牛头刨的运动分析.docx

机械原理课程设计说明书课题：牛头刨床设计班 级 ：姓 名 ：学 号 ：指导教师 ：成 绩： 2009 年 10 月 23 日目录1、设计任务 32、设计参数 43、机构的结构分析 54、主要设计计算过程 65、导杆机构的运动分析 75.1 机构的分解 75.2 主动件的运动分析 65.3 牛头刨床的运动主程序 75.4 牛头刨床的计算结果与曲线图 71. 计算结果 92.曲线图 96、导杆机构的动态静力分析 106.1 机构的分解 106.2 对主动件进行动态静力分析 106.3 动态静力分析程序 116.4 牛头刨床的计算结果与曲线图 141. 计算结果 142.曲线图 157、收获和建议 168、参考文献 16课题：牛头刨床机构分析1、设计任务牛头刨床是一种靠刀具的往复直线运动及工作台的间歇运动来完成工件的 平面切削加工的机床图 1 为其参考示意图电动机经过减速传动装置（皮带和 齿轮传动）带动执行机构（导杆机构和凸轮机构）完成刨刀的往复运动和间歇移 动刨床工作时，刨头6 由曲柄 2 带动右行，刨刀进行切削，称为工作行程在 切削行程H中，前后各有一段0.05H的空刀距离，工作阻力F为常数；刨刀左行 时，即为空回行程，此行程无工作阻力。

在刨刀空回行程时，凸轮8 通过四杆机 构带动棘轮机构，棘轮机构带动螺旋机构使工作台连同工件在垂直纸面方向上做 一次进给运动，以便刨刀继续切削设计要求对导杆机构进行运动分析：将导杆机构放在直角坐标系下，建立参 数化的数学模型，编程分析出刨头 6 的位移、速度、加速度，画出运动曲线对导杆机构进行动态静力分析：通过建立机构仿真模型，并给系统加力，编 制程序，求得杆组分析法下和简易求法下得到的平衡力矩曲线，并求反力矢端曲 线a） 机械系统示意图b） 刨头阻力曲线图6BD导杆1()01滑块3 \4//// / r 滑块&算［作台8c） 执行机构运动简图图 1 牛头刨床2、设计参数题 号12345678910导转速n (r/min)48495052504847556056杆2机架l (mm)机380350430360370400390410380370O2O4工作行程构H(mm)310300400330380250390310310320运动 分行程速比系数1.41.41.41.41.51.31.51.31.41.4K6004340768连杆与导杆之0.20.30.30.30.30.30.30.20.20.2析比\ / lBC O4B5063023586导工作阻力450460380400410520420400600550杆F (N)max0000000000机导杆质量m构4(kg)20202220222426282622动滑块6质量m态6(kg)70708080809080708060静导杆4质心转力动惯量J分s41.11.11.21.21.21.31.21.11.21.2(kg • m2)析从动件最大摆15°15°15°15°15°15°15°15°15°15°角/max从动件杆长凸125135130122123124126128130132l (mm)O9D轮许用压力角机[d ]40°38°42°45°43°44°41°40°42°45°构推程运动角设5075。

70°65°60°70°75°65°60°72°74°计远休止角5s10°10°10°10°10°10°10°10°10°10°回程运动角5，075°70°65°60°70°75°65°60°72°74°2.1 设计要求：电动机轴与曲柄轴 2 平行，刨刀刀刃 E 点与铰链点 C 的垂直距离为 50mm， 使用寿命10年，每日一班制工作，载荷有轻微冲击允许曲柄2转速偏差为±5％ 要求导杆机构的最大压力角应为最小值；凸轮机构的最大压力角应在许用值[a ] 之内，摆动从动件 9 的升、回程运动规律均为等加速等减速运动执行构件的传 动效率按0.95 计算，系统有过载保护按小批量生产规模设计3、机构的结构分析对结构的关键点编号并对机构拆分杆组，如图26为滑枕质心，9 为刨刀4、主要设计计算过程选择第5 组数据5，8 点水平距离为 0.15，垂直距离为 0.055，9 点水平距离为 0.4，垂直距离为 0.05.K=1.53,0 =[180° *(K—l)/2(K+l)]=180° *(1.53-1)/2(1.53+1)~19 ° , 由工作行程分析知，BH=H/2= 0.38/2=0.190;从而：r34=BF=BH/sin0 =0.19/sin19° =0.584;r12=OF*sin0 =0.37* sin 19° =0.112; r45=0.30*r34=0.30*0.584=0.175;FD=[(r34+r45)cos0 +r34]/2=[(0.584+0.175)cos 19° +0.584]/2=0.651;以O点(1点)为坐标原点，F点(3点)坐标为(0,—0.37), D点(6点)坐 标为(0， 0.281)。

主动件初始角度B =—(180°—a)，其中a =0主动件角速度3 =n2*2n /60=50*2n /60=5.236rad/s其余参数直接在表中取得5、导杆机构的运动分析5.1 机构的分解把机构分解为主动件及杆组本题可分解为主动件①，②③构件组成的RPR 杆组及④⑤构件组成的 RRP 杆组5.2 主动件的运动分析1） 调用 bark 函数求 2 点的运动参数形式参数n1n2n3kr1r2gamtweP实值1201r120.00.0tweP2）调用 rprk 函数求 3 点的运动参数形式参数mn1n2k1k2r1r2vr2实值132320.0&r2& vr2形式参数ar2twePvpaP实值& ar2twePvpaP3）调用 bark 函数求 4 点的运动参数形式参数n1n2n3kr1r2gamtweP实值3403r340.00.0tweP4）调用 rrpk 函数求 5 点的运动参数形式参数mn1n2n3k1k2k3r1实值1465456r45形式参数vr2ar2twePvPaP实值& vr2&ar2tPePvPapr2&r25.3 牛头刨床的运动主程序#include "stdio.h" #include "graphics.h"#include "subk.c"#include "draw.c"/*图形库*//*运动子程序库*//*绘图子程序库*/main(){static double p[20][2],vp[20][2],ap[20][2],del;static double t[10],w[10],e[10],pdraw[370],vpdraw[370],apdraw[370]; /*创建数组用来储存数据 */static int ic;double r34=0.584,r12=0.112,r45=0.175; /*定义变量，对三个杆件长度赋初值*/double r2,vr2,ar2;double pi=4.0*atan(1.0),dr=pi/180.0;/*求 pi 和求弧度*/int i;FILE *fp;e[1]=0.0;w[1]=-5.236;del=10.0; /*设定步长*/p[3][1]=0;p[3][2]=-0.37;p[1][1]=0.0;p[1][2]=0.0;p[6][1]=0.0;p[6][2]=0.281; /*定坐标系*/printf(" \nThe Kinematic Parameters of Point 5\n");printf("NoHETA1S5V5A5\n");printf("degmmmm/smm/(s*s)\n");/*在屏幕上写表头*/if((fp=fopen("file1","w"))==NULL){printf(" Can't open this file.\n");exit(0);} /* 建立并打开文件 file1*/ ic=(int)(360.0/del);fprintf(fp," \n fprintf(fp,"No fprintf(fp,"The Kinematic ParametersTHETA1degS5mof Point 5\n");V5 A5\n"); m/s m/(s*s)\n");for(i=0;i<=ic;i++) /*建立循环*/ {t[1]=(i)*del*dr;bark(1,2,0,1,r12,0.0,0.0,t,w,e,p,vp,ap);rprk(1,3,2,3。