課程設(shè)計(jì)牛頭刨床設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、重慶理工大學(xué)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)牛頭刨床設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 學(xué)號(hào): 姓名: 班級(jí): 組別:第七小組 指導(dǎo)老師：林昌華目錄一、概述31、設(shè)計(jì)目的32、設(shè)計(jì)任務(wù)33、設(shè)計(jì)方法3二、牛頭刨床機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介3三、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析41、速度分析62、加速度分析83、刨頭位移線圖.11四、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)111、凸輪設(shè)計(jì)要求112、凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件位移、速度、加速度線圖13五、齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)141、齒輪設(shè)計(jì)要求142、齒輪計(jì)算153、繪制齒輪嚙合區(qū)圖18六、設(shè)計(jì)自我評(píng)述與體會(huì)18七、設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn).20一、概述1.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)目的 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生掌握機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)能力的技術(shù)基礎(chǔ)課程，它是機(jī)械原理課程學(xué)習(xí)

2、過(guò)程中的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)目的在于鞏固和加深所學(xué)的理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決有關(guān)本課程實(shí)際問(wèn)題的能力，使學(xué)生對(duì)于常用機(jī)構(gòu)（連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)和齒輪機(jī)構(gòu)）設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)分析有比較完整的認(rèn)識(shí)，。以及熟悉機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟及方法，其中包括選型、運(yùn)動(dòng)方案的確定、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的分析和整體設(shè)計(jì)等，進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)計(jì)算和解決工程技術(shù)問(wèn)題的能力2、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)是對(duì)主體機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)分析，并根據(jù)給定機(jī)器的工作要求，在此基礎(chǔ)上繪制凸輪、齒輪；或?qū)Ω鳈C(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。要求學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成1# 設(shè)計(jì)圖一張，3# 設(shè)計(jì)圖兩張，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份（20頁(yè)左右）。3、

3、 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)方法機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)方法大致可以分為圖解法和解析法。圖解法幾何概念較清晰直觀；解析法精度較高，本設(shè)計(jì)主要用圖解法進(jìn)行設(shè)計(jì)二、牛頭刨床機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機(jī)床，如圖一，電動(dòng)機(jī)經(jīng)皮帶和齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng)曲柄2 和固接在其上的凸輪8。刨床工作時(shí)，由導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)2-3-4-5-6帶動(dòng)滑枕6和刨刀7作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。要求工作行程時(shí)，滑枕6應(yīng)速度較低，且近似等速移動(dòng)，而空回行程時(shí)，滑枕具有較高速度，實(shí)現(xiàn)快速返回。另外，齒輪等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)四桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)棘輪g轉(zhuǎn)動(dòng)。棘輪與絲桿相連，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)刀。刨床機(jī)構(gòu)在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)，主軸速度波動(dòng)很大，為此，常采用飛輪調(diào)整速度波動(dòng)。 三、牛頭刨床導(dǎo)桿

4、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析1、牛頭刨床導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知條件 符號(hào)n2khlo2o4lbc/lo4br/mmmmmm71001.65705500.362、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)連桿5傳力給滑枕的最有利條件確定擺動(dòng)導(dǎo)桿長(zhǎng)度和滑枕導(dǎo)路xx的位置，即曲柄和擺桿轉(zhuǎn)動(dòng)副連線應(yīng)垂直于導(dǎo)路xx，且xx應(yīng)位于擺桿端點(diǎn)所畫(huà)圓弧高的平分線上。作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)位置圖。以滑枕6的左極限位置時(shí)曲柄 的位置作為起始點(diǎn)1，每隔30取一個(gè)位置，共12個(gè)位置。每個(gè)小組的每一個(gè)人分配一個(gè)位置（特殊位置除外）作運(yùn)動(dòng)分析，繪速度多邊形和加速度多邊形。以刨頭左極限點(diǎn)為基點(diǎn)，收集12個(gè)位置測(cè)量出的位移，繪出刨頭位移線圖。分析連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成（

5、拆分桿組），并說(shuō)明該機(jī)構(gòu)的級(jí)別。 3速度分析（1）基本尺寸(r/min)kh(mm)(mm)1001.65705500.36 確定各桿件的長(zhǎng)度：=8.37rad/s （2）速度分析：選取速度比例尺=1/40msmm大?。?.66 ？ ？方向：o2a o4a o4bva2=1.66*sin6.7=0.194m/sw2=va2/o4a=0.65rad/svb=w2*o4b=0.534m/s vc=vb+vcb大?。?？ 0.534 ？方向：水平 o4b cb量得vc=0.45m/s（2）加速度分析：選取加速度比例尺=0.01mmma點(diǎn)：aan=aa4n+aa4t+aaa4 k+ar方向：/o2a

6、/o4a o4a o4a /o4a大小： ？ ？aaa4 k=2w2*va1a2=2*0.65rad/s*1.65m/s2=2.145m/s2aan=w*w*lo2a=8.37*8.37*197.8mm=13.857m/s2aa4n=w2*w2*lo2a=0.65*0.65*197.8mm=0.084m/s2 取u=0.01m/s2/mm 作圖量得 aa4t=15.4m/s2o4b的角加速度為=aa4t/lo2a=7.786rad/s c點(diǎn)：ac=abt+abn+acb方向：水平 /o4b o4b bc大?。?？ ？abn=w2*lo4b=0.65rad/s*821.6mm=0.534m/s2

7、abt=*lo4b=6.39m/s2取u=0.1m/s2/mm量得ac=0.7m/s24、拆分桿組 該六桿機(jī)構(gòu)可看成由級(jí)機(jī)構(gòu)、一個(gè)rpr級(jí)基本組和一個(gè)rrp級(jí)基本組組成的，即可將機(jī)構(gòu)分解成圖示三部分。5、繪出刨頭位移線圖四、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1、 凸輪設(shè)計(jì)要求 根據(jù)牛頭刨床導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)選定凸輪軸徑30mm。凸輪基圓直徑大于或等于軸徑的2倍凸輪滾子半徑等于基圓半徑的0.2倍。繪制凸機(jī)構(gòu)從動(dòng)件位移、速度、加速度線圖根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理繪制凸輪輪廓。2、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知條件本組選擇第七種方案3、根據(jù)以上數(shù)據(jù)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律得運(yùn)動(dòng)方程如下=h(0) -sin(20)( 2)每隔十度進(jìn)行角位移求解帶入得1=20(1012

8、0) -sin(210120)( 2) 2=20(20120) -sin(220120)( 2) 3=20(30120) -sin(230120)( 2) 4=20(40120) -sin(240120)( 2) 5=20(50120) -sin(250120)( 2) 6=20(60120) -sin(260120)( 2) 7=20(70120) -sin(270120)( 2) 8=20(80120) -sin(280120)( 2) 9=20(90120) -sin(290120)( 2) 10=20(100120) -sin(2100120)( 2) 11=20(110120) -s

9、in(2110120)( 2) 12=20(120120) -sin(2120120)( 2) 3、繪制凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件位移線圖 4、繪制凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件速度線圖5、繪制凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件加速度線圖五、齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1、 齒輪設(shè)計(jì)要求要求齒輪不根切，且實(shí)際中心距的尾數(shù)取為0或5，設(shè)計(jì)該傳動(dòng)并完成計(jì)算和驗(yàn)算；繪制齒輪嚙合區(qū)圖（可以不繪制齒廓形狀），標(biāo)出基圓、齒頂圓、節(jié)圓、嚙合角、嚙合起始點(diǎn)b2、b1和嚙合極限點(diǎn)n1、n2，并注明單齒嚙合區(qū)和雙齒嚙合區(qū)；用圖上量取的實(shí)際嚙合線段b2b1確定重合度，并與公式計(jì)算值進(jìn)行比較。2、齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知條件方案 參數(shù)z1z2 m() ()7156512203、齒輪機(jī)構(gòu)的

10、運(yùn)動(dòng)示意圖4、齒輪計(jì)算二、計(jì)算過(guò)程：已知：z1=15 z2=65 m=12 =20 ha*=1 c*=0.25分度圓：d1=mz=180mm d2=mz=780mm標(biāo)準(zhǔn)中心距: a=m(z1+z2)/2=480mm實(shí)際中心距：a=480mm嚙合角：=20變位系數(shù)：x1+x2=0 x1=(17-z1)/17=0.118 x2=-0.118中心距變動(dòng)系數(shù)： y=(-)/m=0齒頂高降低系數(shù)： y=(x1+x2)+y=0節(jié)圓： d1=d1cos/ cos=180mm d2=d2cos/ cos=780mm齒頂圓：da1=d1+2ha*= d1+2(ha*+x1-y)m=206.832mm da2=d

11、2+2ha*= d2+2(ha*+x2-y)m=801.168mm齒根圓：df1=d1-2hf1=d1-2(ha*+c*-x1)m=152.832mm df2=d2-2hf2=d2-2(ha*+c*-x2)m=152.832mm基圓： db1= d1cos=169.14mm db2= d2cos=732.96mm重合度： =z1(tana1-tan)+z2(tana2-tan) a1=arcos(r1cos/ra1)=35a2=arcos(r2cos/ra2)=24 =1.64如嚙合圖： b1b2=52mm pb=pcos=mcos =b1b2/ pb=1.47 三、繪制嚙合圖 齒輪嚙合圖是將

12、齒輪各部分按一定比例尺畫(huà)出齒輪嚙合關(guān)系的一種圖形.它可以直觀的的表達(dá)一對(duì)齒輪的嚙合特性和嚙合參數(shù),并可借助圖形做必要的分析。(1) 漸開(kāi)線的繪制: 漸開(kāi)線齒廓按漸開(kāi)線的形成原理繪制,如圖以齒輪輪廓線為例，其步驟如下: 按齒輪幾何尺寸計(jì)算公式計(jì)算出各圓半徑: r1 ，r2，r1 ，r2， ra1 ，ra2，rb1 ，rb2，畫(huà)出各相應(yīng)圓,因?yàn)橐笫菢?biāo)準(zhǔn)齒輪嚙合,故節(jié)圓與分度圓重合. 連心線與分度圓(節(jié)圓)的叫點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)p,過(guò)節(jié)點(diǎn)p作基圓切線,與基圓相切與n1,則即為理論嚙合線的一段，也是漸開(kāi)線發(fā)生線的一段5、繪制齒輪嚙合區(qū)圖六、設(shè)計(jì)自我評(píng)述：通過(guò)一段時(shí)間的設(shè)計(jì)，讓我對(duì)所學(xué)知識(shí)得到了更深的理解，也學(xué)

13、會(huì)了運(yùn)用各種資料、工具，熟練了cad等軟件的使用，體會(huì)到了同伴之間的密切合作的重要性等等。同時(shí)這之間的種種工作也離不開(kāi)老師的熱情指導(dǎo)，在此表示深深的謝意。 首先,對(duì)機(jī)械原理這門(mén)課程有了更深入的了解.平時(shí)的只停留在一個(gè)初等的感性認(rèn)識(shí)水平,沒(méi)有真正的理解透所學(xué)的具體原理的應(yīng)用問(wèn)題,但在自己做設(shè)計(jì)過(guò)程中老在問(wèn)為什么,如何解決,通過(guò)這樣的想法,是自己對(duì)自己所學(xué)的理論有了深入的理解.在設(shè)計(jì)過(guò)程中,如何才能把所學(xué)的理論運(yùn)用到實(shí)際中,這才是我們學(xué)以所獲,學(xué)以致用的真正宗旨,這也是當(dāng)我們從這個(gè)專業(yè)畢業(yè)后所必需具有的能力,這也更是從學(xué)到時(shí)間的過(guò)程,才能為自己在以后的工作中游刃有余,才能為機(jī)械工業(yè)的發(fā)展盡綿薄之力

14、.其次對(duì)所學(xué)的專業(yè)課產(chǎn)生了很大的興趣.在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)機(jī)械的很多東西滲透在我們生活的方方面面,小到鐘表,大到航天器，都用到了機(jī)械的相關(guān)內(nèi)容。這也給自己很大的學(xué)習(xí)范圍和任務(wù)，更給了自己很大的發(fā)展空間和興趣的培養(yǎng)。最后對(duì)團(tuán)隊(duì)的合作有了更深的體會(huì)。每個(gè)人不可能方方面面都會(huì)，這就需要團(tuán)隊(duì)組員各自發(fā)揮自己的優(yōu)點(diǎn)，說(shuō)出各自的想法，取長(zhǎng)補(bǔ)短，這樣才能從別人身上學(xué)到自己所缺的能力和品質(zhì)，在現(xiàn)代的企業(yè)合作中，團(tuán)隊(duì)合作精神是很重要的，各個(gè)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)都需要很多人傾注心血，這樣才能是企業(yè)有長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。雖然這次設(shè)計(jì)已告一段落，但是我知道學(xué)海無(wú)涯、學(xué)無(wú)止境，這是一個(gè)結(jié)尾，同時(shí)也只是一個(gè)開(kāi)始。今后，我會(huì)以更飽滿的熱情

15、投入到今后的學(xué)習(xí)生活中，做一個(gè)不斷探索，勇于創(chuàng)新的大學(xué)生。此方案分析及其評(píng)價(jià) 1，機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)，f=3*5-(2*7+1)=1,曲柄為機(jī)構(gòu)原動(dòng)件。2,通過(guò)曲柄帶動(dòng)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和滑塊機(jī)構(gòu)使刨刀往復(fù)移動(dòng),實(shí)現(xiàn)切削功能，能滿足功能要求.且滑塊行程可以根據(jù)桿長(zhǎng)任意調(diào)整；3,工作性能, 工作行程中，刨刀速度較慢，變化平緩符合切削要求, 擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)使其具有急回作用，可滿足任意行程速比系數(shù)k的要求；4,傳遞性能, 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角恒為90度，傳動(dòng)性能好，能承受較大的載荷，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)鏈較長(zhǎng)，傳動(dòng)間隙較大；5,動(dòng)力性能 ,傳動(dòng)平穩(wěn)，沖擊震動(dòng)較小.6,結(jié)構(gòu)合理性,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理,尺寸和重量也較小,制造和維修也較易.7,經(jīng)濟(jì)性，無(wú)特殊工藝和設(shè)備要求,成本較低.七、參考文獻(xiàn) 1 孫恒，陳作模。機(jī)械原理（第七版）。北京