【正文】 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 20 0 0 145 20 0 0 150 20 55 0 0 155 160 165 170 175 180 10 100 0 185 190 195 200 205 210 0 45 0 0 215 0 0 0 220 0 0 0 225 0 0 0 230 0 0 0 235 0 0 0 240 0 45 0 0 245 0 0 0 機械原理課程設計（半自動化鉆床） 29 250 0 0 0 255 0 0 0 260 0 0 0 265 0 0 0 270 0 90 0 0 275 0 0 0 280 0 0 0 285 0 0 0 290 0 0 0 295 0 0 0 300 0 45 0 0 305 0 0 0 310 0 0 0 315 0 0 0 320 0 0 0 325 0 0 0 330 0 45 0 0 335 0 0 0 340 0 0 0 345 0 0 0 350 0 0 0 355 0 0 0 360 0 90 0 0 圖 19 進刀機構凸輪輪廓 機械原理課程設計（半自動化鉆床） 30 圖 20 進刀機構平底移曲線圖 圖 21 進刀機構平底速度曲線圖 機械原理課程設計（半自動化鉆床） 31 圖 22 進刀機構平底加速度曲線圖 5 動力分析 動力頭在對工件進行鉆孔時會有工作阻力，造成機器的速度波動，可以通過飛輪的方法進行調節(jié)。所以在與進刀機構凸輪相連的齒輪軸上安裝飛輪，這樣可使齒輪傳動的軸為等效構件。軸的轉速 n=2r/min，飛輪材料采用灰口鑄鐵，因為灰口鑄鐵材料的飛輪減震效果較好，其密度為 7000kg/m^3。 計算等效阻力矩 Ｍｒ 半自動鉆床的能量消耗，主要來自動力頭對工件進行加工 時消耗的能量，其他機構的可以忽略不計，同時可以忽略其他構件慣性力的影響，只考慮動力頭的工作阻力 Fr。機器的等效阻力矩為 ?crr vFＭ ? 其中，已知工作阻力 Fr=50000N， Mr如圖 23所示。 機械原理課程設計（半自動化鉆床） 32 圖 23 Mr 曲線圖 計算等效驅動力矩 Md 根據(jù)能量守恒的原理，驅動力矩在一個周期里所做的功等于阻力矩在一個周期里消耗的功。等效阻力矩消耗的功為等效阻力矩曲線下的面積。采用數(shù)值積分的方法可得阻力矩消耗的功為 W= ∫ Mrd φ , 則 Md=W/T=( ∫ Mrd φ )/2 π= 。等效阻力距數(shù)據(jù)見表 6中 (MdMr)dδ。曲線圖如圖 24 所示： 圖 24 (MdMr)dδ曲線圖 計算最大盈虧功 [W] 由最大盈虧功公式，并對 (MdMr)dδ進行積分，可以得到每個時刻的贏功和虧功，有excel最大最小函數(shù)可以得到最大贏功和最大虧功，由因為 m inm a x][ EEW ???? 機械原理課程設計（半自動化鉆床） 33 可以得到最大盈虧功。其中，Δ Emax，Δ Emin 分別為最大的贏功和最小的虧功，利用表 6采用數(shù)值積分的方法可得Δ Emax=, Δ Emin=，可以算得[W]=，Δ E曲線圖如圖 25： 圖 25 示功圖 計算飛輪的轉動慣量 JF 22 ][ ][900 mkgWJmF ??? ?? 確定飛輪的尺寸 對于如圖 26所示的輪形飛輪，其轉動慣量可用下式表示 24 DmJF ? 其中， D為飛輪輪緣的平均直徑 2 21 DDD ?? ， m為飛輪的質量 bHDm ??? 故可以得到 34 BHDJF ??? 其中，ρ為飛輪材質的密度。取ρ =7000kg/m3， D=,H=,可以算的B=， m=。 飛輪形狀以及尺寸見圖 26 機械原理課程設計（半自動化鉆床） 34 圖 26 輪行飛輪 表 6 飛輪計算相關計算數(shù)據(jù) Mrdδ Md (MdMr)dδ E △ W 0 J [δ] 機械原理課程設計（半自動化鉆床） 35 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 機械原理課程設計（半自動化鉆床） 36 0 0 0 0 0 0 0 最大 最小 6 設計心得 通過這兩周的的機械原理課程設計使我更深一刻的認識了機械這個專業(yè)。更認識到了機械其實有很多的學問要學。 自己在此次機械設計中可以說又把課本看了一遍，在自己看的是才知道自己平時學的時候其實有好多的知識點遺漏了，在以前學習的時候只是為了考試而學習，根本沒有把學習知識作為自己的目標，這與考試的目的相符合了，但是對于個人的長久發(fā)展 上是很不利的。就比如說齒輪輪系的選用上，真是不知道各種輪系之間的差距是很大的，出了簡單的傳動比之外更有傳遞效率、傳遞功率等知識存在，這也只是皮毛，甚至不同材料、參數(shù)的齒輪適合不同的工況，輪系的差距也不盡相同。由此可見，單單一個常見的齒輪就有如此多的知識，更何況是機械呢？要是在這次設計中還要設計軸承、鍵、銷等零件，又該是什么一種情況呢？老師說下學期設計的內容為減速器，那時候遇到的要設計的內容或許更多，更復雜，我們又是以一種什么樣的心態(tài)對待呢？ 力學知識的確是機械中一門重要的課程，學習完了才知道，“力”這個簡簡 單單兩個筆畫的字竟蔓延到機械的各個角落。無論什么時候力學總是在機械起著不可或缺的作用。其實自己的力學學的真的是一塌糊涂。在這次的設計中我的糟糕力學毫無保留的展現(xiàn)出來了。簡簡單單的一個轉動慣量看了半天，還問了老師才知道怎么做。哎??！由此我更深的認識到力學是放不下的，只要我還從事機械，就必定和力打交道。努力學習基本課程知識是多麼的重要?。?！ 團隊的合作力在此次設計中顯得十分重要，大家要密切配合，同心協(xié)力才可以，在此次合作中，我才體會到有一個好幫手是多么的重要。但 是我體會到的是沒有一個好幫手是多么的悲催。不過還有老師，還有可以交流的同學，還是可以克服困難的。后期戰(zhàn)友還是給力的，我相信一個好的團隊建設對于個人的發(fā)展一定起著潛移默化并且是相當重要的作用。我做了這么長時間的學生會，都是大家集思廣益才得以是組織更好的發(fā)展，在學術中我相信亦是如此。 機械原理課程設計（半自動化鉆床） 37 此次設計讓我發(fā)自內心感謝的就是徐老師，無論是過班還是機 Z，徐老師總是兢兢業(yè)業(yè)，任勞任怨，盡全力給大家解決困難。人貴有良師益友，而徐老師就是那良師，甚至可說是優(yōu)師，徐老師以俯首甘為孺子牛的心態(tài)和學生們耐心探討知識，老師這么辛勤的勞作 ，但是我們班級的同學從整體上講又是那么的不起勁，答個疑吧老師去的比我們都早，機 Z 的同學們（包括我）情何以堪??？ 在這里我向徐老師致以最真誠的敬意！徐老師，您辛苦了 ~~~~~~~~ 參 考 文 獻 [1] 劉會英 楊志強 張明勤 .《機械原理》 [M].北京：機械工業(yè)出版社， [2] 申永勝 .《機械原理》 [M].北京：清華大學出版社， 1999 [3] 鄒慧君 殷鴻粱 .《間隙運動機構設計與應用和創(chuàng)新》 [M].北京：機械工業(yè)出版社， [4] 管榮法 .《凸輪與凸輪結構》 [M].北京：國防工業(yè) 出版社， [5] 張美麟 張春林 .《機械創(chuàng)新設計》 [M].北京：化學工業(yè)出版社， [7] 成大先 .《機械設計手冊》第五版 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2021