【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(jī)械原理課程設(shè)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(jìn)刀機(jī)構(gòu)凸輪輪廓 機(jī)械原理課程設(shè)計（半自動化鉆床） 30 圖 20 進(jìn)刀機(jī)構(gòu)平底移曲線圖 圖 21 進(jìn)刀機(jī)構(gòu)平底速度曲線圖 機(jī)械原理課程設(shè)計（半自動化鉆床） 31 圖 22 進(jìn)刀機(jī)構(gòu)平底加速度曲線圖 5 動力分析 動力頭在對工件進(jìn)行鉆孔時會有工作阻力，造成機(jī)器的速度波動，可以通過飛輪的方法進(jìn)行調(diào)節(jié)。所以在與進(jìn)刀機(jī)構(gòu)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(gòu)件。軸的轉(zhuǎn)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(jìn)行加工 時消耗的能量，其他機(jī)構(gòu)的可以忽略不計，同時可以忽略其他構(gòu)件慣性力的影響，只考慮動力頭的工作阻力 Fr。機(jī)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(jī)械原理課程設(shè)計（半自動化鉆床） 32 圖 23 Mr 曲線圖 計算等效驅(qū)動力矩 Md 根據(jù)能量守恒的原理，驅(qū)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(jìn)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(jī)械原理課程設(shè)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhì)量 bHDm ??? 故可以得到 34 BHDJF ??? 其中，ρ為飛輪材質(zhì)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(jī)械原理課程設(shè)計（半自動化鉆床） 34 圖 26 輪行飛輪 表 6 飛輪計算相關(guān)計算數(shù)據(jù) Mrdδ Md (MdMr)dδ E △ W 0 J [δ] 機(jī)械原理課程設(shè)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(jī)械原理課程設(shè)計（半自動化鉆床） 36 0 0 0 0 0 0 0 最大 最小 6 設(shè)計心得 通過這兩周的的機(jī)械原理課程設(shè)計使我更深一刻的認(rèn)識了機(jī)械這個專業(yè)。更認(rèn)識到了機(jī)械其實有很多的學(xué)問要學(xué)。 自己在此次機(jī)械設(shè)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(xué)的時候其實有好多的知識點遺漏了，在以前學(xué)習(xí)的時候只是為了考試而學(xué)習(xí)，根本沒有把學(xué)習(xí)知識作為自己的目標(biāo)，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(jī)械呢？要是在這次設(shè)計中還要設(shè)計軸承、鍵、銷等零件，又該是什么一種情況呢？老師說下學(xué)期設(shè)計的內(nèi)容為減速器，那時候遇到的要設(shè)計的內(nèi)容或許更多，更復(fù)雜，我們又是以一種什么樣的心態(tài)對待呢？ 力學(xué)知識的確是機(jī)械中一門重要的課程，學(xué)習(xí)完了才知道，“力”這個簡簡 單單兩個筆畫的字竟蔓延到機(jī)械的各個角落。無論什么時候力學(xué)總是在機(jī)械起著不可或缺的作用。其實自己的力學(xué)學(xué)的真的是一塌糊涂。在這次的設(shè)計中我的糟糕力學(xué)毫無保留的展現(xiàn)出來了。簡簡單單的一個轉(zhuǎn)動慣量看了半天，還問了老師才知道怎么做。哎?。∮纱宋腋畹恼J(rèn)識到力學(xué)是放不下的，只要我還從事機(jī)械，就必定和力打交道。努力學(xué)習(xí)基本課程知識是多麼的重要啊?。? 團(tuán)隊的合作力在此次設(shè)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(xué)，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(tuán)隊建設(shè)對于個人的發(fā)展一定起著潛移默化并且是相當(dāng)重要的作用。我做了這么長時間的學(xué)生會，都是大家集思廣益才得以是組織更好的發(fā)展，在學(xué)術(shù)中我相信亦是如此。 機(jī)械原理課程設(shè)計（半自動化鉆床） 37 此次設(shè)計讓我發(fā)自內(nèi)心感謝的就是徐老師，無論是過班還是機(jī) 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(xué)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(xué)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(jī) Z 的同學(xué)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(xiàn) [1] 劉會英 楊志強(qiáng) 張明勤 .《機(jī)械原理》 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [2] 申永勝 .《機(jī)械原理》 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 1999 [3] 鄒慧君 殷鴻粱 .《間隙運動機(jī)構(gòu)設(shè)計與應(yīng)用和創(chuàng)新》 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [4] 管榮法 .《凸輪與凸輪結(jié)構(gòu)》 [M].北京：國防工業(yè) 出版社， [5] 張美麟 張春林 .《機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計》 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， [7] 成大先 .《機(jī)械設(shè)計手冊》第五版 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021