1、 机械原理 课程设计陈江义郑州大学机械工程学院 一 机械原理课程设计概述 目的巩固理论知识 培养实践能力 建立工程观念 初步具备机械运动方案设计的能力任务根据题目进行机械运动方案分析 运动分析 动态静力分析 并对机构进行运动设计 最终提交 图纸 计算程序及设计说明书 方法进行机械运动方案设计 绘出相应的机构运动简图 综合运用教材中各有关章节的分析方法 设计题目 刨床主传动机构设计 注意 在工作行程的前5 和后5 两个阶段是没有切削力的 设计要求 功能上要求 1 电机连续回转 而刨头往复移动 因此需要将旋转运动转化为直线运动 2 电机的高速转动降低为刨头的较低速移动 需要减速 3 在刨头工作过程
2、中 切削阻力变化较大 需要调节速度波动 4 刨头切削时还需要实现进给运动 性能上要求 1 在工作行程时 要速度较低并且均匀 以减少电动机容量和提高切削质量 2 在回程时速度要高 提高生产率 因此需要有一定的急回运动 另外要求机构传动性能良好 结构紧凑 设计参数 表3 1设计的相关参数 设计任务 完成实现所要求功能的方案分析 至少提出三种方案 并绘制三种方案的机构运动简图 并对不同方案进行评价用图解法对给定的位置实现运动分析和力分析用解析法实现机构的运动学分析用图解法设计凸轮机构提交 A1图纸1张 A3图纸1张 计算机源程序1份 设计说明书1份 任务1 方案分析 运动是否具有确定的运动机构传动功
3、能的实现主传动机构的工作性能机构的传力性能机构的动力性能分析机构的合理性机构的经济性 任务2 运动分析之机构运动简图 运动分析之速度分析 图解法 运动分析之加速度分析 图解法 计算得A点加速度为 aA 22l2 4 343m s2 取加速度比例尺 a 0 1m s2 mm 有如下矢量方程成立 量得lpC 17 5mm 可得C点加速度为aC alpC 1 75m s2 动态静力分析 图解法 不考虑摩擦 计算刨头惯性力为 F Ga 70 1 75 122 5N 取力比例尺 F 50N mm 按基本杆组分析如下 动态静力分析 RRP杆组 对于该杆组 对杆4对5的拉力FR45 刨头的惯性力FI6 床身
4、对刨头的支持力N 刨头的重力G6 切削阻力P 且满足 由图量得lFR45 142 5mm 即拉力FR45 7125N 动态静力分析 RPR杆组 动态静力分析 RPR杆组 如下图 对O4点取矩 可计算出FR23 由左图可求得FR23 N 由右图可得出驱动力矩Mb FR32 l1 N m 任务3 运动分析之程序设计要点 首先对机构的杆组进行分析 可知该机构是由一个原动件加两个二级组RPR和RRP构成对原动件和二级组进行运动分析 并写出子程序 在设计指导书中已提供 将各子程序进行拼装后调试 来获得机构在各个位置的运动参数 主程序 需自己完成 主要搞清楚程序应用时各构件和运动副编号在程序中的意义程序设
5、计语言不限 主程序基本格式 Voidmain 基本变量定义程序段 for ii 0 ii DivPt ii DivPt是计算点数 F 1 AddAngle Index p1 ii 30 p1 计算起始角度 Mcrank 1 1 1 2 0 调用曲柄计算子程序 Mrpr 2 3 5 2 2 4 3 1 Res 调用RPR组子程序 F 6 0 RPR与RRP组角度关系 Mrrp 4 5 3 5 6 1 调用RRP组子程序 打印结果程序段 运动分析之解析法 任务4 凸轮设计 图解法 图纸布置 A1 机构方案图 位移坐标图 速度坐标图 加速度坐标图 方案1 方案2 方案3 速度分析 加速度分析 标题栏 图纸布置 A3 反转法凸轮设计 基圆半径r0 mm 滚子半径r mm 最小曲率半径 min mm 标题栏 运动规律曲线 基本参数表 设计计算说明书样式 设计计算说明书一般采用16开或B5纸 纵向放置 分三栏 即装订线 正文和计算结果栏 格式如下表所示
