湖南工程学院牛头刨床机械原理课程设计含CAD图纸
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湖南工程学院牛头刨床机械原理课程设计含CAD图纸,湖南,工程学院,牛头,刨床,机械,原理,课程设计,CAD,图纸
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课程设计说明书题 目 系机械设计制造及其自动化 专业 班 号 学生姓名 指导教师 完成日期 年 月 日 湖南工程学院机械工程系目 录一.任务书1二.确定机构参数 2三.机构运动分析 3 1.速度分析3 2.加速度分析3四.机构受力分析 3 1.构件惯性力计算3 2.杆组受力分析 3五.凸轮机构设计3六.齿轮机构设计3七.机构运动循环图3八.参考文献12机械原理课程设计任务书一、机械原理课程设计内容 机械原理课程设计是本门课程的一个重要实践性教学环节, 同时又是机械类专业人才培养计划中的一个相对独立的设计实践, 在培养学生的机械综合设计能力(重点在机械系统运动方案设计)及创新意识与能力方面, 起着十分重要的作用。机械原理课程设计是作为培养学生设计能力和创新能力的重要手段, 是高等学校工科有关专业学生第一次较全面的综合设计训练。通过课程设计这一环节, 使学生更好地掌握和加深理解本课程的基本理论和方法, 进一步提高学生查阅技术资料、绘制工程图和应用计算机的能力。它通常是对一个简单的机械系统, 进行运动方案的设计和对其进行运动和动力分析。 机械系统运动方案设计是机械原理课程设计的主要内容, 其具体设计的内容有： 1. 功能原理方案的设计和构思 根据机械所要实现的功能(功用)采用有关的工作原理, 由工作原理出发设计和构思出工艺动作(即机械执行构件的运动)过程。 2. 机械系统运动方案的设计 机械系统运动方案通常用机械系统运动示意图来表示, 它是根据功能原理方案中提出的工艺动作过程及各个动作的运动规律要求, 选择相应的若干执行机构, 并按一定的关系把它们组合成机械系统运动示意图。 3. 机械运动简图的尺度综合 将机械系统运动方案中的各个执行机构, 根据工艺动作运动规律和机械运动循环图的要求进行运动学尺度综合。 4. 机械系统运动方案的评价选择 在进行机械系统运动方案设计时, 由于能实现同一种功起的机构不是唯一的, 因此选用不同的机构就能构成不同的方案。二、课程设计说明书的编写要求课程设计说明书是设计说明书中的一种。编写课程设计说明书是机械原理课程设计的基本要求之一，学生应通过课程设计说明书的编写学会如何编写设计说明书。1. 编写设计说明书的目的和作用设计说明书实际上是设计工作的总结报告，它应详细和全面地反映整个设计工作。设计说明书应详细地记录设计过程中所使用的各种数据及数据来源，给出设计过程中的各种设计计算公式和依据，说明各种选择的依据(如电动机的选择、各种方案的选择等)，给出设计的结果和必要的说明。设计工作是创造性工作，设计的好坏、正确与否至关重要。设计阶段出现的错误如不及时纠正，将会给今后的工作带来巨大损失。因此，设计工作完成后，通常都要请有关部门和专家对设计工作进行审查。编写设计说明书的目的就是用书面的形式向审查者报告设计工作，以便于审查者进行审查。2. 编写说明书的注童事项 1）预备好草稿本。每个学生在接到课程设计任务书之后要准备一个草稿本，把在课程设计过程中查阅、摘录的资料，初步的运算，编程的草稿，设计构思的草图，心得思路、书写的草稿等都记录在案。不要轻易散落、丢失。这些材料是写正式说明书的基本素材。2）说明书应诙用钢笔写在专门的报告纸上，要求字迹端正，文句通顺，层次清楚，叙述简明。通过课程设计说明书的编写，学生应学会整理设计数据，绘制图表和简图，用工程术语表达设计成果的方法。说明书是每个学生治学态度，独立分析能力，归纳总结表达能力的综合反映，每个学生必须下苦功夫斟字酌句写出自己的水平与风格，也为书写其他课程设计说明书、毕业设计和论文打下基础。3）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。4）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。5）说明书中必须附有相应的图纸；图纸的数量要达到规定的要求；图纸的质量要求作图准确，布图匀称，图面整洁，线条、尺寸标注符合制图标准的规定；绘制的运动曲线要连接光滑。6）说明书应加上封面与目录装订成册。机械原理课程设计任务书一、机械原理课程设计时间为一周二、机械原理课程设计设计任务学生在规定一周的设计时间内, 从下列各题中自选一个题号进行设计（或由指导教师指定）。机械原理课程设计应完成的工作量有：1. 机械系统运动方案的总装图1张(A1或A2)； 2. 各种机构的机械运动简图1张(A1或A3)； 3. 由指导教师指定对某机构进行运动分析和动力分析并绘制其图(A1或A2)； 4. 编写设计说明书1份。机械原理课程设计说明书的内容大致包括：1）设计任务书(一般由教师发给)。2）原动机的选择。3）传动机构的选择与比较。4）执行机构的选择与比较。5）机械系统运动方案的拟定与比较。6）设计机械系统的运动循环图。7）机构的设计与运动和动力分析。8）画出运动方案布置图及机械运动简图。9）完成设计所用方法及其原理的简要说明。10）列出必要的计算公式及计算结果。11）列出主要参考资料并编号。机械原理课程设计题目题 设计牛头刨床主传动机构的运动方案 一、牛头刨床主传动机构的运动简图及设计内容1.机构运动简图图112. 设计原始数据 见表11表11 设计原始数据设计内容导杆机构的运动分析符 号单位r/minmmmmmmmmmmmmmm603801105400.250.52405064350905800.30.520050724301106100.360.518040设计内容导杆机构的动态静力分析符 号单位NNNmmkg m22007007000801.12208009000801.222062080001001.2设计内容齿轮机构设计符 号单位mmmmmmmmmm1003006003.56204015100300600461740151003006003.56194016设计内容凸轮机构的设计符 号单位mmmmmmmmmm151251301502501104075107515135140160260120387010701513013515525011542751065设计内容飞轮转动惯量的确定符 号单位r/minkg m2kg m2kg m2kg m20.1514400.50.30.20.2300.1514400.50.40.250.2300.1514400.50.30.20.2303. 设计内容1）连杆机构的设计及运动分析 绘制机构运动简图，作机构两个位置（由教师指定）的速度、加速度多边形，作滑块的运动线图，在A1图纸上完成。2）连杆机构的动态静力分析作滑块工作行程中给定的一个位置（由教师指定）的动态静力分析，在A1图纸上完成。3）凸轮机构设计绘制凸轮轮廓曲线，在A3图纸上完成。4）齿轮机构设计绘制齿轮机构运动简图，在A3图纸上完成。5）绘制总装配图绘制总装配图，要求滑块从上极限往下工作时，凸轮开始上升供油，特别要注意曲柄与凸轮的位置应对应，在2号图纸上完成。设 计 内 容计 算 结 果二.确定机构参数取uL=2mm/mm作机构运动简图（1）a1=209.64 = 199.64lBC=0.36lo4B=219.6mmlo4s4=0.5lo4B=305mmlo4A=435mm2=23.14n=23.1472/60=7.54 rad/s 三.机构运动分析导杆机构的运动分析1.速度分析：对构件2: VA2=2lo2A =7.540.11=0.829m/s=829mm/s=VA3对构件3: VA4 = VA3 + VA4A3 方向：O4A O2A AO4 大小： ？ 2lo2A ？取uv=10(mm/s)/mm作速度多边形，如图（2）得VA4=uvPa4=1014 mm/s =0.14m/s，VA4A3= uva3 a4=1081.7 mm/s =0.817m/s，4=VA4/lo4A=0.140.435=0.32rad/sVB4=4lo4B=0.3220.61=0.196m/s=VB5对构件5: VC = VB + VCB方向： 水平向右 O4B BC大小： ? 0.196 ?取uv=10(mm/s)/mm作速度多边形，如图（2）得VC= uvPc=1019.2 mm/s =0.192m/sVCB= uvBC=105 mm/s =0.05m/s2.加速度分析：aA4n=42lo4A=0.1420.435=0.45m/s2，aK=24VA3A4=20.320.817=0.523m/s2，对构件2: aA2=22lo2A=7.5420.11=6.25m/s2 =aA3 对构件3: aA4 = aA4n + aA4t = aA3 + aK + ar 方向： AO2 AO4 O4A AO2 O4A AO4 大小： ？ 0.45 ？ 6.25 0.523 ？取ua=100(mm/s2)/mm作加速度多边形，如图（3）得aA4t = uaab=10066.85mm/s =6.685m/s2ar = uadb=1006.12mm/s =0.612m/s2， 4=aA4t /lo4A=12.96 m/s2aA4 = uaPb=10066.85mm/s =6.685m/s25= VC5B4 /lBC=0.23 rad/saB4= aA4lo4B /lo4A=9.38 m/s2 aCBn =5lcB=0.0113 m/s2对构件5: aC = aB + aC5B4n + aC5B4t 方向：水平向右 O4B CB BC 大小： ? 9.38 0.0113 ?取ua=100(mm/s2)/mm作加速度多边形，如图（3）得aC= uaPe=10078.22mm/s =7.82m/s2= aC6，aCBt =uaej=10013.82mm/s =1.38m/s2，aS4=aB4/2=4.19m/s2四.机构受力分析导杆机构的受力分析1.构件惯性力计算确定各构件的惯性力及惯性力偶矩对构件4: 惯性力FI4=m4aS4=(G4/g)aS4=2204.19=89N（顺时针）， 惯性力偶矩MI4=JS44=1.212.96=15.552(kgm2)/s2，对构件6: 惯性力FI6=m6aC6=(G6/g)aC6=6209.87.82=495N，2.杆组受力分析作动态静力分析取杆组5-6为分离体，作动态静力分析，如图（5）由其平衡条件知： FR16 + FI6 + P + FR45 + G6 = 0 方向：竖直向上 水平向右 水平向左 CB 竖直向下 大小： ？ 495 8000 ？ 620取uF=100N/mm作力矢量多边形，如图（5）得FR16=uFde=1009.47 =947NFR45= uFea=10085.07 =8507= -FR54，取杆组3-4为分离体， 作动态静力分析，如图（6）有MO4=0，MI4 -FR23hAO4 + G4lS4O4 + FR54hBO4+ FI4l=0由图知：hAO4=435mm， hS4O4 =76.88mm，hBO4=620mm，代入上式得FR23=11800N（O4B向右）由杆组3-4的平衡条件知： FR54 + FR23 + FI4 + G4 + FR14n + FR14t = 0 方向：BC O4B向右 与a4反向 竖直向下 ? ? 大小：8507 11800 89 220 ? ?取uF=100N/mm作力矢量多边形，如图（7）得FR14n =uFkf=10015.78 =1578N(方向如图所示）FR14t =uFjk=10033.42 =3342N(方向如图所示）再取构件2为分离体，如图（8）其上有运动副反力FR32和待求运动副反力FR12。将杆2对O2点取矩，得平衡力矩MA2=FR32hAO2=118000.1868=220Nm（逆时针），又由杆2的力平衡条件，得FR12= -FR32=220N凸轮机构的设计（一）已知条件、要求及设计数据1、已知：摆杆为等加速等减速运动规律，其推程运动角，远休止角s，回程运动角，如图8所示，摆杆长度lO9D，最大摆角max，许用压力角（见下表）；凸轮与曲柄共轴。根据以上数据及运动规律得运动方程如下=h(0) -sin(20)( 2)0=01=齿轮机构的传动分析Z(19)Z1(40)Z1(16)Z2(48)分度圆直径66.514096288基圆直径62.49131.5690.21270.63齿顶圆直径73.5147108300齿根圆直径57.7513181273分度圆齿厚5.595.499.49.4分度圆齿高3.63.56.26中心距103192VA2=0.69m/sVA3=0.69m/sVA4=0.57m/sVB4=0.66m/sVC5=0.65m/saK=0.93m/s2aA2=4.33m/s2aA3=4.33m/s2aA4=3.46m/s2aB4=3.98m/s24 =7.17s-2aC5=3.93m/s2aC6=3.93m/s2aS4=2.00m/s2FI4=40.8NMI4=7.89(kgm2)/s2FI6=277.9NFR16=466.3NFR45=7003.9N FR54=-7003.9NFR23=8034.7NFR32=-8034.7NFR14 =3616.1NMA2=883.8NmFR12= 8034.7NVA2=0.69m/sVA3=0.69m/sVA4=0.65m/sVB4=1.28m/sVB5=1.28m/sVC5=1.285m/saK=1.04m/s2aA2=4.33m/s2aA3=4.33m/s2aA4=2.86m/s2aB4=5.64m/s24 = 8.80s-2aC5=4.93m/s2aC6=4.93m/s2as
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