【正文】 4/60(rad/s)= 求C點的速度：⑴確定構(gòu)件3上A點的速度：構(gòu)件2與構(gòu)件3用轉(zhuǎn)動副A相聯(lián)，所以υA3=υA2。 υA4 = υA3 + υA4A3 方向： ⊥BO4 ⊥AO2 ∥BO4 大?。? ？ 　 ？ 用圖解法求解如圖1：式中 υAυA4構(gòu)件3和構(gòu)件4上 A點的絕對速度， υA4A3 構(gòu)件4上A點相對于構(gòu)件3上A點的速度，其方向 平行于線段BO4，大小未知； 構(gòu)件4上A點的速度方向垂直于線段BO4，大小未知。過點p作直線垂直于BO4 代表υA4的方向線，再過a3作直線平行于線段BO4 代表υA4A3的方向線這兩條直線的交點為a4，則矢量pa4和a3a4分別代υA4和υA4A3 。υCB表示點C相對點B的相對速度其方向垂直于構(gòu)件CB，大小未知，點C的速度方向平行于XX，大小未知，圖上任取一點p作代表υB的矢量pb其方向垂直于BO4指向于轉(zhuǎn)向相反，長度等于（為速度比例尺）。則C點的速度為：υc=μvpc =μv 40 = m/sυCB=μvcb=μv 5 = m/s求C點的加速度：⑴ 求aA2：因曲柄勻速轉(zhuǎn)動：故 選取加速度比例尺：μa=（m/s2）/mm⑵ 求aA4：方向: ⊥BO4 B→O4 A→O2 ⊥BO4 ∥BO4 大?。? ？ √ ？加速度見下圖：式中是的切向和切法向加速度，是點A4相對于A3的相對加速度，但由于構(gòu)件3與構(gòu)件4構(gòu)成移動副，所以故其方向平行于二構(gòu)件相對移動方向，即平行于BO4,大小未知，為哥氏加速度，它的大小為，其中為相對速度和牽連角速度矢量之間的夾角，但是對于平面運動，的矢量垂直于運動平面而位于運動平面內(nèi)，故，從而哥氏加速度的方向是將沿的轉(zhuǎn)動方向轉(zhuǎn)（即圖中的方向）。從任意極點連續(xù)作矢量代表；再過作垂直于線段BO4 ，大?。蝗缓笤龠^作BO4的平行線，代表的方向，過作垂直于BO4，的直線，代表的方向線，它們相交點則矢量代表。又因速度多邊形已作出，所以上式法向加速度可求出（C點作水平運動，故C點的法向加速度為0）。如右圖，在圖上任取一點π作代表，方向為平行于BO4并從B指向O4，長度為，（其中為加速度比例尺）。此時C點位置：選取長度比例尺為：則：此時C點的位移為： 電機的選擇與計算 數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng)的負載不大，加工精度要求不高時，可采用開環(huán)控制。 步進電動機的組成、特點及分類 步進電動機的組成 步進電動機又稱為脈沖電動機、電機沖馬達，是將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成機械角位移的執(zhí)行組件，它由定子、定子繞組、轉(zhuǎn)子組成。改變通電順序可改變步進電動機的旋轉(zhuǎn)方向；改變通電頻率可改變步進電動機的轉(zhuǎn)速。 Ｃ、步進電動機有一定的步距精度，沒有累積誤差。旋轉(zhuǎn)式步進電動機就其轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)又可分為以下三種。 （2）永磁型：PM型步進電動機的轉(zhuǎn)子采用永久磁鐵、定子采用軟磁鋼制成，繞組輪流通電，建立的磁場與磁鐵的恒定磁場相互吸引與排斥產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。[3] 步進電動機的工作原理、主要參數(shù)及特性 （一）步進電動機的工作原理三相反應(yīng)式步進電動機的工作原理，其中步進電動機的定子上有6個齒，其上分別繞有U、V、W三相繞組，構(gòu)成三對磁極，轉(zhuǎn)子上分布著四個齒。 （二）步進電動機的主要參數(shù)及特性步距角每一拍使步進電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度，稱為步進電動機的步距角. 步距角可通過下式計算 式中 k通電方式系數(shù)，當采用單相或雙相通電方式時，k=1，當采用單雙相輪流通電方式時，k=2。由于步進電動機主要用于開環(huán)控制的伺服系統(tǒng)中。目前國產(chǎn)步進電動機步距誤差一般在范圍內(nèi)，精度較高的步進電動機可達。描述靜態(tài)時T與θ的關(guān)系稱為矩角特性。 啟動頻率 空載時，步進電動機由靜止狀態(tài)突然啟動，并進入不丟步的正常進行狀態(tài)的最高頻率，稱為啟動頻率fq或突調(diào)頻率。 連續(xù)運行頻率fmax 步進電動機啟動以后，其運行速度能跟蹤指令脈沖頻率連續(xù)上升而不丟步的最高工作頻率，稱為連續(xù)運行頻率fmax,其值遠大于啟動頻率fq 矩頻特性與動態(tài)轉(zhuǎn)矩 矩頻特性描述的是步進電動機連續(xù)穩(wěn)定運行時輸出轉(zhuǎn)矩與頻率的關(guān)系。因此，動態(tài)轉(zhuǎn)矩的大小直接影響步進電動機的動態(tài)性能及帶負載能力。每輸入一個脈沖電機轉(zhuǎn)軸步進一個步距角增量。1）等效轉(zhuǎn)動慣量的計算： 式（36）式中， ——折算到電機軸上的慣性負載（）；——步進電機轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量（）；——絲杠的轉(zhuǎn)動慣量（）；M——移動部件質(zhì)量（）。===經(jīng)過以上計算知，慣性匹配比較符合要求2）步進電機力矩計算：空載啟動轉(zhuǎn)矩，在快速空載啟動階段，加速力矩占的比例較大，具體計算公式如下： 式（38） 式（39） 故，=折算到電機軸上的摩擦力矩： 式（310）計算，知=所以， = =經(jīng)過查表得，所選電機為42mm系列的YK42HB3301A。在任何的機械設(shè)計中計算都是必要的，因為只有計算才可以選擇電機和一些其他件的尺寸。 Solidworks包括三大模塊：零件、裝配及工程圖，其中，零件模塊又包括草圖設(shè)計、零件設(shè)計、曲面設(shè)計、鈑金設(shè)計以及模具設(shè)計等子模塊。 1. 零件 Solidworks中的零件模塊主要可以實現(xiàn)實體建模、曲面建模、鈑金設(shè)計、焊件設(shè)計以及模具設(shè)計等。通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描特征、放樣特征、特征的陣列以及打孔等操作實現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計；通過對特征和草圖的動態(tài)設(shè)計，用拖曳的方式實現(xiàn)實時的設(shè)計修改；solidworks中提供了3D草圖功能，該功能可以為掃描、放樣等特征生成三維草圖路徑，或為焊件、管道、電纜線和管線生成路徑。 （3）鈑金設(shè)計 Solidworks提供了頂端的、全相關(guān)的鈑金設(shè)計技術(shù)。 （4）焊件設(shè)計 Solidworks提供了在單個零件文檔中設(shè)計結(jié)構(gòu)焊件和平板焊件。圓角焊縫 169。頂端蓋 169。焊件切割 169。分型線的自動生成 169。關(guān)閉曲面的自動生成 169。 在solidworks的裝配環(huán)境中，可以方便的設(shè)計及修改零部件。 solidworks可以動態(tài)地觀察整個裝配體中的運動，并且可以對運動的零部件進行動態(tài)的干涉檢查及間隙檢測。 對于有上千個零部件組成的大型裝配體，solidworks的功能也可以得到充分發(fā)揮。 在solidworks中，可以用捕捉配合的智能化裝配技術(shù)進行快速的總體裝配。 169。 169。[4] 3 工程圖 Solidworks的工程圖模塊具有如下優(yōu)點： 169。 169。工程圖是完全相關(guān)的，當用戶修改圖樣時，零件模型、所有視圖及裝配體都會自動被修改。 使用交替位置顯示視圖可以方便地表現(xiàn)出零部件的不同位置，以便了解運動的順序。 169。 169。[4] solidworks軟件的特點 功能強大、技術(shù)創(chuàng)新和易學(xué)易用是solidworks的三大主要特點使得solidworks成為先進的主流三維CAD設(shè)計軟件。 如果熟悉Windows操作系統(tǒng)，基本上就可以使用solidworks進行設(shè)計。Solidworks獨有的拖曳功能使用戶能在較短的時間內(nèi)完成大型設(shè)計。 目前市場上所見到的三維CAD設(shè)計軟件中，設(shè)計過程最簡便，最方便的莫過于solidworks了。 Solidworks作為一個大型CAD應(yīng)用軟件，具有如下特點： 169。三維中增加了帶輪機構(gòu)的設(shè)計功能。自由曲面功能。 169。通過solidworks中零部件配合的公差分析功能，可以看到在不同的公差情況下，這些零部件是否能得到合理的裝配。復(fù)雜裝配的管理問題。在solidworks中，通過Design Copy Function,只需選中頂層部件后按一個鍵，就可以把所有相關(guān)文檔都打包成壓縮文件，傳遞給其他工程師使用，而接收的工程師一旦在系統(tǒng)中打開后，整個部件均會在一起，這樣就大大地提高了工作效率。鈑金功能。 169。用戶在設(shè)計完后，可以直接在solidworks環(huán)境中，利用COSMOS 分析焊件焊點的應(yīng)力應(yīng)變分布及整個結(jié)構(gòu)的強度等。COSMOSXpress 功能。比如可以設(shè)定零件在滿足特定應(yīng)力強度的要求下，COSMOSXpress可以實現(xiàn)零件在滿足該應(yīng)力條件下的關(guān)鍵尺寸變化范圍的推薦，從而達到零件尺寸的優(yōu)化和節(jié)約原材料的目的。文件大小大大地縮小。 本章小結(jié)本章主要介紹solidworks軟件，通過對Solidworks 軟件得學(xué)習(xí)，使我懂得了在加工機電一體化產(chǎn)品時，可以預(yù)先通過Solidworks 軟件計出要加工生產(chǎn)零件的模型，然后再進行裝配及運動仿真，最后由軟件自身帶有的干涉檢查功能，檢查出所設(shè)計機構(gòu)的模型是否能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的運動要求。整個運動過程中它是接地固定不動的，承受著來自牛頭的重量，并未其他零部件提供了裝配位置。制作材料為25*25*，建立模型如下圖51所示 圖51床身 連桿的設(shè)計由理論力學(xué)可知，對于做平面復(fù)合運動而且具有平行于運動平面的對稱面的構(gòu)件，其慣性力系可簡化為一個在加在質(zhì)心S上的慣性力和一個慣性力偶矩它們分別為 式（51） 式（52）式中，m為構(gòu)件的質(zhì)量；為構(gòu)件的質(zhì)心s的加速度；是構(gòu)件的角加速度；Js是構(gòu)件對于過其質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動慣量。為了分析的方便，上述慣性力和慣性力偶矩又可以用一個大小等于，作用線由質(zhì)心S偏移距離的總慣性力（等于）來代替，此時距離的值為 且對質(zhì)心S之矩的方向應(yīng)與的方向相反。擠壓強度條件： 式（5―3）由于導(dǎo)軌要承受的載荷很小，所以根據(jù)計算，導(dǎo)軌的強度是符合要求的, 所以選取標準導(dǎo)軌SBR16, 長度按照底板的要求，選擇400mm, 相對應(yīng)的滑塊為標準滑塊SBR16S. 導(dǎo)軌的三維建模如圖54所示,滑塊的三維建模如圖55所示： 圖54 導(dǎo)軌圖55 滑塊其工程圖如圖56與圖57所示圖56 導(dǎo)軌圖57 滑塊將這兩個零件裝在一起如圖5―8所示：圖58 導(dǎo)軌與滑塊的裝配體 銷釘?shù)脑O(shè)計 根據(jù)《工業(yè)常用緊固件優(yōu)選手冊》及連桿孔徑的大小選用擋圈銷子外直徑為10mm,槽寬為1mm，單邊深為1mm。它在此過程中既有連接的作用又有對各桿之間有軸向定位作用。第六章 總結(jié)與展望 論文總結(jié)數(shù)字化設(shè)計在以后的仿真研究中必將成為一項備受關(guān)注的研究方向。現(xiàn)就本文的主要研究內(nèi)容總結(jié)如下：（一）牛頭刨床的機械運動的實現(xiàn)方案進行分析研究，確定一種可行的運動方案（二）對solidworks軟件的介紹，對于動畫、裝配功用的運用.（三）曲柄搖桿機構(gòu)的研究，對機構(gòu)進行靜力學(xué)分析，使得速度、行程、加速度達到要求。為期兩個月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，也就意味著在校學(xué)習(xí)的生活即將結(jié)束，通過這次畢業(yè)設(shè)計使我掌握了做科學(xué)研究的基本方法和思路，為今后的工作打下了基礎(chǔ)，現(xiàn)將感受總結(jié)如下：首先，我熟悉掌握了對相關(guān)科技文獻的查找。通過此次畢業(yè)設(shè)計，恰恰又培養(yǎng)了我在這方面的能力，能夠熟練運用計算機搜索想要的資料。在這次畢業(yè)設(shè)計中，我主要使用的是solidworks這一工具軟件，該軟件可用于三維模型設(shè)計，動態(tài)模擬仿真。成為這些行業(yè)進行科學(xué)研究所必備的軟件。為今后的科研工作打下了基礎(chǔ)。總之，這次畢業(yè)設(shè)計不是簡簡單單的完成了一個課題，而是使我初步的掌握了科學(xué)研究的步驟與方法，鞏固了我的專業(yè)知識，練習(xí)了我的實際操作能力，鍛煉了我分析解決問題的能力，為今后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。(三)進行牛頭刨床參數(shù)化分析和設(shè)計，可根據(jù)牛頭刨床運動的設(shè)計要求，對有關(guān)零部件的結(jié)構(gòu)尺寸進行優(yōu)化。值此之際，首先我要深深感謝我的母?！靼埠娇諏W(xué)院，感謝她把我領(lǐng)入這個充滿挑戰(zhàn)的機械行業(yè)。老師敏銳的學(xué)術(shù)眼光、踏實的工作作風(fēng)、忘我的工作精神和寬厚的待人品格使我受益匪淺。值此論文完成之際，謹向老師表示由衷的感謝并致以誠摯的敬意。最后真誠祝愿我的母校日新月異，我的老師們工作順利，我的同學(xué)一路順風(fēng)，明天更好！