牛頭刨床機械原理課程設計6點.

1、大學機械原理課程設計 牛頭刨床傳動機構學院：機電工程學院年級：專業(yè)姓名：學號：2011050431000820110504310009指導老師：日期：2013年6月22日目錄一. 工作原理及工作過程錯誤！未定義書簽。二. 設計任務三. 設計數(shù)據(jù) 錯誤！未定義書簽。四. 設計要求錯誤！未定義書簽。（一）、運動方案設計錯誤！未定義書簽。（二八確定執(zhí)行機構的運動尺寸 錯誤！未定義書簽。（三）、進行導桿機構的運動分析 5（四）、對導桿機構、凸輪機構、齒輪機構設計分析 錯誤！未定義書簽。（五）、數(shù)據(jù)總匯并繪圖 5五、設計方案選定5（一）、導桿機構運動設計數(shù)據(jù)分析 61.10點速度，加速度分析 6（二）凸

2、輪機構設計數(shù)據(jù)分析 10（三）齒輪機構設計數(shù)據(jù)分析 12六、課程設計總結(jié) 13七、心得體會 13一、概述1 .課程設計的題目此次課程設計的題目是：牛頭刨床的主傳動結(jié)構的設計2. 課程設計的任務和目的1）任務:1牛頭刨床的機構選型、運動方案的確定；2導桿機構進行運動分析；3導桿機構進行動態(tài)靜力分析；4. 飛輪設計；5. 凸輪機構設計。2) 目的：機械原理課程設計是培養(yǎng)學生掌握機械系統(tǒng)運動方案 設計能力的技術基礎課程，它是機械原理課程學習過程中的一個 重要實踐環(huán)節(jié)。其目的是以機械原理課程的學習為基礎，進一步鞏固和加深所學的基本理論、基本概念和基本知識，培養(yǎng)學生分 析和解決與本課程有關的具體機械所涉

3、及的實際問題的能力，使學生熟悉機械系統(tǒng)設計的步驟及方法，其中包括選型、運動方案的確定、運動學和動力學的分析和整體設計等，并進一步提高計算、分析，計算機輔助設計、繪圖以及查閱和使用文獻的綜合能 力。.3.課程設計的要求牛頭刨床的主傳動的從動機構是刨頭，在設計主傳動機構時，要滿足所設計的機構要能使牛頭刨床正常的運轉(zhuǎn)，同時設計的主傳動機構的行程要有急回運動的特性，以及很好的動力特性。盡量是設計的結(jié)構簡單，實用，能很好的實現(xiàn)傳動功能。二.機構簡介與設計數(shù)據(jù)1,機構簡介牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機床，如圖 4-1。電動機經(jīng)皮帶 和齒輪傳動，帶動曲柄2和固結(jié)在其上的凸輪 &刨床工作時，由導

4、桿機構2-3-4-5-6帶動刨頭6和刨刀7作往復運動。刨頭右行時，刨 刀進行切削，稱工作行程，此時要求速度較低并且均勻，以減少電動機容量和提高切削質(zhì)量；刨頭左行時，刨刀不切削，稱空回行程，此 時要求速度較高，以提高生產(chǎn)效率。為此刨床采用有急回作用的導桿 機構。刨刀每切削完一次，利用空回行程的時間，凸輪8通過四桿機 構1-9-10-11與棘輪帶動螺旋機構（圖中沒有畫出），使工作臺連同工 件一次進級運動，以便刨刀繼續(xù)切削。刨頭在工作行程過程中，受到 很大的切削阻力（在切削的前后各有一段約0.05H的空刀距離，見圖 4-1, b）而空回行程中則沒有切削阻力。因此刨頭在整個循環(huán)運動中， 受力變化是很大

5、的，這就影響了主軸的勻速運轉(zhuǎn)，故需安裝飛輪來減 小主軸的速度波動，以提高切削質(zhì)量和減少電動機容量。工作臺橫向或垂直進鉛手柄 逬給運動換向手柄、皿趙柄臺于進給鈕 調(diào)節(jié)手柄匚作臺Q耳橫梁變速手柄底座加身調(diào)廿行程怪度手柄工作合-aoswH2,設計數(shù)據(jù)見表4-11)*4- 1設計ft據(jù)導桿機構的圧訪分析0 200山36他ho.5/0(>電輪牯功懺融的確宦0.5 ：0J130導桿也腳的功總靜山舒常Mri卄輪機恂的能計捋艷機構的進計dtr ' Eqj *n<r)mm kpTmJ71W)220mmA20 KO)n2）選擇設計方案:設計內(nèi)容導桿機構的運動分析導桿機構的靜力分析符號n2lO

6、2O4lo 2Alo 4Bl BClo 4S4XS6ys6GGPypJS4單位r/minmmNmmKg m方案U64350905800.3lo 4B0.5lo 4B200502208009000801.2設計內(nèi)容飛輪轉(zhuǎn)動慣量的確定凸輪機構的設計符號5no'Z1Zo'Z1'Jo2Jo1Jo ”Jo'ImaxLo9Da ©© s© '單位r/minKg.m20mm0方案U0.1514401316400.50.40.250.21513538701070r_*巧二匚 tL-P- I-*- 萬案特點:1、結(jié)構簡單，制造方便，能承受較大

7、的載荷；2、具有急回作用，可滿足任意行程速比系數(shù) K的要求;3、滑塊行程可以根據(jù)桿長任意調(diào)整；4、機構傳動角恒為90度，傳動性能好；5、工作行程中，刨刀速度較慢，變化平緩符合切削要求；6機構運動鏈較長，傳動間隙較大；7、中間移動副實現(xiàn)較難。.課程設計的內(nèi)容和步驟1 導桿機構的設計及運動分析1）導桿機構簡圖II/U C42）導桿機構運動分析a、曲柄位置6”速度分析，加速度分析（列矢量方程，畫速度圖，加速度圖） 取曲柄位置6”進行速度分析。因構件 2和3在A處的轉(zhuǎn)動副 相連，故Va2=Va3，其大小等于 型I02A，方向垂直于O2 A線，指向與GQ2 致。型=2 n 2/6O rad/s=6.70

8、20643264rad/sU3 = U2 = ®2 l°2A= 6.702064213 0L09m/s=0.603185779m/s （丄 O2A）取構件3和 4的重合點A進行速度分析。列速度矢量方程，得U4= LA3+ U4A3大小 ？"?方向 丄O4A 丄O2A / O4B取速度極點P，速度比例尺h=0.001（m/s）/mm，作速度多邊形如圖1-4則由圖 1-4知，u4= pa4/ 肉=0.48590227981m/sU4A3 = 8304/ 陽=0.35739623806m/s由速度影像定理求得，U5= ub4= U4 O4B/ O4A=0.6735511

9、7939m/s又q= u4 / I04A=1.16129513687931rad/s取5構件作為研究對象，列速度矢量方程，得U= u+ UCB大小 ？"?方向 / XX丄04B 丄BC取速度極點P,速度比例尺=0.005(m/s)/mm,作速度多邊行如圖1-4。則由圖 1-4知, u=0.66392950064m/sUB=0.1026378747m/s®cb= ucb/1 cb=0.5898728434482 rad/sb.加速度分析：取曲柄位置“6 ”進行加速度分析。因構件2和3在A點處的轉(zhuǎn)動副相連，nn故aA2 = aA3,其大小等于W2|O2A,方向由A指向O2。_=

10、6.7020643264rad/s,nnaA3 = aA2 = 322 LO2A=6.7020642132 >0.09 m/s2=4.042589961168m/s2naA4 = 342 LO4A=0.564275954395379 m/s2取3、4構件重合點A為研究對象，列加速度矢量方程得：naA4=aA4+aA4 -aA3n +aA4A3 K+aA4A3 r大?。?2W4 L O4A?型2 L O2AV?方向：?BA丄O4BA O2丄O4B/ O4B取5構件為研究對象，列加速度矢量方程,得ntac5= aB5+ SC5B5 + a C5B52大??？V W5 L BC ?方向 / XV

11、 C B丄BC取加速度極點為Pz ,加速度比例尺 山=0.5 ( m/s2) /mm, 作加速度多邊形如圖1-5所示.、"r2則由圖 1-5 知, aA4A3 =2.6922723 m/s2aA4 =1.6638155038 m/s用加速度影象法求得0b5 = aB4 =aA4 O4B/ O4A =2.306358585752m/s2n22又aBC = © Lbc =0.0605432950301537m/sSb5 =-2.2105415252 m/£總結(jié)6速度和加速度值以速度 比例尺(1=( 0. 005m/ s) / mm和加速度 比例尺(ia = ( 0.

12、05m/ s2) / mm用相對運動的圖解法作該兩個位置的速度多邊形和加速度多邊形如下圖1-4 , 1- 5 ,并將其結(jié)果列入表格(1-2 )表格 1-1位置未知量結(jié)果VA40.48590227981m/s6Vc0.66392950064m/saA1.6638155038m/s2,-2.2105415252m/s2ac（二）、凸輪機構設計的數(shù)據(jù)分析（一）已知條件、要求及設計數(shù)據(jù)1、 已知：擺桿9為等加速等減速運動規(guī)律，其推程運動角 ，遠休 止角s,回程運動角'，如圖8所示，擺桿長度lo9D，最大擺角® max，許用壓力角a（見下表）；凸輪與曲柄共軸。2、 要求：確定凸輪機構的

13、基本尺寸，選取滾子半徑rt，畫出凸輪實 際廓線。3、設計數(shù)據(jù):（1）設計過程選取比例尺，作圖a i=1mm/m。1）、取任意一點02為圓心，以作ro=45mn基圓；2）、再以02為圓心，以10209/ a i=150mm為半徑作轉(zhuǎn)軸圓；3）、在轉(zhuǎn)軸圓上02右下方任取一點。9；4） 、以09為圓心，以loqD/ a i=135mm為半徑畫弧與基圓交于 D點。09D即為擺動從動件推程起始位置，再以逆時針方向旋轉(zhuǎn)并在轉(zhuǎn)軸圓 上分別畫出推程、遠休、回程、近休，這四個階段。再以11.6對推程段等分、116對回程段等分（對應的角位移如下表所示），并用A 進行標記，于是得到了轉(zhuǎn)軸圓山的一系列的點， 這些點即

14、為擺桿再反 轉(zhuǎn)過程中依次占據(jù)的點，然后以各個位置為起始位置，把擺桿的相應 位置畫出來，這樣就得到了凸輪理論廓線上的一系列點的位置，再用光滑曲線把各個點連接起來即可得到凸輪的外輪廓。5）、凸輪曲線上最小曲率半徑的確定及滾子半徑的選擇（2）用圖解法確定凸輪理論廓線上的最小曲率半徑 n :先用目測法 估計凸輪理論廓線上的Pmin的大致位置（可記為A點）；以A點位圓 心，任選較小的半徑r作圓交于廓線上的B、C點；分別以B、C為 圓心，以同樣的半徑r畫圓，三個小圓分別交于 D、E、F、G四個點 處，如下圖9所示；過D、E兩點作直線，再過F、G兩點作直線， 兩直線交于0點，則0點近似為凸輪廓線上A點的曲率

15、中心，曲率半徑?min ：'0A ；此次設計中，凸輪理論廓線的最小曲率半徑Sn、0G圖9（3）凸輪滾子半徑的選擇（X）凸輪滾子半徑的確定可從兩個方向考慮：幾何因素一一應保證凸輪在各個點車的實際輪廓曲率半徑不小于 15mm。對于凸輪的凸曲線 處二八c - pt，對于凸輪的凹輪廓線二匚（這種情況可以不用考慮，因為它不 會發(fā)生失真現(xiàn)象）；這次設計的輪廓曲線上，最小的理論曲率半徑所 在之處恰為凸輪上的凸曲線，則應用公式：min5= &疳入- 5 = 22mm ；力學因素滾子的尺寸還受到其強度、結(jié)構的限制，不能做的太小，通常取T = （0.1-0.5）r。及4.5 : rT < 2

16、2.5mm。綜合這兩方面的考慮，選擇滾子半徑為T=15mm。（三）、齒輪機構設計已知 電動機、曲柄的轉(zhuǎn)速n °'、乜，皮帶輪直徑d。、do", 某些齒輪的齒數(shù)z,模數(shù)m,分度圓壓力角a （參見表1）;齒輪為 正常齒制，工作情況為開式傳動。1、分析過程（1） Wo=（2* n n2/60） =150.80 rad/sWi =50.27 rad/sW°=25.135 rad/s d仁60mm （分度圓）d2=72mm （齒頂圓）d3=45mm（齒根圓） d4=56.38mm（齒基圓）（2） W°=（2* n n2/60） =150.80 rad/s Wi =50.27 rad/s Wo=25.135 rad/s d1=240mm（分度圓）d2=252mm （齒頂圓）d3=225mm（齒根圓） d4=225.68mm（齒基圓）六、課程設計總結(jié)實驗設計過程，應該懂得理論基礎的應用， 結(jié)合老師所交的理論 內(nèi)容，不斷地對設計進行嘗試和創(chuàng)新， 把握實驗設計的每一點要 求，認真做好總結(jié)和反復分析的邏輯思維。七、心得體會真正的