机械原理课程设计--牛头刨床机构的分析与综合.docx

目录1 设计题目及原始数据11.1题目：牛头刨床机构的分析与综合11.2原始数据12 机构运动简图23导杆机构的尺寸综合34导杆机构的运动分析34.1已知数据34.2设计步骤34.2.1 位置划分34.2.2位置的运动分析44.2.3运动分析结果汇总表55 导杆机构动态静力分析65.1已知数据65.2设计步骤65.2.1惯性力及力矩结果汇总表65.2.2求齿轮的重量65.2.3位置动态静力分析75.2.4动力分析结果汇总表106 齿轮机构设计计算106.1已知数据106.2设计步骤106.2.1确定变位系数106.2.2计算齿轮几何尺寸111 设计题目及原始数据1.1题目：牛头刨床机构的分析与综合1.2原始数据各符号的意义：h：刨头的最大行程；k：导杆机构行程速度变化系数；lo2o3：导杆转动副o3至曲柄转动副o2的距离；p1：导杆4质心s4至转动副o3之距与导杆长之比，即lo3s4/lo3b;p2：lbf/lo3b导杆5与导杆4的长度比；p3：连杆5质心s5到转动副b之距与杆5长之比，即lbs5/lbf;lf56：刨头6质心到转动副f之距；m4，m5，m6：分别为构件4、5、6的质量；js4，js5：分别为构建4、5对各自质心的转动惯量；fc：刨头所受切削阻力；yp：切削阻力fc至o2的垂直距离；n2：曲柄2，齿轮5及凸轮7的转速；m：齿轮4、5的模数；z4、z5：分别为齿轮4、5的齿数。2 机构运动简图3 导杆机构的尺寸综合a、导杆机构的极位夹角与导杆的最大摆角:=180掳k-1k+1= b、导杆长lo3b= mm；c、曲柄长lo2a=lo2o3= mm；d、连杆长lbf=lo3bp2= mm；e、刨头导路xx至o3点的距离lo3m lo3m=lo3b-de/2= lo3b(1+cos唯2)2= mm；f、导杆质心到转动副b之距lo3o4=lo3bp1= mm；g、连杆质心到转动副b之距lbs5=lbfp3= mm。4 导杆机构的运动分析4.1已知数据a、由机构综合确定各构件长度和质心位置；b、曲柄转速n2=80rpm。4.2设计步骤4.2.1 位置划分将机构运动简图选定17个位置，其中1对应导杆的左极限位置，112每个位置间隔为30,1对应滑块距离左极限位置0.05h时曲柄所在位置，7为滑块距离右极限位置0.05h时曲柄所在位置，4和10对应于曲柄与导杆共线的两个位置，8对应导杆的右极限位置。4.2.2位置的运动分析位置运动分析va4 = va3 + va4a3大小： ？ ？方向：o3b o2a o3bvf = vb + vfb大小： ？ ？ 方向：fm o3b bfaa4 = aa4 + aa4 = aa3 + aa4a3 + aa4a3大小： ？ ？方向： ？ o3b o3b o2a o2b o3baf = ab + afb + afb大小： ？ ？方向：fm o3b bf bf 位置运动分析va4 = va3 + va4a3大小： ？ ？方向：o3b o2a o3bvf = vb + vfb大小： ？ ？ 方向：fm o3b bfaa4 = aa4 + aa4 = aa3 + aa4a3 + aa4a3大小： ？ ？方向： ？ o3b o3b o2a o2b o3baf = ab + afb + afb大小： ？ ？方向：fm o3b bf bf 位置运动分析va4 = va3 + va4a3大小： ？ ？方向：o3b o2a o3bvf = vb + vfb大小： ？ ？ 方向：fm o3b bfaa4 = aa4 + aa4 = aa3 + aa4a3 + aa4a3大小： ？ ？方向： ？ o3b o3b o2a o2b o3baf = ab + afb + afb大小： ？ ？方向：fm o3b bf bf 4.2.3运动分析结果汇总表数值 各量名称位置5 导杆机构动态静力分析5.1已知数据a、有运动分析确定加速度与角速度4、5、as4、as5、af；b、各构件的质量m4、m5、m6（滑块3质量不计）；c、各构件的转动惯量js4、js5；d、切削阻力fc及其线图；e、齿轮5模数m，齿数z5，两齿轮中心线与x轴夹角=30。5.2设计步骤5.2.1惯性力及力矩结果汇总表数值 各量名称位置导杆4导杆5刨头6 表中 hi4=mi4fi4 hi5=mi5fi55.2.2求齿轮的重量齿根圆直径df=m（z5-2.5）= mm；齿圈横断面积s=3mb= mm；b：齿轮宽，取100mm；：齿轮材料密度，钢的密度为7.8g/cm3；齿轮5的重量近似计算：gz5=1.27410-5dfs（n）= n。5.2.3位置动态静力分析位置的动态静力分析a、杆组65力方程：r45 + r45 + g5 + fi5 + g6 + fi6 + fc + r16 = 0大小：方向：b、杆组34力方程r23 + r54 + g4 + fi4 + r14 = 0大小： 方向： c、曲柄2力方程rz4z5 + r32 + gz5 + r12 = 0大小： 方向： d、齿轮z4上力矩平衡：mb+rz4z5rb4= 0mb=位置的动态静力分析a、杆组65力方程：r45 + r45 + g5 + fi5 + g6 + fi6 + fc + r16 = 0大小：方向： b、杆组34力方程r23 + r54 + g4 + fi4 + r14 = 0大小： 方向： c、曲柄2力方程rz4z5 + r32 + gz5 + r12 = 0大小： 方向： d、齿轮z4上力矩平衡：mb+rz4z5rb4 = 0mb=位置的动态静力分析a、杆组65力方程：r45 + r45 + g5 + fi5 + g6 + fi6 + fc + r16 = 0大小：方向： b、杆组34力方程r23 + r54 + g4 + fi4 + r14 = 0大小： 方向： c、曲柄2力方程rz4z5 + r32 + gz5 + r12 = 0大小： 方向： d、齿轮z4上力矩平衡：mb+rz4z5rb4=0mb=5.2.4动力分析结果汇总表数值 各量名称位置fcr16r65r54r43r14r12rz4z5m66 齿轮机构设计计算6.1已知数据a、齿数中z4、z5；b