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机械原理课程设计-艾力牙尔2011211733.docx
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牛头刨床课程设计
( )
机械原理
姓
学
专
班
学
名
院
业
级
号
指 导 教 师
一、机械原理课程设计的目的与任务
1、课程设计的目的
机械原理课程设计是继机械原理课程之后独立的设计课程。其目的是进一步
加深学生对所学知识的理解。使学生对于机构分析与综合的基本理论、基本方法
有一个系统的完整的概念,培养学生综合运用所学知识独立解决机构设计问题的
能力和使用计算机解决工程技术问题的能力。同时培养学生的创新精神。
2、课程设计题目是:(刨床机构设计)
3 课程设计的任务
。
课程设计的任务是根据要求拟定机器的主体机构的设计方案,并对选定方案
进行运动分析,确定飞轮转动惯量。最后完成设计图纸,设计说明书(16 开纸),
打印源程序和计算结果、图表结果。课程设计包括,主体机构设计,凸轮机构设
计,齿轮机构设计三个部分。
二、主体机构设计
主体机构是实现刨刀往复运动(主运动)的传动机构。
1、主体运动的运动要求和动力要求
(1)刨刀工作行程要求速度比较平稳,空回行程时刨刀快速退回,机构行
程速比系数在 1.4 左右。
(2)刨刀行程 H=300mm。曲柄转速 64r/min、切削力 9000N、许用传动角
50° (3)切削力 P 大小及变化规律如图下所示,在切削行程的两端留出一点
空程。
切削力
其中 H=300mm,P=9000N
2、方案(曲柄滑块机构)
曲柄转速选 60 r/min 切削力 7000N 传动角
在满足运动要求和动力要求的条件下,拟出 2 个设计方案:
方案一(曲柄滑块机构)
H=300mm, n=60r/min, P=7000N
因为 K=1.4,得 =30°机构简图见下:
e
曲柄 OA 的长度为 ,连杆 AB 的长度为
l
,偏心距为 ,则取角 OB1O=35°,得
r
e/tan5°-e/tan35°=300 l+r =e/sin5°l-r =e/sin35°;解得 e=30,l=198,r=146;
运动分析。
公式推导:
设曲柄 OA 与正 X 轴的夹角为 ,连杆 AB 与正 X 轴的夹角为 ,
1
2
s SB
=
1
=43mm
0
e OA AB SB
ier l s x
1
2
i
i
0
e r
sin
e r sin l
sin 0 sin
1
1
1
2
2
l
r cos l
1
cos
s x x r
cos
l
cos
s
2
0
1
2
0
r sin l
sin
x
1
1
2
2
0 r cos l cos r cos / l cos
。
2
1
1
2
2
2
1
1
sin cos sin cos
rl
lr
2
1
2
1
2
2
1
1
2
cos
2
l
2
2
r cos w l
1
cos
w l
sin
x
2
1
2
2
2
2
2
自变量取 ,取起始点为 180°+35°=215°,步长取 5°。以上推导可列出:
1
xrcos lcos
s
0
刨刀的位移:
1
2
r sin l sin
速度: x
1
1
2
2
x
rcos w l
cos
w l
sin
2
1
2
2
加速度:
1
2
2
2
e r sin
1
sin
1
连杆的角位移:
2
l
cos / cos
r
l
角速度:
2
1
1
2
rl sin
cos
lr
sin cos
2
角加速度:
1
2
1
2
2
1
1
2
cos
2
l
2
。
2
编制 MATLAB 程序:
计算刨刀的位移 s,速度 v,加速度 a,主要构件的角位移,角速度和角加速度,
并用计算机绘出刨刀的位移线图,速度线图和加速度线图。
H=300;
rad10=0:(5*pi/180):2*pi;
rad1=215*pi/180-rad10;
l=198;r=146;e=30;
s0=43;
rad2=asin((e-sin(rad1)*r)/l);
x=r*cos(rad1)+l*cos(rad2)-s0;
plot(rad10,x)
xlabel('rad10'),ylabel('位移/mm'),title('刨刀的位移曲线')
n=64;
w1=2*pi*n/60;
w2=-r*cos(rad1).*w1./(l*cos(rad2));
dx=r*sin(rad1).*w1+l*sin(rad2).*w2;
plot(rad10,dx)
xlabel('rad10'),ylabel('速度/(mm/s)'),title('刨刀的速度曲线')
ddrad2=(r*sin(rad1).*(w1.^2)+l*sin(rad2).*(w2.^2))./(l*cos(rad2));
ddx=-r*cos(rad1).*(w1.^2)-l*cos(rad2).*(w2.^2)-l*sin(rad2).*ddrad2;
。
plot(rad10,ddx)
xlabel('rad10'),ylabel('加速度/(mm^2/s)'),title('刨刀的加速度曲线')
刨刀的位移曲线。
。
刨刀的速度曲线
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苦茶子12138
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