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文檔簡介
1、<p><b> 機械原理</b></p><p><b> 課程設(shè)計(論文)</b></p><p> 題 目: 牛頭刨床設(shè)計 </p><p> 學(xué)生姓名 </p><p>
2、 專 業(yè) 機械設(shè)計制造</p><p> 學(xué) 號 </p><p> 班 級 </p><p> 指導(dǎo)教師 </p><p> 成
3、 績_ </p><p><b> 2015年 7月</b></p><p><b> 目 錄</b></p><p> 1. 引言 ………………………………………………………………………………………</p>&
4、lt;p> 1.1 設(shè)計目的…………………………………………………………………………</p><p> 1.2設(shè)計要求……………………………………………………………………………</p><p> 1.3設(shè)計任務(wù)…………………………………………………………………………</p><p> 2. 機構(gòu)的選型 …………………………………………………………………
5、……………</p><p> 2.1 主執(zhí)行機構(gòu)的選型…………………………………………………</p><p> 2.2 輔助執(zhí)行機構(gòu)的選型………………………………………………………………</p><p> 3. 原動機的選用……………………………………………………………………………</p><p> 4. 擬定傳動系統(tǒng)方案…………
6、……………………………………………………………</p><p> 5. 繪制系統(tǒng)工作循環(huán)圖……………………………………………………………………</p><p> 6. 機構(gòu)尺度參數(shù)確定………………………………………………………………………</p><p> 7.主執(zhí)行機構(gòu)的運動分析(計算機編程)………………………………………</p><p&
7、gt; 8.主執(zhí)行機構(gòu)的運動分析及動態(tài)靜力分析(作圖法)……………………………</p><p> 8.1 主執(zhí)行機構(gòu)的速運動分析…………………………………………</p><p> 8.2 主執(zhí)行機構(gòu)的動態(tài)靜力分析…………………………………………</p><p> 9.凸輪機構(gòu)的曲線的設(shè)計…………………………………………………………</p>
8、<p> 9.1 凸輪機構(gòu)位移曲線的設(shè)計…………………………………</p><p> 9.2 凸輪機構(gòu)輪廓曲線的設(shè)計………………………………………………</p><p> 參考文獻……………………………………………………………………………………</p><p><b> 1.引言</b></p><p&
9、gt; 在以機械學(xué)為主干學(xué)科的各專業(yè)教學(xué)計劃中,《機械原理課程設(shè)計》是主要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一,是必修課,是培養(yǎng)學(xué)生機械設(shè)計能力的重要環(huán)節(jié).機械原理課程設(shè)計的目的在于進一步鞏固和加深學(xué)生所學(xué)的理論知識,培養(yǎng)學(xué)生獨立解決機械設(shè)計中的實際問題的能力,使學(xué)生對于機構(gòu)的綜合以及運動學(xué)和動力學(xué)分析有一個較完整的概念;并進一步提高學(xué)生的計算,繪圖和計算機輔助設(shè)計的能力。</p><p> 課程設(shè)計的具體任務(wù)是對牛頭刨床機構(gòu)進
10、行綜合,運動分析和動力分析,并在此基礎(chǔ)上確定飛輪的轉(zhuǎn)動慣量和尺寸,同時對刨床傳動裝置中的齒輪機構(gòu)及凸輪機構(gòu)進行綜合。</p><p><b> 1.1 設(shè)計目的</b></p><p> 機械原理課程設(shè)計的主要目的是為學(xué)生在完成課堂教學(xué)基本內(nèi)容后提供一個較完整的從事機械設(shè)計初步實踐的機會?!稒C械原理課程設(shè)計》的編寫宗旨就是指導(dǎo)學(xué)生能在短時間內(nèi),將所學(xué)的機械基礎(chǔ)理論
11、運用于一個簡單的機械系統(tǒng),通過機械傳動方案總體設(shè)計,機構(gòu)分析和綜合,進一步鞏固掌握課堂教學(xué)知識,并結(jié)合實際得到工程設(shè)計方面的初步訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生綜合運用技術(shù)資料,提高繪圖、運算的能力。同時,注重學(xué)生創(chuàng)新意識的開發(fā)。</p><p><b> 1.2設(shè)計要求</b></p><p> 以機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計與擬定為結(jié)合點,把機械原理課程中分散與各章的理論與方法融會貫通
12、起來,進一步鞏固和加深學(xué)生所學(xué)的理論知識。</p><p> 使學(xué)生能受到擬定機械運動方案的訓(xùn)練,具有初步的機構(gòu)選型與組合和確運動方案的能力。</p><p> 3. 進一步提高學(xué)生運算,繪圖和查找技術(shù)資料的能力.</p><p> 4. 通過編寫說明書,培養(yǎng)學(xué)生表達,歸納和獨立思考與分析的能力。</p><p><b>
13、1.3設(shè)計任務(wù)</b></p><p> 1)完成各執(zhí)行機構(gòu)的選型與主執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計計算,選擇原動機,擬定機械傳動方案,確定各級傳動比,畫出主執(zhí)行機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖。</p><p> 2)按工藝要求進行執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計,畫出執(zhí)行機構(gòu)的工作循環(huán)圖;</p><p> 3)對主執(zhí)行機構(gòu)用解析法進行運動分析,用相對運動圖解法對其中的一個位置加以驗證,并根
14、據(jù)計算機計算結(jié)果畫出刨刀位移線圖,速度線圖和加速度線圖;</p><p> 4)用圖解法對主執(zhí)行機構(gòu)的一個位置進行動態(tài)靜力分析;</p><p> 5)用圖解法繪制控制工作臺橫向進給的凸輪機構(gòu)的位移曲線及凸輪輪廓曲線;</p><p> 6)根據(jù)機電液一體化策略和現(xiàn)代控制(包括計算機控制)理論,大膽提出一種或一種以上與該機現(xiàn)有傳統(tǒng)設(shè)計不同的創(chuàng)新設(shè)計方案。(選做
15、)</p><p><b> 2.機構(gòu)的選型</b></p><p> 2.1 主執(zhí)行機構(gòu)的選型</p><p> 牛頭刨床是一個復(fù)雜的系統(tǒng),需要結(jié)合課程設(shè)計的特點。課程設(shè)計要求主執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)刨刀往復(fù)運動。下面幾種機構(gòu)都能夠?qū)崿F(xiàn)刨刀的往復(fù)運動。</p><p> 方案一
16、 方案二 方案三</p><p> 方案四 方案五 方案六</p><p> 圖1 主執(zhí)行機構(gòu)選型</p><p> 所選擇的機構(gòu)要滿足以下要求:</p><p> 作行程
17、大:要求機構(gòu)是行程擴大機構(gòu);</p><p> 工作阻力較大:要求機構(gòu)在具體較大的力增益的區(qū)間工作;</p><p> 正向運動的大部分時間有工作阻力:要求機構(gòu)在具有急回特性;</p><p> 正向運動的極短時間有工作阻力:要求機構(gòu)在具有較大的力增益的區(qū)間工作。</p><p> 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書要求,對牛頭刨床的行程急回特性、受力以
18、及運動規(guī)律等方面要求進行綜合考慮,主執(zhí)行機構(gòu)型式應(yīng)該選擇方案一較合理。</p><p> 2.2 輔助執(zhí)行機構(gòu)的選型</p><p> 輔助執(zhí)行機構(gòu)的指控制工件運動的機構(gòu)(如工作臺進給機構(gòu)、送料機構(gòu))和調(diào)節(jié)機構(gòu)(如行程調(diào)節(jié)機構(gòu)和位置調(diào)節(jié)機構(gòu))。</p><p> 2.2.1控制工件運動的輔助執(zhí)行機構(gòu)的選型</p><p> 課程設(shè)計中
19、控制工件運動的輔助執(zhí)行機構(gòu)的選型應(yīng)該考慮一下幾點:</p><p> ?。?)與主執(zhí)行機構(gòu)有著相同的工作周期。這就要求輔助執(zhí)行機構(gòu)與主執(zhí)行機構(gòu)的運動嚴(yán)格協(xié)調(diào),這就意味著輔助執(zhí)行機構(gòu)與主執(zhí)行機構(gòu)盡量用同一個原動件。</p><p> ?。?)輔助執(zhí)行機構(gòu)是“將連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成間歇運動”機構(gòu)。間歇運動時《機械原理》中“其他常用機構(gòu)”章節(jié)的內(nèi)容。間歇運動機構(gòu)有:間歇滾輪傳動機構(gòu)、棘輪機構(gòu)、推勾式送
20、料機構(gòu)。</p><p> 2.2.2調(diào)節(jié)機構(gòu)的選型</p><p> ?。?)行程調(diào)節(jié):行程調(diào)節(jié)機構(gòu)是完成“執(zhí)行構(gòu)件行程能在一定范圍內(nèi)人工無級調(diào)整”這一功能的機構(gòu)。理論上,“將連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成往復(fù)運動”的四桿機構(gòu)都可以“通過適當(dāng)調(diào)節(jié)桿長來改變輸出構(gòu)件的行程”。用螺旋機構(gòu)就能改變桿長。有些構(gòu)建桿長的變化對輸出運動范圍的影響極其顯著,比如曲柄。</p><p> ?。?/p>
21、2)位置調(diào)節(jié):用螺旋機構(gòu)即可調(diào)節(jié)兩個構(gòu)件的相對位置。</p><p><b> 3.原動機的選用</b></p><p> 表1 常用原動機的類型及主要特點</p><p> 我們在課程設(shè)計中選擇的原動機是三相交流異步電動機。根據(jù)傳動系統(tǒng)的設(shè)計中的總傳動比及分配問題,還有輸出功率、效率計算確定電機的型號為Y2-112M-6。</p
22、><p> Y2-112M-6電機額定功率2.2kW,額定電流5.6A,轉(zhuǎn)速940r/min,效率79%,轉(zhuǎn)動慣量0.0138,參考質(zhì)量45kg。</p><p> 4.?dāng)M定傳動系統(tǒng)方案</p><p> 傳動系統(tǒng)的作用是實現(xiàn)增速、減速和變速,有時也用作實現(xiàn)運動形式的轉(zhuǎn)換,并且在傳遞運動的同時,將原動件的輸出功率和轉(zhuǎn)矩傳遞給執(zhí)行機構(gòu)。大多數(shù)情況是選擇若干種傳動裝置
23、或機構(gòu)合理地加以組合配置,構(gòu)成一個傳動系統(tǒng),才能實現(xiàn)預(yù)期的工作要求。</p><p><b> 傳動類型選擇原則</b></p><p> 執(zhí)行系統(tǒng)的工況和工作要求與原動機的機械特性相匹配</p><p> 考慮工作要求傳遞的功率和運轉(zhuǎn)速度</p><p><b> 有利于提高傳遞效率</b>
24、;</p><p> 盡可能結(jié)構(gòu)簡單的單級傳動裝置 </p><p><b> 考慮結(jié)構(gòu)布置</b></p><p><b> 考慮經(jīng)濟性</b></p><p> 考慮機械安全運轉(zhuǎn)條件</p><p> 原動機的轉(zhuǎn)速為=940r/min,執(zhí)行機構(gòu)原動件的設(shè)計轉(zhuǎn)速為
25、=48r/min,則傳動裝置系統(tǒng)的總傳動比為</p><p> i==940/48=19.58</p><p> 傳動裝置或機構(gòu)的傳動比有</p><p><b> i=··……</b></p><p> 且系統(tǒng)為減速傳動時,宜使<……,并使相鄰兩級傳動比相差不要太大。</p>
26、<p> 故選擇兩級直齒圓柱齒輪傳動,傳動比分別為4和5,即i=·=4×5。</p><p> 5.繪制系統(tǒng)工作循環(huán)圖</p><p> 1)選擇定標(biāo)構(gòu)件。由于兩執(zhí)行構(gòu)件的工作循環(huán)的周期是相同的,即在導(dǎo)桿機構(gòu)的曲柄旋轉(zhuǎn)360°的時間內(nèi)完成一個工作循環(huán)。并且導(dǎo)桿機構(gòu)的曲柄既是切削運動的執(zhí)行機構(gòu)的原動件又是工作臺組合部分的運動源頭,故選擇曲柄作定標(biāo)
27、構(gòu)件,顯然是恰當(dāng)?shù)摹?lt;/p><p> 2)作一圓環(huán)表示曲柄在一個工作循環(huán)中的轉(zhuǎn)角,根據(jù)導(dǎo)桿機構(gòu)的行程速比系數(shù)K,求出其極位夾角=33.66°,從而可將圓環(huán)分為兩部分:圓環(huán)的上半部分的圓心角為180°+=213.66°,對應(yīng)刨刀工作時曲柄的轉(zhuǎn)角;下半部分表示刨刀空回行程時曲柄的轉(zhuǎn)角。大小為146.34°。</p><p> 3)在前述圓環(huán)之外再畫
28、一圓環(huán),表示進給運動組合部分中,曲柄搖桿機構(gòu)的曲柄在一個工作行程中的轉(zhuǎn)角。以內(nèi)圓環(huán)中所表示的刨刀運動規(guī)律為基準(zhǔn),并在外環(huán)中安排好工作臺停動時間所對應(yīng)的曲柄的轉(zhuǎn)角位置,則搖桿推動棘輪轉(zhuǎn)動部分所對應(yīng)的圓心角為180°-()=124.98°,棘輪不動的時間所對應(yīng)的圓心角為235.02°(包括凸輪的遠(yuǎn)休止、回程和近休止階段)。那么,由此二圓環(huán)所組成的循環(huán)圖可形象、準(zhǔn)確地表示出對而執(zhí)行構(gòu)件之間運動協(xié)調(diào)配合的要求<
29、;/p><p> 圖2 系統(tǒng)工作循環(huán)</p><p> 6.機構(gòu)尺度參數(shù)確定</p><p> 表2 牛頭刨床設(shè)計原始參數(shù)</p><p> 由以上結(jié)構(gòu)運動簡圖可設(shè)CB長為、構(gòu)件3的轉(zhuǎn)角、構(gòu)件4的轉(zhuǎn)角、E點的線位移、AB桿長、CD桿長、DE桿長、CG桿長、CG的長度、構(gòu)件1的轉(zhuǎn)角。</p><p><b&
30、gt; 1、導(dǎo)桿的最大擺角</b></p><p><b> ∵ K=1.46</b></p><p><b> ∴ =</b></p><p><b> 2、AB桿長</b></p><p> ∵=33.66°=380mm</p>
31、<p> ∴=sin=119.02mm</p><p><b> 3、初始位置</b></p><p> =90°-arctan=96.60°</p><p><b> 4、BC長</b></p><p><b> 由勾股定理知:=</b&g
32、t;</p><p><b> 5、CD桿長</b></p><p> ∵刨刀行程為H,又為使RRP桿組的壓力角較小,滑塊5的導(dǎo)路與D在兩極位位置處的連線的距離應(yīng)等于導(dǎo)路線與D所在弧線水平線的距離,以此可確定CD桿長</p><p><b> ∴==</b></p><p><b>
33、 6、CG桿長</b></p><p> =+(-)/2=525.94mm</p><p><b> 7、DE桿長</b></p><p><b> ∵=0.25</b></p><p> ∴=0.25*638.47=133.85mm</p><p>
34、 8、構(gòu)件4的轉(zhuǎn)角、E點的線位移</p><p> 由上結(jié)構(gòu)運動簡圖建立一直角坐標(biāo)系,并標(biāo)出各桿矢量及方位角。所以為此我們可利用封閉圖形CDEGC,由此可得:</p><p><b> 寫成投影方程為:</b></p><p> 由以上兩方程可解的:</p><p><b> =0.072mm<
35、/b></p><p><b> =3.39°</b></p><p><b> 9、構(gòu)件1的轉(zhuǎn)角</b></p><p> ∵曲柄轉(zhuǎn)速=48r/min</p><p> ∴=2*π*/60=5rad/s</p><p> 表3 牛頭刨床在初始位置
36、參數(shù)</p><p> 7.主執(zhí)行機構(gòu)的運動分析(計算機編程)</p><p> 先建立一直角坐標(biāo)系,并標(biāo)出各桿矢量及方位角。其中共有四個未知量、、及。為求解需建立兩個封閉矢量方程,為此需利用兩個封閉圖形ABCA及CDEGC,由此可得,</p><p><b> (1-1)</b></p><p><b>
37、; 寫成投影方程為:</b></p><p><b> (1-2)</b></p><p> 解上面方程組,即可求得、、及四個位置參數(shù),其中。</p><p> 將上列各式對時間取一次、二次導(dǎo)數(shù),并寫成矩陣形式,即可得以下速度和加速度方程式。</p><p> 速度方程式:(1-3)</p
38、><p> 機構(gòu)從動件的位置參數(shù)矩陣:</p><p> 機構(gòu)從動件的的速度列陣:</p><p> 機構(gòu)原動件的位置參數(shù)矩陣:</p><p> ?。簷C構(gòu)原動件的角速度</p><p><b> 加速度方程式:</b></p><p><b> (1-4)
39、</b></p><p> 機構(gòu)從動件的位置參數(shù)矩陣求導(dǎo):</p><p> 機構(gòu)從動件的的加速度列陣: </p><p> 機構(gòu)原動件的位置參數(shù)矩陣求導(dǎo): </p><p> 主程序(matlab):</p><p> %牛頭刨床運動分析主程序</p><p> %x(
40、1)——代表;</p><p> %x(2)—— 代表構(gòu)件3的轉(zhuǎn)角;</p><p> %x(3)——代表構(gòu)件4的轉(zhuǎn)角;</p><p> %x(4)——代表E點的線位移;</p><p> %x(5)——代表;</p><p> %x(6)——代表;</p><p> %x(7)—
41、—代表;</p><p> %x(8)——代表;</p><p> %x(9)——代表;</p><p> %x(10)——代表構(gòu)件1的轉(zhuǎn)角。</p><p> x=[ 0.4083 72.8*pi/180 175.8*pi/180 0.0166 0.115 0.631 0.1704 0.390 0.6155 0];%賦初值</
42、p><p> dr=pi/180;%度轉(zhuǎn)化為弧度</p><p> dth=10*dr;w1=5;%每10度計算一個點</p><p> for i=1:37</p><p> y=ntpc(x); %調(diào)用從動件位置方程求解函數(shù)ntpc(自編)</p><p> s3=y(1);theta3=y(2);theta
43、4=y(3);se=y(4); %得到位置參數(shù)。</p><p> %將各位置參數(shù)用向量儲存,便于后面繪圖,角度用度表示</p><p> ss3(i)=y(1);th1(i)=x(10)/dr;th3(i)=y(2)/dr;th4(i)=y(3)/dr;sse(i)=y(4);</p><p><b> %進行速度分析</b></
44、p><p> A=[cos(theta3) -s3*sin(theta3) 0 0;</p><p> sin(theta3) s3*cos(theta3) 0 0;</p><p> 0 -x(6)*sin(theta3) -x(7)*sin(theta4) -1;</p><p> 0 x(6)*cos(theta3) x(7)*c
45、os(theta4) 0];%A機構(gòu)從動件的位置參數(shù)矩陣</p><p> B=[-x(5)*sin(x(10));x(5)*cos(x(10));0;0];%B機構(gòu)原動件的位置參數(shù)列陣</p><p> yy=w1*inv(A)*B;%公式1-3求解,yy表示機構(gòu)從動件速度列陣,inv(A)是A的逆陣 </p><p> vs3=yy(1);w3=y
46、y(2);w4=yy(3);vse=yy(4);</p><p> %將各速度參數(shù)以向量的方式表示,以便后面繪圖</p><p> dvs3(i)=yy(1);dw3(i)=yy(2);dw4(i)=yy(3);dvse(i)=yy(4);</p><p> %dA為從動件位置參數(shù)矩陣對時間一次求導(dǎo)</p><p><b>
47、 %進行角速度分析</b></p><p> dA=[-w3*sin(theta3) -vs3*sin(theta3)-s3*w3*cos(theta3) 0 0;</p><p> w3*cos(theta3) vs3*cos(theta3)-s3*w3*sin(theta3) 0 0;</p><p> 0 -x(6)*w3*cos(thet
48、a3) -x(7)*w4*cos(theta4) 0;</p><p> 0 -x(6)*w3*sin(theta3) -x(7)*w4*sin(theta4) 0];</p><p> %dB就是原動件位置參數(shù)列陣對時間一次求導(dǎo)</p><p> dB=[-x(5)*w1*cos(x(10));-x(5)*w1*sin(x(10));0;0];</p&
49、gt;<p> KK=-dA*yy+w1*dB; %KK為公式1-4右端</p><p> ya=inv(A)*KK;%公式1-4求解,ya為從動件加速度列陣</p><p> %將各加速度以向量表示</p><p> as3(i)=ya(1);atheta3(i)=ya(2);atheta4(i)=ya(3);ase(i)=ya(4);<
50、;/p><p> x(10)=x(10)+dth; %計算下一個點</p><p><b> x(1)=s3;</b></p><p> x(2)=theta3;</p><p> x(3)=theta4;</p><p><b> x(4)=se;</b></p
51、><p><b> end</b></p><p><b> %繪制運動參數(shù)曲線</b></p><p> subplot(2,2,1); % 選擇第1個子窗口</p><p> plot(th1,th3,th1,th4,th1,sse*1e3);%繪
52、制位置線圖</p><p> subplot(2,2,2); </p><p> plot(th1,dw3,th1,dw4,th1,dvse);%繪制速度線圖</p><p> subplot(2,2,3); </p><p> plot(th1,atheta3,th1,atheta4,th1,ase); %繪制加速度線圖&l
53、t;/p><p> %這個函數(shù)是關(guān)于牛頭刨床位置方程求解,可得:s3,theta3,theta4,sE四個運動變量。</p><p><b> 子程序:</b></p><p> function y=ntpc(x)</p><p> %x(1)——代表;</p><p> %x(2)——
54、代表構(gòu)件3的轉(zhuǎn)角;</p><p> %x(3)——代表構(gòu)件4的轉(zhuǎn)角;</p><p> %x(4)——代表E點的線位移;</p><p> %x(5)——代表;</p><p> %x(6)——代表;</p><p> %x(7)——代表;</p><p> %x(8)——代表;&
55、lt;/p><p> %x(9)——代表;</p><p> %x(10)——代表構(gòu)件1的轉(zhuǎn)角。</p><p> %先賦初值;這些初值來自于主程序。</p><p><b> s3=x(1);</b></p><p> theta3=x(2);</p><p>
56、theta4=x(3);</p><p><b> se=x(4);</b></p><p> epsilon=1e-6;%設(shè)置求解精度為10-6</p><p> %用矩陣的形式表示位置方程組(4x1的矩陣)</p><p> f=[s3*cos(theta3)-x(5)*cos(x(10));s3*sin(t
57、heta3)-x(5)*sin(x(10))-x(8);</p><p> x(6)*cos(theta3)+x(7)*cos(theta4)-se; x(6)*sin(theta3)+x(7)*sin(theta4)-x(9)];</p><p> %用牛頓-辛普森法求解</p><p> while norm(f)>epsilon</p>
58、<p> %J位置方程組的雅可比矩陣,即從動件位置參數(shù)矩陣</p><p> J=[cos(theta3) -s3*sin(theta3) 0 0;</p><p> sin(theta3) s3*cos(theta3) 0 0;</p><p> 0 -x(6)*sin(theta3) -x(7)*sin(theta4) -1;</p&
59、gt;<p> 0 x(6)*cos(theta3) x(7)*cos(theta4) 0]; </p><p> dth=inv(J)*(-1.0*f); %計算增量,進行迭代,inv(J) 為J的逆陣</p><p> s3=s3+dth(1);</p><p> theta3=theta3+dth(2);</p>&l
60、t;p> theta4=theta4+dth(3);</p><p> se=se+dth(4);</p><p> f=[s3*cos(theta3)-x(5)*cos(x(10));s3*sin(theta3)-x(5)*sin(x(10))-x(8);</p><p> x(6)*cos(theta3)+x(7)*cos(theta4)-se;
61、x(6)*sin(theta3)+x(7)*sin(theta4)-x(9)];</p><p> norm(f);%若未達精度,會繼續(xù)迭代。</p><p><b> end</b></p><p><b> %輸出4個參數(shù)</b></p><p><b> y(1)=s3;&l
62、t;/b></p><p> y(2)=theta3;</p><p> y(3)=theta4;</p><p><b> y(4)=se;</b></p><p> 8.主執(zhí)行機構(gòu)的運動分析及動態(tài)靜力分析(作圖法)</p><p> 建立直角坐標(biāo)系,并標(biāo)出各桿矢量及方位角。利用
63、兩個封閉圖形ABCA及CDEGC。(令S3= = = = = = )</p><p><b> 投影方程式為</b></p><p><b> ?。?)</b></p><p><b> ?。?)</b></p><p><b> ?。?)</b&g
64、t;</p><p><b> ?。?)</b></p><p> 解上面方程組,即可求得、、及四個位置參數(shù),其中。</p><p> 8.1 主執(zhí)行機構(gòu)的速運動分析</p><p><b> 1.速度分析:</b></p><p> 因構(gòu)件1和2在B處的轉(zhuǎn)動副相連
65、,故,其大小等于,方向垂直于AB線。</p><p> 取構(gòu)件2和3的重合點B進行速度分析。列速度矢量方程,得</p><p> 大小 ? √ ?</p><p> 方向 √ √ √</p><p> 通過圖解法可求得,B3點與D點同在構(gòu)件3上,故</p><p><b
66、> 則可求的D點速度。</b></p><p> 取4構(gòu)件作為研究對象,列速度矢量方程,得 </p><p> 大小 ? √ ?</p><p> 方向 √ √ √</p><p> 再通過圖解法,得到E點的速度。</p><p><b>
67、2.加速度分析:</b></p><p> 因構(gòu)件1和2在B點處的轉(zhuǎn)動副相連,故,方向垂直與AB。</p><p> 取2、3構(gòu)件重合點B為研究對象,列加速度矢量方程得:</p><p> 大小: ? √ ? √ √ ?</p><p> 方向: ? √ √ √ √ √</p>
68、<p> 作加速度矢量圖,可求得。</p><p><b> 又,則可得。</b></p><p> 取4構(gòu)件為研究對象,列加速度矢量方程,得</p><p> 大小 ? √ √ ?</p><p> 方向 √ √ √ √</p><p> 由加速
69、度矢量圖可求得E點加速度。</p><p> 8.2 主執(zhí)行機構(gòu)的動態(tài)靜力分析</p><p> 取4為研究對象,分離4、5構(gòu)件進行動態(tài)靜力分析,已知,,。設(shè)與水平導(dǎo)軌的夾角為,可測得的大小。</p><p><b> 由</b></p><p><b> 可得和.</b></p&g
70、t;<p> 分離2、3構(gòu)件進行動態(tài)靜力分析,已知,。</p><p><b> 由此可得:,</b></p><p><b> 根據(jù)</b></p><p> 、、、分別為、、、作用與C的距離(其大小可測得),可以求得。</p><p><b> 由力矢量圖可得和
71、。</b></p><p> 對曲柄1進行動態(tài)靜力分析,,作用與A的距離為h,其大小可測得,所以曲柄上的平衡力矩</p><p> 9.凸輪機構(gòu)的曲線的設(shè)計</p><p> 表4 進給機構(gòu)設(shè)計參數(shù)</p><p> 通常凸輪滾子半徑=(0.1-0.5),所以根據(jù)滾子半徑去凸輪基圓半徑=50mm。由工作循環(huán)圖得到凸輪推程
72、運動角為=125°,取凸輪回程運動角為=95°,遠(yuǎn)休止角為=80°,近休止角為=60°。</p><p> 9.1 凸輪機構(gòu)位移曲線的設(shè)計</p><p> 為避免剛性沖擊,所以推桿運動規(guī)律可選用二次多項式運動規(guī)律,即</p><p><b> 推程的運動方程為:</b></p>&
73、lt;p> 等加速階段 等減速階段</p><p><b> 回程的運動方程為:</b></p><p> 等加速階段 等減速階段</p><p><b> 則得到各點角位移</b></p><p> 9.2
74、 凸輪機構(gòu)輪廓曲線的設(shè)計</p><p> 設(shè)計凸輪輪廓依據(jù)反轉(zhuǎn)法原理。取機架長度=125mm凸輪以等角速度逆時針方向回轉(zhuǎn),推桿運動規(guī)律同前。</p><p> 選取適當(dāng)?shù)拈L度比例尺定出O和A的位置,以O(shè)為圓心,為半徑作基圓。以O(shè)為圓心,以為半徑作圓。再以為半徑,A為圓心作圓弧,交基圓于點B。確定擺動推桿在反轉(zhuǎn)過程中依次占據(jù)的各個位置。然后依據(jù)各個角位移確定滾子中心在復(fù)合運動中依次占
75、據(jù)的各個位置。最后將各點連成光滑曲線,即為凸輪理論輪廓曲線。</p><p> 然后再以理論輪廓曲線上的一系列點為圓心,以滾子半徑為半徑作一系列的圓,最后作此圓族的包絡(luò)線,即為凸輪的工作廓線。</p><p><b> 參考文獻</b></p><p> 1.《機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書》徐萃萍 冷興聚</p><p&g
76、t; 2.《機械原理電算課程設(shè)計指導(dǎo)書》冷興聚</p><p> 3.《機械原理》孫恒 稱作模,高等教育出版社,1995.8</p><p> 4.《C程序設(shè)計》譚浩強,清華大學(xué)出版社,1995.3</p><p> 5.《C語言典型零件CAD》王占勇,東北大學(xué)出版社2000.9</p><p> 6.《計算機圖形學(xué)》羅笑南 王若梅
77、 中山大學(xué)出版社1996.10</p><p> 7.《機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書》裘建新,高等教育出版社,2005.4</p><p> 0 0.2824 -0.2122 -3.4395 73.8543 0.4214 6.7069 4.1374 -0.4700 -6.7797</p><p> 10.0000
78、 0.2739 -0.3141 -2.9360 74.8127 0.6170 5.5312 3.1000 -0.6475 -4.3103</p><p> 20.0000 0.2624 -0.4008 -2.4856 76.0969 0.7773 4.5055 1.8086 -0.7475 -1.9676</p>
79、<p> 30.0000 0.2484 -0.4736 -2.0669 77.6466 0.9070 3.6176 0.4005 -0.7763 0.1231</p><p> 40.0000 0.2322 -0.5334 -1.6680 79.4093 1.0103 2.8469 -1.0019 -0.7428
80、 1.9108</p><p> 50.0000 0.2143 -0.5806 -1.2844 81.3398 1.0904 2.1708 -2.2936 -0.6573 3.3796</p><p> 60.0000 0.1952 -0.6158 -0.9167 83.3983 1.1501 1.5675
81、 -3.3883 -0.5298 4.5263</p><p> 70.0000 0.1750 -0.6395 -0.5674 85.5491 1.1914 1.0168 -4.2186 -0.3708 5.3490</p><p> 80.0000 0.1543 -0.6524 -0.2387 87.7598
82、 1.2156 0.5001 -4.7362 -0.1907 5.8448</p><p> 90.0000 0.1333 -0.6551 0.0689 90.0000 1.2236 -0.0000 -4.9119 -0.0000 6.0105</p><p> 100.0000 0.1125 -0.6482
83、 0.3582 92.2402 1.2156 -0.5001 -4.7361 0.1907 5.8448</p><p> 110.0000 0.0919 -0.6322 0.6360 94.4509 1.1914 -1.0168 -4.2185 0.3708 5.3490</p><p> 120.000
84、0 0.0721 -0.6074 0.9133 96.6017 1.1501 -1.5675 -3.3883 0.5298 4.5263</p><p> 130.0000 0.0531 -0.5736 1.2051 98.6602 1.0904 -2.1708 -2.2936 0.6573 3.3796</p&g
85、t;<p> 140.0000 0.0354 -0.5299 1.5292 100.5907 1.0103 -2.8469 -1.0019 0.7428 1.9108</p><p> 150.0000 0.0193 -0.4751 1.9054 102.3535 0.9070 -3.6176 0.4005 0.
86、7763 0.1231</p><p> 160.0000 0.0051 -0.4071 2.3528 103.9031 0.7773 -4.5055 1.8086 0.7475 -1.9676</p><p> 170.0000 -0.0066 -0.3235 2.8864 105.1873 0.6170 -
87、5.5312 3.0999 0.6475 -4.3103</p><p> 180.0000 -0.0154 -0.2213 3.5115 106.1457 0.4214 -6.7069 4.1373 0.4700 -6.7797</p><p> 190.0000 -0.0206 -0.0977 4.2157
88、106.7094 0.1859 -8.0248 4.7769 0.2145 -9.1247</p><p> 200.0000 -0.0214 0.0492 4.9599 106.8010 -0.0936 -9.4354 4.8830 -0.1086 -10.9145</p><p> 210.0000 -0.0172
89、 0.2196 5.6692 106.3384 -0.4181 -10.8138 4.3535 -0.4719 -11.5135</p><p> 220.0000 -0.0071 0.4107 6.2257 105.2416 -0.7833 -11.9170 3.1570 -0.8249 -10.1417</p><p&g
90、t; 230.0000 0.0093 0.6150 6.4636 103.4478 -1.1743 -12.3529 1.3777 -1.0927 -6.0994</p><p> 240.0000 0.0323 0.8190 6.1660 100.9339 -1.5619 -11.6140 -0.7454 -1.1852 0.7
91、513</p><p> 250.0000 0.0615 1.0015 5.0879 97.7457 -1.9007 -9.2497 -2.8160 -1.0259 9.2918</p><p> 260.0000 0.0959 1.1346 3.0628 94.0224 -2.1360 -5.1860 -4
92、.3455 -0.6011 16.7702</p><p> 270.0000 0.1333 1.1889 0.2269 90.0000 -2.2207 -0.0000 -4.9119 -0.0000 19.7983</p><p> 280.0000 0.1710 1.1468 -2.8191 85.9776
93、-2.1360 5.1860 -4.3455 0.6011 16.7702</p><p> 290.0000 0.2058 1.0150 -5.2471 82.2543 -1.9007 9.2497 -2.8160 1.0259 9.2918</p><p> 300.0000 0.2354 0.8231
94、 -6.5393 79.0661 -1.5619 11.6140 -0.7454 1.1852 0.7513</p><p> 310.0000 0.2583 0.6079 -6.7439 76.5522 -1.1743 12.3529 1.3780 1.0927 -6.0994</p><p> 320.000
95、0 0.2744 0.3985 -6.2581 74.7585 -0.7833 11.9170 3.1568 0.8249 -10.1417</p><p> 330.0000 0.2841 0.2100 -5.4947 73.6616 -0.4181 10.8138 4.3534 0.4719 -11.5135</p&g
96、t;<p> 340.0000 0.2881 0.0467 -4.7144 73.1990 -0.0936 9.4354 4.8830 0.1086 -10.9145</p><p> 350.0000 0.2873 -0.0929 -4.0246 73.2906 0.1859 8.0248 4.7769 -0.
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