1、機械原理課程設計,一、課程設計的目的與任務二、課程設計的內容與基本要求三、課程設計步驟及進度四、設計說明書及圖紙的要求五、課程設計有關計算的說明,返回,1,B6065牛頭刨床的外形圖,2,3,4,5,6,7,8,一、課程設計的目的與任務,進一步鞏固和加深所學的理論知識，并將其系統(tǒng)化；培養(yǎng)綜合運用所學知識獨立解決實際問題的能力；初步培養(yǎng)進行創(chuàng)新設計的能力；培養(yǎng)團結協(xié)作能力。,目的：,9,初步掌握機械運動方案設計，并在機構分析與綜合方面得到一次比較全面的訓練。具體任務是對牛頭刨床機構進行結構分析、運動分析和動力分析，并在此基礎上確定飛輪的轉動慣量，設計凸輪機構和齒輪機構。,任務：,10,二、課程設

2、計的內容與要求,題號參見任務書,11,按指定的題號，根據(jù)機械原理課程設計指導書中的題目和數(shù)據(jù)，要求如下：,（1）在1號（或2號）圖紙中心偏上一些按指定的二個位置按比例畫機構簡圖（左右極限位置用雙點劃線），（2）收集同學數(shù)據(jù)（共12個）在1號圖紙右上側繪制刀頭位移曲線圖。,1、結構設計設計出牛頭刨床的各桿尺寸及機構有關運動參數(shù)。,12,2、運動分析用圖解法進行機構的運動分析。在上述圖紙左側作速度和加速度多邊形。收集同學數(shù)據(jù)（共12個）作刀頭的速度和加速度曲線圖，在1號圖紙右中下側繪制速度和加速度曲線圖。3、動態(tài)靜力分析用圖解法進行機構的動態(tài)靜力分析。求出各運動副的總反力及慣性力、慣性力偶及平衡力

3、矩。在上述圖紙下側畫示力體和力多邊形。,13,機構兩個位置運動簡圖（極限位置用雙點劃線表示，比例尺表示在圖的右上角,速度圖,加速度圖,速度圖,加速度圖,示力體,力多邊形,示力體,力多邊形,位移曲線,速度曲線,加速度曲線,標題欄,14,4、飛輪設計計算等效轉動慣量Je，求出飛輪JF。收集同學數(shù)據(jù)（共12個平衡力矩，即Mer），在3號坐標圖紙上繪制一個運動循環(huán)內的等效阻抗力矩Mer（）圖和等效驅動力矩Med（）圖（Med=C），用面積法作Wd（）Wr（）圖，求出最大盈虧功，最后求出飛輪JF。,15,3號坐標圖紙,16,5、凸輪設計確定凸輪機構的基本尺寸，選取滾子半徑，畫出凸輪實際廓線。根據(jù)擺桿加速

4、度線圖，作出擺桿位移線圖，先作出盤形凸輪的理論廓線，然后選擇滾子半徑，作出實際輪廓廓線。（2號或3號圖紙，參見圖例）,6、齒輪設計計算齒輪z2齒數(shù)，齒輪副變位系數(shù)及齒輪各部分尺寸。齒輪為正常齒制，不根切。（3號圖紙，參見圖例）,17,最小基圓半徑的確定,加速度圖,位移圖,速度圖,表格,凸輪輪廓設計,18,三、課程設計步驟及進度,19,20,四、設計說明書及圖紙的要求,（一）設計說明書1、封面封面格式要統(tǒng)一且打印。2、設計任務書2、設計內容（目錄）（1）設計題目（2）結構設計（3）運動分析（4）動力分析（5）飛輪設計,21,3、要求。要求字跡端正，文句通順，步驟清楚，敘述簡明。說明書中所用的公式

5、和數(shù)據(jù)應說明來源，參考資料應編號和書寫頁次。說明書中每一自成單元的內容都應有大小標題，使其醒目突出。,（6）凸輪設計（7）齒輪設計（8）設計小結（9）參考書目,22,注意：等效阻抗力矩和等效驅動力矩是計算出來的，不是從圖上量出來的。先計算數(shù)據(jù)，后按一定的比例作圖。每項數(shù)據(jù)保留小數(shù)點后二位數(shù)！,（二）圖紙1、一號圖上面應有機構運動簡圖，二個位置的速度圖和加速度圖，一個位置的示力體和力的多邊形，刀頭位移曲線、刀頭速度曲線和加速度曲線圖2、二號圖上面有等效阻抗力矩Mer（）圖和等效驅動力矩Med（）Wd（）Wr（）圖，動能變化曲線圖（求最大盈虧功）。3、三號圖上面擺動從動件運動線圖，凸輪輪廓線圖,2

6、3,牛頭刨床是一種靠刀具的往復直線運動及工作臺的間歇運動來完成工件的平面切削加工的機床。電動機經過減速傳動裝置（皮帶和齒輪傳動）帶動執(zhí)行機構（導桿機構和凸輪機構）完成刨刀的往復運動和間歇移動。刨床工作時，刨頭6由曲柄2帶動右行，刨刀進行切削運動，稱為工作行程。在切削行程H中，前后各有一段0.05H的空刀距離，工作阻力P為常數(shù)；刨刀左行時，即為空回行程，此行程無工作阻力。在刨刀空回行程時，由擺動從動件盤形凸輪機構通過四桿機構帶動棘輪機構，棘輪機構帶動螺旋機構使工作臺連同工件在垂直紙面方向上做一次進給運動，以便刨刀繼續(xù)切削。,牛頭刨床原理圖,24,25,26,結構分析的內容：用數(shù)據(jù)說明設計的機構合

7、理性1、分析壓力角最小時，刨頭導路的合理位置xx2、機構應該有確定的運動，計算自由度。3、確定行程速度變化系數(shù)4、計算最大行程H,27,運動分析的內容：計算二個給定位置各構件的速度及加速度、質心加速度及刀頭的位移,1、復合點法：構件3、4重合點間的運動方程求解構件4的角速度和角加速度。vA3=vA4+vA3A4根據(jù)vA4求構件4的角速度和an4，根據(jù)vA3A4和構件4的角速度，求出aKA3A4aA3=aA4+aKA3A4+arA3A4=an4+at4+aKA3A4+arA3A4根據(jù)at4求解構件4的角加速度。從而B點和構件4的質心速度和切向、法向加速度求出。,2、基點法求解構件6速度和加速度。

8、vC=vB+vCBaC=aB+anCB+atCB,28,1、vA3=vA4+vA3A4aA3=aA4+aKA3A4+arA3A4=an4+at4+aKA3A4+arA3A4,2、vC=vB+vCBaC=aB+anCB+atCB,29,動態(tài)靜力分析的內容：計算一個給定位置各運動副的總反力及慣性力和慣性力偶。,Fx=0Fy=0M=0參照教材Page5859例題,30,5、6桿組受到的力有：FR16、G6、P、FR56、FI6，這幾個力并不是作用在同一點。FR16、G6、FI6作用于質心，P偏離于導路，F(xiàn)R56作用于C處。FR16、FR56未知，可把FR16分解為FR16X、FR16Y，根據(jù)Fx=0

9、Fy=0M=0求出FR16、FR56由于5的質量不計，F(xiàn)R45=FR54=FR65=FR56,31,3、4桿組構件4受到的力有：FR54、G4、FR14、FR34、FI4，MI4。FR14、FR34未知，F(xiàn)R34作用于A點，垂直于構件4，可把FR14分解為FR14X、FR14Y，根據(jù)Fx=0Fy=0M=0求出FR14、FR34由于3的質量不計，F(xiàn)R34=FR43=FR23=FR32,32,原動件2受到的力有FR12，F(xiàn)R32，由于構件2質量不計，F(xiàn)R12=FR32因此就可以計算出平衡力矩Mb,計算各力是要注意方向，建議角度方向以X、Y軸為參照系，各力計算出來后，根據(jù)他們之間的相互關系（角度及大小）然后按一定的比例作各桿組的力的多邊形。,33,飛輪設計的內容：以曲柄為等效構件，求系統(tǒng)的等效轉動慣量Je（不能忽略不計）。再根據(jù)不均勻系數(shù)求JF,收集數(shù)據(jù)（共12個平衡力矩，即Mer），在3號坐標圖紙上繪制一個運動循環(huán)內的等效阻抗力矩Mer（）圖和等效驅動力矩Med（）圖（Med=C），用面積法作Wd（）Wr（）圖，Wd（）-Wr（）=Wmax求出最大盈虧功，最后求出飛輪JF。最麻煩最細膩的是作Wd（）圖，計算十二個Wd的數(shù)據(jù)需要計算十二個面積。,飛輪設計詳見機械原理課程設計指導書