哈工大机械制造基础大作业二讲解学习
哈工大机械设计大作业二
哈工大机械设计大作业二————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：大作业计算说明书题目:盘形凸轮轮廓的图解法设计学院:英才学院班号:班学号:6１2１820510姓名:林海奇日期：2014年9月27日哈尔滨工业大学大作业任务书题目:盘形凸轮轮廓的图解法设计设计原始数据：用图解法设计偏置滚子直动从动盘形凸轮轮廓。
原始数据如表格1(推杆的偏置方向及推杆推程和回程运动规律代号见表下方的注）。
表格错误!不能识别的开关参数。
设计原始数据凸轮角速度ω方向基圆半径r（ｍm)偏距e(mm)滚子半径rr(mｍ)推杆运动规律推程回程升程h（ｍm)推程角φ远休止角sφ回程角'φ近休止角'sφ逆时针50 12 １2错误!错误!4５1３°50°130°50°注：（１)推杆的偏置方向应使机构推程压力角较小。
(2）推杆的运动规律(推程、回程)①——等速运动规律;②——等加速度等减速运动规律；③——余弦加速度运动规律；——正弦加速度运动规律。
设计要求:1. 用A3图纸,按１:1比例绘图。
2. 凸轮理论轮廓线用点划线，实际轮廓线用粗实线。
3. 用虚线画出机架和从动件。
4. 作图过程中用到的线用细实线画。
5. 不校验压力角。
目录1. 设计过程…………………………………………………………………………………1 （1)取比例尺并作基圆(2)作反转运动，量取''00s s φφφφ、、、 ,并等分'00φφ、(３)计算推杆的预期位移 （4）确定理论轮廓线上的点 （5)绘制理论轮廓线 (６）绘制实际轮廓线2. 参考文献 (2)1.设计过程(1）取比例尺并作基圆,比例尺选为１:1，实际基圆半径为基圆半径0r 与滚子半径r r 之和，即６2ｍm 如图1所示。
(2)作反转运动，量取''00s s φφφφ、、、 ,并等分'00φφ、。
(机械制造行业)哈工大机械设计大作业——螺旋起重器
（机械制造行业）哈工大机械设计大作业——螺旋起重器哈工大机械设计大作业——螺旋起重器一、概述本次大作业的主题是设计一款螺旋起重器，旨在为机械制造行业提供一种高效、稳定、实用的起重设备。
螺旋起重器是一种通过旋转螺旋轴来提升或降低重物的机械设备，具有结构简单、操作方便、承载能力强等优点。
二、设计要求1.提升能力：最大提升重量为2吨，且在提升过程中不得出现明显的晃动或倾斜现象。
2.旋转速度：旋转速度应可调节，以便根据实际需要调整提升速度。
3.稳定性：设备应具备较高的稳定性，以保证在提升重物时不会发生明显的晃动或倾斜。
4.结构紧凑：设备结构应尽量紧凑，以减少占地面积和重量。
5.操作简便：设备应易于操作，控制精度高，以便实现高效准确的提升。
三、设计方案1.总体结构：螺旋起重器主要由旋转轴、螺旋杆、支撑架、电机和控制系统组成。
旋转轴通过轴承与支撑架连接，支撑架起到稳定和支撑整个设备的作用。
螺旋杆与旋转轴连接，通过旋转轴的旋转实现重物的升降。
电机和控制系统负责驱动旋转轴和调节旋转速度。
2.旋转轴设计：旋转轴是螺旋起重器的核心部件，它需要承受重物的重量和旋转时的扭矩。
因此，我们选择高强度钢材作为旋转轴的材料，并对其进行优化设计以提高其强度和刚度。
此外，我们在旋转轴上设置了一些加强肋和凸起，以提高其抗扭强度。
3.螺旋杆设计：螺旋杆是直接与重物接触的部件，其设计对设备的稳定性和提升能力有重要影响。
我们选择优质钢材作为螺旋杆的材料，并对其进行抛光和强化处理以提高其耐磨性和抗拉强度。
螺旋杆的长度和直径根据实际需要进行了优化设计，使其既能保证设备的稳定性，又能满足最大提升重量的要求。
4.支撑架设计：支撑架是整个设备的支撑结构，其稳定性直接关系到设备的性能。
我们采用高强度钢材制作支撑架，并对其进行优化设计以提高其抗弯强度和抗扭强度。
此外，我们还设置了多个支撑腿以增加设备的稳定性。
5.电机和控制系统设计：电机和控制系统是整个设备的驱动和控制中心。
哈工大机械原理大作业-凸轮机构设计
哈工大机械原理大作业-凸轮机构设计(第3题)(共15页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-机械原理大作业二课程名称：机械原理设计题目：凸轮设计院系：机电学院班级： 1208103完成者： xxxxxxx学号： xx指导教师：林琳设计时间：工业大学凸轮设计一、设计题目如图所示直动从动件盘形凸轮，其原始参数见表，据此设计该凸轮。
二、凸轮推杆升程、回程运动方程及其线图1 、凸轮推杆升程运动方程(650πϕ≤≤) 升程采用正弦加速度运动规律，故将已知条件mm h 50=，650π=Φ带入正弦加速度运动规律的升程段方程式中得：⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-=512sin 215650ϕππϕS ；⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-=512cos 1601ππωv ； ⎪⎭⎫ ⎝⎛=512sin 14421ϕπωa ； 2、凸轮推杆推程远休止角运动方程（πϕπ≤≤65） mm h s 50==； 0==a v ；3、凸轮推杆回程运动方程（914πϕπ≤≤）回程采用余弦加速度运动规律，故将已知条件mm h 50=，95'0π=Φ，6s π=Φ带入余弦加速度运动规律的回程段方程式中得：⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=)(59cos 125πϕs ；()πϕω--=59sin451v ； ()πϕω-=59cos 81-a 21；4、凸轮推杆回程近休止角运动方程（πϕπ2914≤≤） 0===a v s ；5、凸轮推杆位移、速度、加速度线图根据以上所列的运动方程，利用matlab 绘制出位移、速度、加速度线图。
①位移线图 编程如下： %用t 代替转角 t=0::5*pi/6;s=50*((6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5)); hold on plot(t,s); t=5*pi/6::pi; s=50; hold on plot(t,s); t=pi::14*pi/9;s=25*(1+cos(9*(t-pi)/5));hold onplot(t,s);t=14*pi/9::2*pi;s=0;hold onplot(t,s),xlabel('φ/rad'),ylabel('s/mm'); grid onhold off所得图像为：②速度线图编程如下：%用t代替转角,设凸轮转动角速度为1t=0::5*pi/6;v=60/pi*(1-cos((12*t)/5));hold onplot(t,v);t=5*pi/6::pi;v=0;hold onplot(t,v);t=pi::14*pi/9;v=-45*sin(9*(t-pi)/5);hold onplot(t,v);t=14*pi/9::2*pi;v=0;hold onplot(t,v),xlabel('φ(rad)'),ylabel('v(mm/s)'); grid onhold off所得图像为：③加速度线图利用matlab编程如下：%用t代替转角,设凸轮转动角速度为1t=0::5*pi/6;a=144/pi*sin(12*t/5);hold onplot(t,a);t=5*pi/6::pi;a=0;hold onplot(t,a);t=pi::14*pi/9;a=-81*cos(9*(t-pi)/5);hold onplot(t,a);t=14*pi/9::2*pi; a=0; hold onplot(t,a),xlabel('φ(rad)'),ylabel('a(mm/s^2)'); grid on hold off所得图形：三、绘制s d ds -ϕ线图根据运动方程求得：()⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧≤≤≤≤-≤≤≤≤--=πϕππϕππϕπϕππϕπππϕ2914.0914,59sin 4565,0650),512cos 6060(d ds 利用matlab 编程：%用t 代替φ,a 代替ds/d φ, t=0::5*pi/6;a=-(60/pi-60/pi*cos(12*t/5));s=50*((6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5)); hold on plot(a,s); t=5*pi/6::pi; a=0; s=50; hold on plot(a,s); t=pi::14*pi/9;a=45*sin(9*(t-pi)/5); s=25*(1+cos(9*(t-pi)/5)); hold on plot(a,s);t=14*pi/9::2*pi; a=0; s=0; hold onplot(a,s),title('ds/d φ-s'),xlabel('ds/d φ(mm/rad)'),ylabel('s(mm)'); grid on hold off 得s d ds-ϕ图：凸轮压力角的正切值s s e d ds +-=0/tan ϕα，左侧为升程，作与s 轴夹6π角等于升程许用压力角的切界线t t d D ，则在直线上或其左下方取凸轮轴心时，可使[]αα≤，同理右侧回程，作与s 轴夹角等于回程许用压力角3π的切界线''t t d D ，则在直线上或其右下方取凸轮轴心时，可使[]αα≤。
哈工大-机械制造技术基础-大作业-CA6140车床拨叉设计-(完美版-得分4.5)
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y机械制造技术基础大作业题目：院系：机械制造及其自动化班级：0808103姓名：XXX学号：********XX©哈尔滨工业大学一、零件的分析（一）零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。
它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。
零件上方的Ф22孔与操纵机构相连，二下方的Ф55半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。
通过上方的力拨动下方的齿轮变速。
两件零件铸为一体，加工时分开。
（二）零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1.小头孔以及与此孔相通的的锥孔、螺纹孔2.大头半圆孔Ф553.小头孔端面、大头半圆孔上下Ф73端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。
二、工艺规程设计（一）确定生产类型已知此拨叉零件的生产类型为中批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。
（二）确定毛坯的制造形式确定毛坯种类：零件材料为HT200。
考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。
查《机械制造工艺及设备设计指导手册》（后称《指导手册》）选用铸件尺寸公差等级CT9级。
（三）基面的选择（1）粗基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。
而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。
根据这个基准选择原则，现选取Ф40的外表面和底面为粗基准加工Ф22孔的上表面。
（2）精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。
“机械制造技术基础”课程大作业1
“机械制造技术基础”课程大作业
本课程安排大作业的目的在于，训练学生根据多样性的题目自主收集查询相关资料、综合运用各方面知识、系统解决较为复杂工程问题的能力，以深化对课程内容的理解和掌握。
题目一：工件的装夹方案设计
设计要求：
从教师所提供的各类工件及其加工要求中自选某个工件的加工，运用夹具设计和有关机构设计原理，查阅相关设计手册，综合分析、计算并设计符合该工序要求的装夹方案。
工作要求：
1、定位方案设计，主要包括定位原理分析、定位元件选择和定位误差计算。
2、夹紧方案选择，主要定性分析适合本序加工的工件夹紧方式，并选择夹紧机构。
3、完成设计说明书一份，装夹方案草图一张。
题目（自选其一）：
题1：图示为中批量加工的某盘状零件的各部尺寸和技术要求，若该零件的
孔，试为该工序设计装夹方案。
最后加工工序为钻削8
题2：某零件主要加工要求如图，其加工的铣槽工序为最后工序，试为之设计装夹方案。
参考资料：
[1] 李旦．机械加工工艺手册：第1卷，工艺基础卷 ．2版．北京：机械工业出
版社，2007．
[2] 徐鸿本．机床夹具设计手册．沈阳：辽宁科学技术出版社，2004．
[3] 王光斗，等．机床夹具设计手册．上海：上海科学技术出版社，2000．
[4] 赵家齐．机械制造工艺学课程设计指导书．2版．北京：机械工业出版社，
2002．
[5] 李益民．机械制造工艺设计简明手册．北京：机械工业出版社，1994．
[6] 李旦，等．机械制造工业学课程设计机床专用夹具图册．2版．哈尔滨：哈
尔滨工业大学出版社，2005．
50。
哈工大机械原理大作业二凸轮机构设计7
Harbin Institute of Technology机械原理大作业(二)课程名称：机械原理设计题目：凸轮机构设计7院系：班级：设计者：学号：指导教师：丁刚陈明设计时间：2014年6月哈尔滨工业大学能源科学与工程学院大作业2 凸轮机构设计一.设计题目如图2-1所示直动从动件盘形凸轮机构，其原始参数见表2-1。
从表2-1中选择一组凸轮机构的原始参数，据此设计该凸轮机构。
图2-1表2-1 凸轮机构原始参数二.凸轮机构的设计要求1.确定凸轮推杆升程、回程运动方程，并绘制推杆位移、速度、加速度线图；（1）.确定推杆的升程回程运动方程对于不同运动规律的凸轮结构，其上升与下降的方式不一，但遵循同样的运动顺序：上升、远休止点恒定、下降、近休止点恒定。
因此设计它仅需确定这四个阶段的角度与位置即可。
(2).绘制推杆位移、速度、加速度线图 推杆运动方程：推程运动方程2/4/,1120)(2/4/),2(1120)(2/4/),2(56070)(21122πφπωφπφπφπωφπφπφππφ<<-=<<-=<<--=a v s回程运动方程913,49cos 162835)(913,49sin 4315)(913),49cos1(35)(211πφπφωφπφπφωφπφπφφ<<=<<=<<-=a v s ① 位移图像程序：fai01=pi/2; fai02=pi/2; fais1=4*pi/9; fais2=5*pi/9; h=70;%推程角、回程角fai1=0:0.001*pi:pi/4; fai2=pi/4:0.001*pi:pi/2; fai3=pi/2:0.001*pi:17*pi/18; fai4=17*pi/18:0.001*pi:13*pi/9; fai5=13*pi/9:0.001*pi:2*pi; %位移方程s1=2*h*(fai1/fai01).^2;s2=h-2*h/(fai01)^2*(fai01-fai2).^2; s3=h+0.*fai3;s4=h/2*(1+cos(pi/fai02.*(fai4-(fai01+fais1)))); s5=0+0.*fai5;plot(fai1,s1,fai2,s2,fai3,s3,fai4,s4,fai5,s5); xlabel('角度'); ylabel('位移'); axis([0,7,-5,75]);4/0/1120)(4/0,/1120)(4/0,/560)(2212122πφπωφπφπφωφπφπφφ<<=<<=<<=，a v stitle('位移—角度曲线')② 速度图像程序令11=ω则可以得到速度图像的程序%速度方程v1=4*h/(fai01)^2.*fai1;v2=4*h/(fai01)^2.*(fai01-fai2); v3=0.*fai3;v4=-pi*h/(2*fai02)*sin(pi/fai02.*(fai4-(fai01+fais1))); v5=0.*fai5;plot(fai1,v1,fai2,v2,fai3,v3,fai4,v4,fai5,v5); xlabel('角度'); ylabel('速度');title('速度-角度曲线');③加速度程序及其图像%加速度方程a1=4*h/(fai01)^2;a2=-4*h/(fai01)^2;a3=0.*fais1;a4=-(pi)^2*h/(2*(fai02)^2)*cos(pi/fai02.*(fai4-(fai01+fais1))); a5=0.*fai5;plot(fai1,a1,fai2,a2,fai3,a3,fai4,a4,fai5,a5);xlabel('角度');ylabel('加速度');title('加速度-角度曲线');(3). 绘制凸轮机构的s s-ϕd d 线图 %分别对s1、s2、s3、s4、s5求导 fai01=pi/2; fai02=pi/2; fais1=4*pi/9; fais2=5*pi/9; h=70;%推程角、回程角fai1=0:0.001*pi:pi/4; fai2=pi/4:0.001*pi:pi/2; fai3=pi/2:0.001*pi:17*pi/18; fai4=17*pi/18:0.001*pi:13*pi/9; fai5=13*pi/9:0.001*pi:2*pi; ds1=4*h.*fai1/(fai01)^2;ds2=4*h.*(fai01-fai2)/(fai01)^2; ds3=0.*fai3;ds4=-h/2.*sin((fai4-(fai01+fais1))*pi/fai02)*pi/fai02; ds5=0.*fai5; %位移方程s1=2*h*(fai1/fai01).^2;s2=h-2*h/(fai01)^2*(fai01-fai2).^2; s3=h+0.*fai3;s4=h/2*(1+cos(pi/fai02.*(fai4-(fai01+fais1)))); s5=0+0.*fai5;plot(ds1,s1,ds2,s2,ds3,s3,ds4,s4,ds5,s5); xlabel('类速度'); ylabel('位移');title('位移-类速度曲线');(4).确定凸轮基圆半径和偏距由图像可知道凸轮的轴心应该在公共区以下 凸轮偏心距取20e mm =，mm s 2000=(5).凸轮的理论轮廓%推程角、回程角fai1=0:0.001*pi:pi/4; fai2=pi/4:0.001*pi:pi/2; fai3=pi/2:0.001*pi:17*pi/18; fai4=17*pi/18:0.001*pi:13*pi/9; fai5=13*pi/9:0.001*pi:2*pi; fai01=pi/2; fai02=pi/2; fais1=4*pi/9; fais2=5*pi/9; h=70; se=200; e=20;%偏距rr=15;%滚子半径 %位移方程s1=2*h*(fai1/fai01).^2;s2=h-2*h/(fai01)^2*(fai01-fai2).^2; s3=h+0.*fai3;s4=h/2*(1+cos(pi/fai02.*(fai4-(fai01+fais1)))); s5=0+0.*fai5;ds1=4*h.*fai1/(fai01)^2;ds2=4*h.*(fai01-fai2)/(fai01)^2; ds3=0.*fai3;ds4=-h/2.*sin((fai4-(fai01+fais1))*pi/fai02)*pi/fai02;ds5=0.*fai5;%凸轮的理论轮廓x1=(se+s1).*sin(fai1)+e.*cos(fai1);y1=(se+s1).*cos(fai1)-e.*sin(fai1);x2=(se+s2).*sin(fai2)+e.*cos(fai2);y2=(se+s2).*cos(fai2)-e.*sin(fai2);x3=(se+s3).*sin(fai3)+e.*cos(fai3);y3=(se+s3).*cos(fai3)-e.*sin(fai3);x4=(se+s4).*sin(fai4)+e.*cos(fai4);y4=(se+s4).*cos(fai4)-e.*sin(fai4);x5=(se+s5).*sin(fai5)+e.*cos(fai5);y5=(se+s5).*cos(fai5)-e.*sin(fai5);plot(x1,y1,'b',x2,y2,'b',x3,y3,'b',x4,y4,'b',x5,y5,'b');hold on;dx1=(ds1-e).*sin(fai1)+(se+s1).*cos(fai1);dy1=(ds1-e).*cos(fai1)-(se+s1).*sin(fai1);dx2=(ds2-e).*sin(fai2)+(se+s2).*cos(fai2);dy2=(ds2-e).*cos(fai2)-(se+s2).*sin(fai2);dx3=(ds3-e).*sin(fai3)+(se+s3).*cos(fai3);dy3=(ds3-e).*cos(fai3)-(se+s3).*sin(fai3);dx4=(ds4-e).*sin(fai4)+(se+s4).*cos(fai4);dy4=(ds4-e).*cos(fai4)-(se+s4).*sin(fai4);dx5=(ds5-e).*sin(fai5)+(se+s5).*cos(fai5);dy5=(ds5-e).*cos(fai5)-(se+s5).*sin(fai5);%计算实际轮廓曲线xp1=x1+rr.*dy1/sqrt(dx1.^2+dy1.^2);yp1=y1-rr.*dx1/sqrt(dx1.^2+dy1.^2);xp2=x2+rr.*dy2/sqrt(dx2.^2+dy2.^2);yp2=y2-rr.*dx2/sqrt(dx2.^2+dy2.^2);xp3=x3+rr.*dy3/sqrt(dx3.^2+dy3.^2);yp3=y3-rr.*dx3/sqrt(dx3.^2+dy3.^2);xp4=x4+rr.*dy4/sqrt(dx4.^2+dy4.^2);yp4=y4-rr.*dx4/sqrt(dx4.^2+dy4.^2);xp5=x5+rr.*dy5/sqrt(dx5.^2+dy5.^2);yp5=y5-rr.*dx5/sqrt(dx5.^2+dy5.^2);plot(xp1,yp1,'r',xp2,yp2,'r',xp3,yp3,'r',xp4,yp4,'r',xp5,yp5,'r'); hold on;。
哈工大机械制造基础大作业二
题目及要求(1) 机械加工工艺路线（工序安排）① 工艺方案分析 加工重点、难点② 工序编排 加工顺序、内容③ 加工设备和工艺装备(2) 关键问题分析① 加工工艺问题② 装夹问题③ 生产率问题④ 新技术(3) 解决关键问题的工艺措施（参阅资料)一、零 件 的 分 析零件的工艺分析:零件的材料为HT200,灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良,但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求需要加工的表面:1。
小孔的上端面、大孔的上下端面；2。
小头孔0.021022+-Φmm 以及与此孔相通的8Φmm 的锥孔、8M 螺纹孔;mm；3。
大头半圆孔55位置要求：小头孔上端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.05mm、大孔的上下端面与小头孔中心线的垂直度误差为0。
07mm.由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。
再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证.二、零件加工工艺设计（一)确定毛坯的制造形式零件材料为HT200.考虑到零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。
选用铸件尺寸公差等级CT9级，该拨叉生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为:工序适当分散；广泛采用专用设备，大量采用专用工装。
（二)基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证,生产效率得以提高。
（1) 粗基准的选择:以零件的底面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。
这样就可以达到限制五个自由度，再加上垂直的一个机械加紧，就可以达到完全定位。
（2）精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合"原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔内圆柱表面为辅助的定位精基准。
哈工大机械原理大作业2号连杆
连杆分析说明书一、题目分析干草压缩机，当杆件1以w=5π/3(n=50r/min)转动时，带动RRR杆组中2和3杆件的摆动。
通过Ｅ点的连接使杆件4带动杆件5沿着导路水平运动。
二、杆组划分该装置由一个一级杆组RR、两个二级杆组(RRR和RRP)以及机架组成。
一级杆组：二级杆组包括一个RRR杆组以及一个RRP杆组。
RRR 杆组：RRP 杆组：三、各基本杆组的运动分析数学模型建立如图所示的坐标系。
一级杆组：B点的位置w1=5*3.14159/3;a1=0;xA=0;yA=0;vxA=0;vyA=0;axA=0;ayA=0;lAB=150;xB=xA+cos(f1)*lAB;yB=yA+sin(f1)*lAB; xyvxB=vxA-w1*lAB*sin(f1);vyB=vyA+w1*lAB*cos(f1);axB=0-w1^2*lAB*cos(f1)-0*lAB*sin(f1);ayB=ayA-w1^2*lAB*sin(f1);RRR杆组：xD=400;yD=500;vxD=0;vyD=0;axD=0;ayD=0;lBC=600lCD=500;lBE=480A0=2*lBC*(xD-xB)B0=2*lBC*(yD-yB)E=(xD-xB);F=(yD-yB);C0fang=E.^2.-F.^2;C0=C0fang.^(1/2);f2=2*atan((B0+(A0.^2+B0.^2-C0.^2).^(1/2))./(A0+C0)) xC=xB+lBC*cos(f2);yC=yB+lBC*sin(f2);f3=atan((yC-yD)./(xC-xD))+pi;C2=lBC*cos(f2);S2=lBC*sin(f2);C3=lCD*cos(f3);S3=lCD*sin(f3);G1=C2.*S3-C3.*S2;w2=(C3.*(vxD-vxB)+S3.*(vyD-vyB))./G1;w3=(C2.*(vxD-vxB)+S2.*(vyD-vyB))./G1;vxC=vxB-lBC*w2.*sin(f2);vyC=vyB+lBC*w2.*cos(f2);G2=axD-axB+w2.^2.*C2-w3.^2.*C3;G3=ayD-ayB+w2.^2.*S2-w3.^2.*S3;e2=(G2.*C3+G3.*S3)./G1;e3=(G2.*C2+G3.*S2)./G1;axC=axB-lBC*e2.*sin(f2)-lBC*w2.^2.*cos(f2);ayC=ayB+lBC*e2.*cos(f2)-lBC*w2.^2.*sin(f2);xE=xB+lBE*cos(f2);yE=yB+lBE*sin(f2);vxE=vxB-lBE*w2.*sin(f2);vyE=vyB+lBE*w2.*cos(f2);axE=axB-lBE*w2.^2.*cos(f2)-lBE*e2.*sin(f2);ayE=ayB-lBE*w2.^2.*sin(f2)+lBE*e2.*cos(f2);RRP杆组：lEF=600;yF=600;A02=600-yE;f4=asin(A02/lEF);Q2=-vyE;Q3=-lEF*cos(f4);w4=Q2/Q3;Q4=ayD-ayE+lEF*w4.^2.*sin(f4);xF=xE+lEF*cos(f4);e4=Q4/Q3;vFx=vxE-lEF*w4.*sin(f4);aFx=axE-lEF*w4.^2.*cos(f4)-lEF*e4.*sin(f4);s=xF-xA;四、计算编程f1=[0:pi/180:2*pi];w1=5*3.14159/3;a1=0;xA=0;yA=0;vxA=0;vyA=0;axA=0;ayA=0;lAB=150;xB=xA+cos(f1)*lAB;yB=yA+sin(f1)*lAB;vxB=vxA-w1*lAB*sin(f1);vyB=vyA+w1*lAB*cos(f1);axB=0-w1^2*lAB*cos(f1)-0*lAB*sin(f1);ayB=ayA-w1^2*lAB*sin(f1);xD=400;yD=500;vxD=0;vyD=0;axD=0;ayD=0;lBC=600lCD=500;lBE=480A0=2*lBC*(xD-xB)B0=2*lBC*(yD-yB)E=(xD-xB);F=(yD-yB);C0fang=E.^2.-F.^2;C0=C0fang.^(1/2);f2=2*atan((B0+(A0.^2+B0.^2-C0.^2).^(1/2))./(A0+C0)) xC=xB+lBC*cos(f2);yC=yB+lBC*sin(f2);f3=atan((yC-yD)./(xC-xD))+pi;C2=lBC*cos(f2);S2=lBC*sin(f2);C3=lCD*cos(f3);S3=lCD*sin(f3);G1=C2.*S3-C3.*S2;w2=(C3.*(vxD-vxB)+S3.*(vyD-vyB))./G1;w3=(C2.*(vxD-vxB)+S2.*(vyD-vyB))./G1; vxC=vxB-lBC*w2.*sin(f2);vyC=vyB+lBC*w2.*cos(f2);G2=axD-axB+w2.^2.*C2-w3.^2.*C3;G3=ayD-ayB+w2.^2.*S2-w3.^2.*S3;e2=(G2.*C3+G3.*S3)./G1;e3=(G2.*C2+G3.*S2)./G1;axC=axB-lBC*e2.*sin(f2)-lBC*w2.^2.*cos(f2); ayC=ayB+lBC*e2.*cos(f2)-lBC*w2.^2.*sin(f2); xE=xB+lBE*cos(f2);yE=yB+lBE*sin(f2);vxE=vxB-lBE*w2.*sin(f2);vyE=vyB+lBE*w2.*cos(f2);axE=axB-lBE*w2.^2.*cos(f2)-lBE*e2.*sin(f2); ayE=ayB-lBE*w2.^2.*sin(f2)+lBE*e2.*cos(f2); lEF=600;yF=600;A02=600-yE;f4=asin(A02/lEF);Q2=-vyE;Q3=-lEF*cos(f4);w4=Q2/Q3;Q4=ayD-ayE+lEF*w4.^2.*sin(f4);xF=xE+lEF*cos(f4);e4=Q4/Q3;vFx=vxE-lEF*w4.*sin(f4);aFx=axE-lEF*w4.^2.*cos(f4)-lEF*e4.*sin(f4); s=xF-xA;f=f1./pi*180;plot(f,s);plot(f,vFx);plot(f,aFx);五、计算结果分析0123456758060062064066068070001234567-400-300-200-100100200300400速度变化曲线01234567-1000-500500100015002000250030003500。
哈工大机械制造大作业
' tan sg tan og sin rg tan sg cos rg
将 og 10 ， sg s 5 ， rg r 90.88 代入上两式得
' tan og tan(10)cos90.88 tan(5)sin90.88 0.09
2
s
将 og =-10°， s =-5°代入上式得 ������������������α0 =−������������������(−10°)× cos2 (5) =0.104α0 =0.174 前面所选后角 a 0 =9.87°，与验算值有差距,，故车刀后角 a 0 应选 a 0 =10°才能与 验算角度接近。 而刀杆后角 a og ≈a 0 =10°。 （5）刀槽副偏角 k rg =k 'r =180 - - r
' 所以副后角 o 5.00 ，可以满足切削要求。
由于刀槽副后角 og o ，故 og 5.00 ，取 og 5 。
' ' ' '
综合上述计算结果，可以归纳出： 车刀的几何角度:
' o 15 ， o 10 ， o 5 ， k 45 ， kr' 44.12 ， s 5
r
根据已选择的背吃刀量 a p =3mm，进给量 f=0.8mm/r，查阅《机械制造技术基础课程补
充资料》选择刀尖圆角半径的诺莫图 2.4，求得连续切削时 r =1.4mm。 （7）选择刀片断屑槽型式和尺寸 参照 《机械制造技术基础课程补充资料》 2.4.4.4 节中刀片断屑槽类型和尺寸的选择原则， 根据已知的已知条件，选择 A 型断屑槽。 综合以上七个方面的选择结果，根据《机械制造技术基础课程补充资料》表 2.10 确定 选用的刀片型号为 SNUM150620-A4。 L=d=15.875mm；s=6.35mm；d 1 =6.35mm；m=2.459mm； r =2.0mm 刀片刀尖角 b =90；刀片刃倾角 sb =0；断屑槽宽 W n =4mm；取法前角 bn =25°。 六、选择硬质合金刀垫型号和尺寸 选用硬质合金刀垫。 硬质合金刀垫形状和尺寸的选择， 取决于刀片加固结构及刀片的型 号和尺寸，选择与刀片形状相同的刀垫，正方形，中间有圆孔。根据根据刀垫边长应略小于 刀片边长，刀垫厚度也比刀片厚度略小的原则，由《机械制造技术基础课程补充资料》表 2.18 可以选择型号为 S15B 型刀垫，尺寸为：长度 L=14.88mm，厚度 s=4.76mm，中心孔直 径 d 1 =7.6mm.材料为 YG8。 七、计算刀槽角度 可转为车刀几何角度,刀片几何角度,刀槽几何角度之间的关系： 刀槽角度的计算: （1）刀杆主偏角 k rg ： k rg = =75° （2）刀槽刃倾角 sg ： sg = s =-5° （3）刀槽前角 rog ：将 0 =15°， bn =25°， s =-5°代入下式 tan og = 则 og =-9.6°，取 og =-10° （4）验算车刀后角α0 车刀后角α0 的验算公式为:
哈工大机械原理大作业2-29
设计说明书1 设计题目如图所示直动从动件盘形凸轮机构，其原始参数见表2-1。
从表2-1中选择一组凸轮机构的原始参数，据此设计该凸轮机构。
2、推杆升程、回程运动方程及位移、速度、加速度线图2.1凸轮运动分析 推程运动方程; 01cos 2h s πϕ⎡⎤⎛⎫=-⎢⎥ ⎪Φ⎝⎭⎣⎦100sin 2h v πωπϕ⎛⎫=⎪ΦΦ⎝⎭221200cos 2h a πωπϕ⎛⎫= ⎪ΦΦ⎝⎭回程运动方程：()'1s s hϕ-Φ+Φ⎡⎤=-⎢⎥Φ⎣⎦1'hvω=-Φa=2.2求位移、速度、加速度线图MATLAB源程序pi=3.1415926;c=pi/180;h=140;f0=120;fs=45;f01=90;fs1=105;%升程阶段f=0:1:360;for n=0:f0s(n+1)=h/2*(1-cos(pi/f0*f(n+1)));v(n+1)=pi*h/(2*f0*c)*sin(pi/f0*f(n+1));a(n+1)=pi^2*h/(2*f0^2*c^2)*cos(pi/f0*f(n+1));end%远休止阶段for n=f0:f0+fss(n+1)=140;v(n+1)=0;a(n+1)=0;end%回程阶段for n=f0+fs:f0+fs+f01s(n+1)=h*(1-(f(n+1)-(f0+fs))/f01);v(n+1)=-h/(f01*c);a(n+1)=0;end;%近休止阶段for n=f0+fs+f01:360;s(n+1)=0;v(n+1)=0;a(n+1)=0;endfigure(1);plot(f,s,'r');xlabel('\phi/\circ');ylabel('s/mm');grid on;title('推杆位移线图')figure(2);plot(f,v,'r');xlabel('\phi/\circ');ylabel('v/\ommiga');grid on;title('推杆速度线图') figure(3);plot(f,a,'r');xlabel('\phi/\circ');ylabel('a/\ommiga');grid on;title('推杆加速度线图')2.3位移、速度、加速度线图3 凸轮机构的dssdϕ-线图，确定基圆半径和偏心距3.1理论分析机构压力角α应按下式计算：以d s/dφ为横坐标，以s(φ)为纵坐标，可作出d s/dφ-s(φ)曲线如图4-16所示，再作斜直线D t d t 与升程的[d s/dφ-s(φ)]曲线相切并使与纵坐标夹角为升程[α]，则D t d t线的右下方为选择凸轮轴心的许用区。
哈工大机械原理大作业二凸轮机构
void main()
{
float fi=0,fi0=90,h=100,S=0,v=0,a=0,fis=110,fi01=80,fis1=80,T2=0,w1=10,A=0,B=0,v0=0,v01=0,v02=0,f11=30,f31=70,A11=0,A12=0,B11=0,B12=0,A21=0,A22=0,B21=0,C11=0,C21=0,W=0;
{
W=fi*2*PI/360.0;
if(fi<=90)
{
S=h*(W/fi0-(1/(2*PI))*sin((2*PI/fi0)*W));
v=(h*w1/fi0)*(1-cos((2*PI/fi0)*W));
a=(2*PI*h*w1*w1/(fi0*fi0))*sin(2*PI*W/fi0);
}
elseif(fi>=90&&fi<200)
{
A=90;
A=A*2*PI/360.0;
S=h*(A/fi0-(1/(2*PI))*sin((2*PI/fi0)*A));
v=(h*w1/fi0)*(1-cos((2*PI/fi0)*A));
a=(2*PI*h*w1*w1/(fi0*fi0))*sin(2*PI*A/fi0);
}
elseif(fi>=200&&fi<=280)
}
printf("%f\n",a);
}
}
此程序计算推杆位移，速度，加速度线图。
程序二：
#include "stdio.h"
#include "math.h"
(完整word版)哈工大机械原理大作业凸轮DOC
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y机械原理大作业二课程名称：机械原理设计题目: 凸轮机构设计院系：班级：设计者：学号：指导教师：哈尔滨工业大学一、设计题目如右图所示直动从动件盘形凸轮机构,选择一组凸轮机构的原始参数,据此设计该凸轮机构。
凸轮机构原始参数序号升程（mm）升程运动角升程运动规律升程许用压力角27130150正弦加速度30°回程运动角回程运动规律回程许用压力角远休止角近休止角100°余弦加速度60°30°80°二. 凸轮推杆升程、回程运动方程及推杆位移、速度、加速度线图凸轮推杆升程运动方程:)]512sin(2156[130s ϕππϕ-= )512sin(4.374)]512cos(1[156v 211ϕπϕπωω=-=a％ t 表示转角,s 表示位移t=0：0.01:5*pi/6;%升程阶段s= [(6＊t)/(5*pi ）- 1/（2＊pi ）*sin(12＊t/5）］＊130; hold on plot(t ，s ）; t= 5＊pi/6:0。
01:pi; ％远休止阶段s=130； hold on plot(t,s ）;t=pi ：0.01:14*pi/9；%回程阶段s=65*［1+cos(9*（t-pi ）/5)]； hold on plot(t ，s ）;t=14*pi/9：0.01:2＊pi ；s=0；hold onplot（t,s）；grid onhold off％t表示转角,令ω1=1t=0：0。
01:5*pi/6;%升程阶段v=156*1*［1-cos（12＊t/5）]/pi hold onplot(t，v)；t= 5＊pi/6：0。
01:pi;v=0hold onplot(t，v)；t=pi:0.01:14＊pi/9;％回程阶段v=—117*1*sin（9＊(t—pi)/5) hold onplot（t，v)；t=14＊pi/9:0。
哈工大机械制造技术基础大作业.doc
在CA6140机床中，拨叉在变速箱中起到控制齿轮组的移动，改变啮合齿轮对，从而改变传动比实现变速功能。
零件材料采用200HT 灰铸铁，生产工艺简单、可铸性高，但材料脆性大不易磨削。
需要加工的部分及加工要求如下：1、0.0210Φ22+孔，还有与其相连的8M 螺纹孔和Φ8锥销孔；2、小孔的上端面，大孔的上下两端面；3、大头的半圆孔0.40Φ55+；4、 Φ40上端面，表面粗5、 糙度为 3.2Ra ，该面和Φ20孔中心线垂直度误差为0.05mm ；5、0.50Φ73+半圆形上下端面与Φ22孔中心线垂直度误差为0.07mm 。
二、零件加工工艺设计（一）确定毛坯的制造形式零件材料为HT200。
考虑到零件在机床运行时过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。
选用铸件尺寸公差等级CT9级。
（二）工艺初步安排零件的加工批量以大批量为主，用通用机床加工，工序适当集中，减少工件装夹次数以缩短生产周期、保证其位置精度。
（三）选择基准基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基准选择得正确合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。
（1）粗基准的选择：以零件的底面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。
这样就能限制工件的五个自由度，再加上垂直的一个机械加紧，就可达到完全定位。
（2）精基准的选择：考虑到要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要定位基准，以两个小孔头内圆柱表面为辅助的定位精基准。
（四）制定工艺路线1.工艺方案分析此零件加工工艺大致可分为两个：方案一是先加工完与Φ22mm的孔有垂直度要求的面再加工孔。
而方案二恰恰相反，先加工Φ22mm的孔，再以孔的中心线来定位加工完与之有垂直度要求的三个面。
方案一装夹次数较少，但在加工Φ22mm的时候最多只能保证一个面与定位面之间的垂直度要求。
其他的两个面很难保证。
哈工大机械设计大作业2-螺旋传动设计(千斤顶)
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y机械设计大作业说明书大作业名称：机械设计大作业设计题目：螺旋传动设计班级：12设计者：学号：112指导教师：张锋设计时间：2014.9.30哈尔滨工业大学目录设计任务书 (1)设计过程 (2)一、设计题目 (2)二、选择螺杆、螺母的材料 (2)三、耐磨性计算 (2)四、螺杆强度校核 (3)五、螺母螺纹牙的强度校核 (4)六、自锁条件校核 (5)七、螺杆的稳定性校核 (5)八、螺纹外径及凸缘设计 (6)九、手柄设计 (6)十、底座设计 (7)十一、各部分尺寸及参数 (8)1.梯形螺纹 (8)2.六角头螺栓 (8)3.开槽锥端紧定螺钉 (8)4.手柄 (8)5.螺杆 (8)6.螺母 (8)7.结构尺寸 (9)参考文献 (9)设计任务书题目：设计螺旋起重器(千斤顶)设计原始数据：起重量F Q=40kN，最大起重高度H=200mm。
说明：螺旋起重器的结构见右图，螺杆7和螺母6是它的主要零件。
螺母6用紧定螺钉5固定在底座8上。
转动手柄4时，螺杆即转动并上下运动。
托杯1直接顶住重物，不随螺杆转动。
对这一装置主要的要求是：保证各零件有足够的强度、耐磨性、能自锁、稳定性合格等。
工作量：1.设计计算说明书一份，主要包括起重器各部分尺寸的计算，强度，自锁性，稳定性校核等。
2.装配图一张，画出起重器的全部结构，标注出必要的尺寸与零件编号，填写标题栏与明细表。
设计过程一、设计题目设计起重量F Q =40kN ，最大起重高度H =200mm 的螺旋起重器（千斤顶）。
二、选择螺杆、螺母的材料螺杆采用45钢调质，由参考文献[2]表10.2查得抗拉强度σb =600MPa ，σs =355MPa 。
由于千斤顶属于低速重载的情况，且螺母与螺杆之间存在滑动磨损，故螺母采用强度高、耐磨、摩擦系数小的铸铝青铜螺母材料用铝青铜ZCuAl10Fe3。
哈工大机械原理大作业二01号
机械原理大作业二课程名称：机械原理设计题目： 1院系：机电工程学院班级：完成者：学号：指导教师：林琳刘福利设计时间：2014.5.31哈尔滨工业大学1.设计题目如图2-1所示直动从动件盘形凸轮机构，其原始参数见表2-1。
从表2-1中选择一组凸轮机构的原始参数，据此设计该凸轮机构。
表2-1 凸轮机构原始参数 升程 （mm ）升程运动角 （）升程运 动规律升程 许用 压力角（）回程运动角 （）回程运 动规律回程 许用 压力角（ ）远休 止角 （） 近休 止角 （）50 90等加等减速4080 等速 7060 130凸轮运动角速度：1（rad/s ）二、 凸轮推杆升程、回程运动方程及推杆位移、速度、加速度线图推杆升程运动方程：0 ≤ φ≤ π/4 位移s=2*50(2φ/π)2 速度v =4*4*50*w1*φ/π*π 加速度 a=4*4*50*w12/π*ππ/4≤φ≤π/2 位移s=50-4*2*50(π/2-φ)2/π*π 速度v=16*50*w1*(π/2-φ)/π*π 加速度 a=-16*50*w1*w1/π*π 回程运动方程：150*π/180≤φ≤230*π/180位移 S=50*(1-(φ-150*π/180)/(80*π/180)) 速度v=-90/(80*π/180) 加速度a=0 位移图：图一速度图：加速度图：三、凸轮机构的ds/dφ-s图及基圆半径和偏距的确定（1）凸轮机构的ds/dφ-s图四、滚子半径的确定及凸轮轮廓线的绘制mme mm S 20,800==所以基圆半径 mm r 5.822080220=+= 偏距mm e 20=。
理论轮廓线是把滚子中心视为尖顶从动件的尖顶，将滚子中心的运动规律当作尖顶的运动规律以此求得的尖顶从动件轮廓。
理论轮廓线方程：X=-(s0+s)cos α+esin α Y=(s0+s)sin α+ecos α位移图、速度图、加速度图程序：pi=3.1415926; c=pi/180; h=50; f1=45; f0=90; fs=60; f01=80; fs1=130; %升程阶段 f=0:1:360; for n=0:f1s(n+1)=2*h*(f(n+1)/f0) *(f(n+1)/f0); v(n+1)=4*h/(2*f0*c) /(2*f0*c)*f(n+1);a(n+1)=4*h/(f0^2*c^2);endfor n=f1:f0s(n+1)=h-2*h/f0/f0*(f0^2+f(n+1)^2-2*f0*f(n+1));v(n+1)= 4*h/(2*f0*c)/(2*f0*c)*(f0-f(n+1));a(n+1)= -4*h/(f0^2*c^2);end%远休止阶段for n=f0:f0+fss(n+1)=50;v(n+1)=0;a(n+1)=0;end%回程阶段for n=f0+fs:f0+fs+f01s(n+1)=h*(1-(f(n+1)-(f0+fs))/f01);v(n+1)=-h/(f01*c);a(n+1)=0;end;%近休止阶段for n=f0+fs+f01:360;s(n+1)=0;v(n+1)=0;a(n+1)=0;endfigure(1);plot(f,s,'r');xlabel('\phi/\circ');ylabel('s/mm');grid on;title('推杆位移线图')figure(2);plot(f,v,'r');xlabel('\phi/\circ');ylabel('v/\ommiga');grid on;title('推杆速度线图') figure(3);plot(f,a,'r');xlabel('\phi/\circ');ylabel('a/\ommiga');grid on;title('推杆加速度线图')ds/dφ-s图程序：t =0:0.001:pi/4;s=100*(2*t/pi).^2;v=4*50*t*4/pi.^2;hold onplot(s,v);t=pi/4:0.001:pi/2;s=50-400*(pi/2-t).^2/pi.^2;v=4*50*(pi/2-t)*4/pi.^2;hold onplot(s,v);t=pi/2:0.001:5*pi/6;s=50;v=0;hold onplot(s,v);t=5*pi/6:0.001:23*pi/18;s=50*(1-(t-15*pi/6)/(90*pi/180));v=-5/8;hold onplot(s,t);t=23*pi/18:0.001:2*pi;s=0;v=0;hold onplot(s,t);grid onplot(s,v);滚子半径的确定及凸轮理论轮廓和实际轮廓绘制程序：h=60;w=1;e=20;rr=20;s0=80;q=90*pi/180;qs=(90+60)*pi/180;q1=(90+60+80)*pi/180;for i=1:1:120qq(i)=i*pi/180.0;s1=h/2-h/2*cos(pi*qq(i)/q);v1=(pi*w*h/q/2)*sin(pi*qq(i)/q);x(i)=(s0+s1)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i));y(i)=(s0+s1)*sin(qq(i))+e*cos(qq(i));b(i)=(s0+s1)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i))-v1*sin(qq(i));a(i)=-(s0+s1)*sin(qq(i))-e*cos(qq(i))+v1*cos(qq(i));xx(i)=x(i)-rr*b(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));yy(i)=y(i)+rr*a(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));endfor i=121:1:180qq(i)=i*pi/180;s2=h;v2=0;x(i)=(s0+s2)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i));y(i)=(s0+s2)*sin(qq(i))+e*cos(qq(i));a(i)=-(s0+s2)*sin(qq(i))-e*cos(qq(i))+v2*cos(qq(i));b(i)=(s0+s2)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i))-v2*sin(qq(i));xx(i)=x(i)-rr*b(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));yy(i)=y(i)+rr*a(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));endfor i=181:1:270qq(i)=i*pi/180;qq1(i)=qq(i)-(120*pi/180+60*pi/180);s3=h-h*qq1(i)/(90*pi/180);v3=-w*h/(90*pi/180);x(i)=(s0+s3)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i));y(i)=(s0+s3)*sin(qq(i))+e*sin(qq(i));a(i)=-(s0+s3)*sin(qq(i))-e*cos(qq(i))+v3*cos(qq(i)); b(i)=(s0+s3)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i))-v3*sin(qq(i)); xx(i)=x(i)-rr*b(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));yy(i)=y(i)+rr*a(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));endfor i=271:1:360qq(i)=i*pi/180;x(i)=(s0+0)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i));y(i)=(s0+0)*sin(qq(i))+e*cos(qq(i));a(i)=-(s0+0)*sin(qq(i))-e*cos(qq(i));b(i)=(s0+0)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i));xx(i)=x(i)-rr*b(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));yy(i)=y(i)+rr*a(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));endplot(x,y,'r',xx,yy,'g')text(50,20,)text(65,40,)。
哈工大机械原理大作业2-凸轮
Harbin Institute of Technology机械原理大作业二课程名称：机械原理设计题目：凸轮结构设计院系：能源学院指导教师：唐德威赵永强设计时间：2013年6月27日哈尔滨工业大学一、设计题目1、凸轮机构运动简图：2、凸轮机构的原始参数序号升程升程运动角升程运动规律升程许用压力角回程运动角回程运动规律回程许用压力角远休止角近休止角21 110 150°3-4-5多项式40°100°3-4-5多项式60°45°65°二、凸轮推杆升程、回程运动方程及推杆位移,速度,加速度线图1、推杆升程，回程运动方程如下：A.推杆升程方程：设11/ rad sω=，由3-4-5多项式可知：当56ϕπ≤≤时，有：3451112211112211112(10156)30(12)60(132)s h T T Th Tv T Tha T T Tωφωφ=-+=-+=-+式中10/ϕφT=H=110 ,056φπ=B.推杆回程方程：当13π/12 ≤φ≤59π/36 时，有：2345222221222'0221222'0[1(10156)]30(12)60(132)s h T T T h v T T T h a T T T ωφωφ=--+=--+=--+ 式中 ()02'0s T ϕφφφ-+=h=110 056φπ= '059φπ= ϕs =5π/92、推杆位移,速度,加速度线图如下（用matlab 编程得）：A 、推杆位移线图clear clcx1=linspace(0,5*pi/6,300);x2=linspace(5*pi/6,13*pi/12,300); x3=linspace(13*pi/12,59*pi/36,300); x4=linspace(59*pi/36,2*pi,300); t1=x1/(5*pi/6)s1=110*(10*t1.^3-15*t1.^4+6*t1.^5); s2=110;t2=9*x3/(5*pi)-39/20;s3=110*(1-(10*t2.^3-15*t2.^4+6*t2.^5)); s4=0;plot(x1,s1,'k',x2,s2,'k',x3,s3,'k',x4,s4,'k') ; xlabel('角度/rad'); ylabel('位移s/mm'); title('推杆位移线图'); grid;B、推杆速度线图clearclcx1=linspace(0,5*pi/6,300);x2=linspace(5*pi/6,13*pi/12,300);x3=linspace(13*pi/12,59*pi/36,300);x4=linspace(59*pi/36,2*pi,300);f1=5*pi/6;t1=x1/f1;f2=5*pi/9;t2=9*x3/(5*pi)-39/20;v1=(t1.^2-2*t1.^3+t1.^4)*3300/f1;v2=0;v3=-30*110*(t2.^2-2*t2.^3+t2.^4)/f2;v4=0;plot(x1,v1,'k',x2,v2,'k',x3,v3,'k',x4,v4,'k') xlabel('角度/rad ');ylabel('速度v/(mm/s)');title('推杆速度线图');grid;C、推杆加速度线图clearclcx1=linspace(0,5*pi/6,300);x2=linspace(5*pi/6,13*pi/12,300);x3=linspace(13*pi/12,59*pi/36,300);x4=linspace(59*pi/36,2*pi,300);f1=5*pi/6;t1=x1/f1;f2=5*pi/9;t2=9*x3/(5*pi)-39/20;a1=60*110*(t1-3*t1.^2+2*t1.^3)/f1^2;a2=0;a3=-60*110*(t2-3*t2.^2+2*t2.^3)/f2^2;a4=0;plot(x1,a1,'k',x2,a2,'k',x3,a3,'k',x4,a4,'k') xlabel('角度/rad');ylabel('加速度a/ ');title('推杆加速度线图');grid;三、凸轮机构的ds/dψ---s线图，并依次确定凸轮的基圆半径和偏距1、凸轮机构的ds/dψ--s线图：clearclcx1=linspace(0,5*pi/6,300);x2=linspace(5*pi/6,13*pi/12,300);x3=linspace(13*pi/12,59*pi/36,300);x4=linspace(59*pi/36,2*pi,300);f2=5*pi/9;f1=5*pi/6;t1=x1/(5*pi/6)s1=110*(10*t1.^3-15*t1.^4+6*t1.^5);s2=110;t2=9*x3/(5*pi)-39/20;s3=110*(1-(10*t2.^3-15*t2.^4+6*t2.^5));s4=0;v1=(t1.^2-2*t1.^3+t1.^4)*3300/f1;v2=0;v3=-30*110*(t2.^2-2*t2.^3+t2.^4)/f2;v4=0;plot(v1,s1,'r',v2,s2,'r',v3,s3,'r',v4,s4,'r'); xlabel('ds/dψ');ylabel('位移s/mm');title(' ds/dψ—s曲线');grid;2、确定凸轮的基圆半径和偏距：clearclcx1=linspace(0,5*pi/6,300);x2=linspace(5*pi/6,13*pi/12,300);x3=linspace(13*pi/12,59*pi/36,300);x4=linspace(59*pi/36,2*pi,300);f2=5*pi/9;f1=5*pi/6;t1=x1/(5*pi/6)s1=110*(10*t1.^3-15*t1.^4+6*t1.^5);s2=110;t2=9*x3/(5*pi)-39/20;s3=110*(1-(10*t2.^3-15*t2.^4+6*t2.^5));s4=0;v1=(t1.^2-2*t1.^3+t1.^4)*3300/f1;v2=0;v3=-30*110*(t2.^2-2*t2.^3+t2.^4)/f2;v4=0;k1=tan(pi/2-40*pi/180);k2=-tan(pi/6);f=sym('-k1*(2*k/f1^3-6*k^2/f1^4+4*k^3/f1^5)+k^2/f1^3-2*k^3/f1^4+k ^4/f1^5=0');k=solve(f);t01=k/f1;s01=110*(10*t01.^3-15*t01.^4+6*t01.^5);v01=(t01.^2-2*t01.^3+t01.^4)*3300/f1;c=80.5056;d=41.7790;%求出推程切点坐标x=-200:1:200;y5=k1*(x-c)+d;f2=5*pi/9;k2=-tan(pi/6);f=sym('-k2*(-2*(k*9/(5*pi)-39/20)*9/(5*pi)+6*(k*9/(5*pi)-39/20)^2 *9/(5*pi)-4*(k*9/(5*pi)-39/20)^3*9/(5*pi))-(k*9/(5*pi)-39/20)^2+2 *(k*9/(5*pi)-39/20)^3-(k*9/(5*pi)-39/20)^4=0');k=solve(f);t02=k*9/(5*pi)-39/20;s02=110*(1-(10*t02.^3-15*t02.^4+6*t02.^5));v02=-30*110*(t02.^2-2*t02.^3+t02.^4)/f2;o=32.1715;p= -112.4712;%求出回程切点坐标y6=k2*(x-p)+o;y7=x*-k1;plot(v1,s1,v2,s2,v3,s3,v4,s4,x,y5,x,y6,x,y7);xlabel('ds/dψ');ylabel('位移s/mm');title(' ds/dψ—s曲线');grid;所以，由图就可以确定回转中心所在的区域，所以，可取偏距 e=20mm ， 080s = mm ， 所以 222200802082.46r s e =+=+= mm 。
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题目及要求(1) 机械加工工艺路线（工序安排）① 工艺方案分析 加工重点、难点② 工序编排 加工顺序、内容③ 加工设备和工艺装备(2) 关键问题分析① 加工工艺问题② 装夹问题③ 生产率问题④ 新技术(3) 解决关键问题的工艺措施（参阅资料）一、零 件 的 分 析零件的工艺分析：零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求需要加工的表面：1.小孔的上端面、大孔的上下端面；2.小头孔0.021022+-Φmm 以及与此孔相通的8Φmm 的锥孔、8M 螺纹孔；mm；3.大头半圆孔55位置要求：小头孔上端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.05mm、大孔的上下端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm。
由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。
再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。
二、零件加工工艺设计（一）确定毛坯的制造形式零件材料为HT200。
考虑到零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。
选用铸件尺寸公差等级CT9级，该拨叉生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为：工序适当分散；广泛采用专用设备，大量采用专用工装。
（二）基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。
（1）粗基准的选择：以零件的底面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。
这样就可以达到限制五个自由度，再加上垂直的一个机械加紧，就可以达到完全定位。
（2）精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔内圆柱表面为辅助的定位精基准。
（三）制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。
再生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用的夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。
处此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
1. 工艺方案分析此零件加工工艺大致可分为两个：方案一是先加工完与Ф22mm的孔有垂直度要求的面再加工孔。
而方案二悄悄相反，先是加工完Ф22mm的孔，再以孔的中心轴线来定位加工完与之有垂直度要求的三个面。
方案一的装夹次数少，但在加工Ф22mm的时候最多只能保证一个面定位面与之的垂直度要求。
其他两个面很难保证。
因此，此方案有很大的弊端。
方案二在加工三个面时都是用Ф22mm 孔的中心轴线来定位这样很容易就可以保证其与三个面的位置度要求。
2.制定工艺路线工序1 粗铣Ф40mm孔的两头的端面，Ф73mm孔的上下端面。
工序2 精铣Ф40mm孔的两头的端面，Ф73mm孔的上下端面。
工序3 粗镗、半精镗、精镗Ф55mm孔至图样尺寸。
工序4 钻、扩、铰两端Ф22mm孔至图样尺寸。
工序5 钻M8的螺纹孔，钻Ф8的锥销孔钻到一半，攻M8的螺纹。
工序6 铣断保证图样尺寸。
工序7 去毛刺，检查。
（四） 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“CA6140车床拨叉”零件材料为HT200，毛坯重量约为1.6㎏,生产类型为大批生产，采用铸造毛坯。
根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.外圆表面（Ф40mm 及Ф73mm 外表面）考虑到此表面为非加工表面，其精度为铸造精度CT9即可。
又因它们是对称的两个零件最后还需铣断，故对Ф40mm 的中心轴线的尺寸偏差为120±1.25的范围内。
2. 两小孔0.21022+Φ毛坯为实心，两内孔精度要求界于IT7~IT8之间，参照由参考文献[1]表8-21确定工序尺寸及余量：钻孔：Ф21.8mm 2Z=21.8mm铰孔：0.21022+Φmm 2Z=0.2mm3.中间孔（Ф55mm 及Ф73mm ）中间孔尺寸相对较大可以铸造，根据参考文献[2]表1-13得：孔的铸造毛坯为Ф49. Ф73的孔是在Ф55孔的基础之上铣削加工得到，其轴向尺寸上下表面距离为30mm ，由于其对轴向的尺寸要求不高，直接铸造得到。
参照参考文献[1]表8-95确定Ф73mm 工序尺寸及余量：粗铣：Ф71mm Z=4mm 精铣：Ф73mm Z=1mm 参照参考文献[1]表8-95确定Ф55mm 工序尺寸及余量：粗 镗：Ф53mm 2Z=4mm 半精镗：Ф54mm精 镗：Ф55mm4.螺纹孔及销孔由参考文献[1]表8-70确定钻Ф8螺纹孔和Ф8圆柱销孔及螺纹孔的攻丝。
（五）确定切削用量及基本工时工序1 粗铣Ф40mm 孔的两头的端面。
1. 加工条件工件材料：HT200，硬度190～260HBS ，σb =0.16Gpa ，铸造。
加工要求：粗铣两头端面至51mm 、粗铣大孔端面至30mm 。
机床：X52K 立式铣床参数。
刀具：涂层硬质合金盘铣刀Ф45mm ，选择刀具前角γo ＝＋5°后角αo ＝8°，副后角αo ’=8°，刀齿斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,过渡刃Kr ε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽b ε=1mm 。
2.计算切削用量1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择a p =2mm ，一次走刀即可完成所需长度。
2）计算切削速度 按《简明手册》V c =v pv v e v z v p m v o v K Zu a y f X a T q d C 算得 V c ＝98mm/s ，n=439r/min,V f =490mm/s据X52K 立式铣床参数，选择n c =475r/min,V fc =475mm/s,则实际切削速度 V c =3.14×80×475/1000=1.06m/s,实际进给量为f zc =V fc /n c z=475/(300×10)=0.16mm/z 。
3)校验机床功率 查《简明手册》Pcc=1.5kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc 。
故校验合格。
最终确定 a p =2mm ，n c =475r/min,V fc =475mm/s ，V c =1.06m/s ，f z =0.15mm/z 。
4）计算基本工时t m ＝L/ V f =9.4s 。
工序2 钻、铰两端Ф22mm 孔之图样尺寸。
1. 加工条件工件材料：HT200，硬度190～260HBS ，σb =0.16Gpa ，铸造。
加工要求：钻孔至Ф21.8mm ，精铰至Ф22mm ，保证孔壁粗糙度Ra=1.6μm 。
机床：Z512台式钻床。
刀具：YG8硬质合金麻花钻Ф21.8mm ，钻头采用双头刃磨法，后角αo＝12°、二重刃长度b ε=2.5mm 、横刀长b=1.5mm 、宽l=3mm 、棱带长度mm l 5.11= 、1202=ϕ° 100=α°、30=β°。
YG8硬质合金铰刀Ф22mm 。
2.计算切削用量1）查《切削用量简明手册》 r mm f /1.1=。
按钻头强度选择r mm f /75.1= 按机床强度选择r mm f /53.0=，最终决定选择机床已有的进给量r mm f /1.1= 。
2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查《简明手册》）为0.5～０.８mm ，寿命min 60=T ．3）切削速度查《切削用量简明手册》 r mm v c /12= 修正系数 0.1=TV K 0.1=MV K 0.1=tv K 0.1=Kxv 0.11=v K 10=apv K 故r mm v c /12=。
min /46510000r d v n s ==π 查《简明手册》机床实际转速为min /460r n c =。
故实际的切削速度s m n d v sc /52.010000==π3. 计算基本工时s nf L t m 745.12721030=⨯+== 由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。
钻和精铰的切削用量如下：钻孔： min /460r n = r mm f /1.1= s m v c /52.0= mm d 8.210=。
精铰：min /850r n = r mm f /1= s m v c /98.0= mm d 220= 。
工序3 粗铣中间孔上端面至Ф25mm ，周径至Ф71mm ；粗铣中间孔下端面至22mm ，周径至Ф71mm ；精铣两头孔的端面至50mm ；精铣中间孔上端面至25mm ，周径至Ф73mm ；精铣中间孔下端面至周径至Ф73mm 。
1. 加工条件工件材料：HT200，硬度190～260HBS ，σb =0.16Gpa ，铸造。
加工要求：粗铣中间孔上端面至Ф25mm ，周径至Ф71mm ；粗铣中间孔下端面至22mm ，周径至Ф71mm ；精铣两头孔的端面至50mm ；保证粗糙度Ra=3.2μm ；精铣中间孔上端面至25mm ，周径至Ф73mm ；精铣中间孔下端面至保证20mm,周径至Ф73mm ，保证端面粗糙度Ra=3.2μm ，保证孔壁粗糙度Ra=6.3μm 。
机床：X63卧式铣床。
刀具：涂层硬质合金盘铣刀Ф45mm ，选择刀具前角γo ＝＋5°后角αo ＝8°，副后角αo ’=8°，刀齿斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,过渡刃Kr ε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽b ε=1mm 。
2.计算切削用量1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择a p =4mm ，一次走刀即可完成所需长度。
2）计算切削速度 按《简明手册》V c =v pvv e v z v p m v o v K Z u a y f X a T q d C 算得 V c ＝98mm/s ，n=780r/min,V f =490mm/s据X52K 立式铣床参数，选择n c =750r/min,V fc =475mm/s,则实际切削速度 V c =3.14×80×750/1000=1.78m/s,实际进给量为f zc =V fc /n c z=750/(300×10)=0.25mm/z 。
3)校验机床功率 查《简明手册》Pcc=2kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc 。
故校验合格。
最终确定 a p =1mm ，n c =750r/min,V fc =475mm/s ，V c =1.78m/s ， f z =0.15mm/z 。