c2 - c1s0 = b - cText7.Text = LabText8.Text = a31Text9.Text = a32Text10.Text = a1Text11.Text = bText12.Text = cText13.Text = s0End IfEnd Sub第二步计算 绘制图形Private Sub Command3_Click()If Text7.Text = ThenMsgBox 请先计算曲柄AB的长度End IfIf Text1.Text = ThenMsgBox 请给出已知数据End If画坐标轴ClsPicture1.Scale (-280, 50)-(250, -50)Picture1.Line (-280, 0)-(240, 0)Picture1.Line (-270, 50)-(-270, -50)Picture1.Line (-230, 50)-(-230, -50)Picture1.Line (-190, 50)-(-190, -50)Picture1.CurrentX = 230: Picture1.CurrentY = -10: Picture1.Print 1Picture1.CurrentX = -190: Picture1.CurrentY = 48: Picture1.Print aPicture1.CurrentX = -270: Picture1.CurrentY = 48: Picture1.Print sPicture1.CurrentX = -230: Picture1.CurrentY = 48: Picture1.Print vPicture1.Line (240, 0)-(233, 2)Picture1.Line (240, 0)-(233, -2.5)Picture1.Line (-195, 48)-(-190, 50)Picture1.Line (-185, 48)-(-190, 50)Picture1.Line (-230, 50)-(-225, 48)Picture1.Line (-230, 50)-(-235, 48)Picture1.Line (-270, 50)-(-275, 48)Picture1.Line (-270, 50)-(-265, 48)画，位移，速度，加速度 图像For i = 0 To 360 Step 60Picture1.CurrentX = i - 190: Picture1.CurrentY = -1: Picture1.Print iPicture1.Line (i - 190, 0)-(i - 190, 1)Next iFor j = -600 To 600 Step 300Picture1.CurrentX = -190: Picture1.CurrentY = j / 15: Picture1.Print j / 60Picture1.CurrentX = -230: Picture1.CurrentY = j / 15: Picture1.Print j / 300Picture1.CurrentX = -270: Picture1.CurrentY = j / 15: Picture1.Print jPicture1.Line (-190, j / 15)-(-185, j / 15)Picture1.Line (-230, j / 15)-(-225, j / 15)Picture1.Line (-270, j / 15)-(-265, j / 15)Next jFor a0 = 0 To 2 * pi Step 0.017453X1 = a0 * 57w = pi * n0 / 30a3 = Atn(Lac + Lab * Sin(a0) / (Lab * Cos(a0)If a3 0 Thena3 = a3 + piEnd IfLbc = Lab * Cos(a0) / Cos(a3)n3 = Lab * w * Cos(a3 - a0) / Lbcv23 = -Lab * w * Sin(a3 - a0)e3 = -(Lab * w 2 * Sin(a3 - a0) + 2 * v23 * n3) / Lbcy = (Lh - Lcd * Sin(a3) / Ldea4 = Atn(y / Sqr(1 - y 2)h1 = Lh - Lcd * Sin(a3)x0 = Lcd * (Lab / Lbc) + Sqr(Lde 2 - h1 2)s5 = x0 - Lcd * Cos(a3) - Lde * Cos(a4)Picture1.PSet (-190 + X1, s5 / 20)w4 = -Lcd * Cos(a3) * n3 / (Lde * Cos(a4)v5 = Lcd * n3 * Sin(a3) + Lde * Sin(a4) * w4Picture1.PSet (-190 + X1, v5 / 200)e4 = (Lcd * (n3 2 * Sin(a3) - e3 * Cos(a3) + Lde * w4 2 * Sin(a4) / (Lde * Cos(a4)a5 = Lcd * (e3 * Sin(a3) + n3 2 * Cos(a3) + Lde * (e4 * Sin(a4) + w4 2 * Cos(a4)Picture1.PSet (-190 + X1, a5 / 2000)Picture1.Line (110, 12)-(150, 25)Picture1.CurrentX = 150: Picture1.CurrentY = 30: Picture1.Print 位移mmPicture1.Line (-10, 8)-(-70, 35)Picture1.CurrentX = -90: Picture1.CurrentY = 40: Picture1.Print 加速度m/s2Picture1.Line (50, -15)-(30, -30)Picture1.CurrentX = 20: Picture1.CurrentY = -30: Picture1.Print 速度m/sdu = a0 * 180 / pi第三步计算 运动分析List1.AddItem (Left(du, 5) & & (Left(a0, 5) & & (Left(s5, 5) & & (Left(v5 * 10 -3,