機械原理課程設計說明書

1、機械原理課程設計說明書 目 錄一課程設計的目的和任務二工作原理與結(jié)構(gòu)組成三設計方案確定四擬訂傳動系統(tǒng)方案五確定機構(gòu)尺寸參數(shù)六運動分析及參數(shù)計算七.對整機設計的結(jié)果分析,本機的優(yōu)缺點和改進意見八.收獲體會和建議九參考文獻牛頭刨床機構(gòu)的分析與綜合一、課程設計的目的和任務1、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(shù)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

2、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。2、任務本課程設計的任務是對牛頭刨床的機構(gòu)選型、運動方案的確定；對導桿機構(gòu)進行運動分析和動態(tài)靜力分析。并在此基礎上確定飛輪轉(zhuǎn)慣量，設計牛頭刨床上的凸輪機構(gòu)和齒輪機構(gòu)。二、工作原理與結(jié)構(gòu)組成牛頭刨床的簡介牛頭刨床是用于加工中小尺寸的平面或直槽的金屬切削機床，多用于單件或小批量生產(chǎn)。為了適用不同材料和不同尺寸工件的粗、精加工，要求主執(zhí)行構(gòu)件刨刀能以數(shù)種不同速度、不同行程和不同起始位置作水平往復直線移動，且切削時刨刀的移動速度低于空行程速度，即刨刀具有急回現(xiàn)象。刨刀可隨小刀架作不同進給

3、量的垂直進給；安裝工件的工作臺應具有不同進給量的橫向進給，以完成平面的加工，工作臺還應具有升降功能，以適應不同高度的工件加工。三、設計方案的確定方案（a）采用偏置曲柄滑塊機構(gòu)。結(jié)構(gòu)最為簡單，能承受較大載荷，但其存在有較大的缺點。一是由于執(zhí)行件行程較大，則要求有較長的曲柄，從而帶來機構(gòu)所需活動空間較大；二是機構(gòu)隨著行程速比系數(shù)K的增大，壓力角也增大，使傳力特性變壞。方案（b）由曲柄搖桿機構(gòu)與搖桿滑塊機構(gòu)串聯(lián)而成。該方案在傳力特性和執(zhí)行件的速度變化方面比方案（a）有所改進，但在曲柄搖桿機構(gòu)ABCD中，隨著行程速比系數(shù)K的增大，機構(gòu)的最大壓力角仍然較大，而且整個機構(gòu)系統(tǒng)所占空間比方案（a）更大。（C

4、）方案（c）由擺動導桿機構(gòu)和搖桿滑塊機構(gòu)串聯(lián)而成。該方案克服了方案（b）的缺點，傳力特性好，機構(gòu)系統(tǒng)所占空間小，執(zhí)行件的速度在工作行程中變化也較緩慢。比較以上三種方案，從全面衡量得失來看，方案(c)作為刨削主體機構(gòu)系統(tǒng)較為合理。四擬定傳動系統(tǒng)方案 傳動系統(tǒng)的作用通常是實現(xiàn)減速、增速和變速，有時也用作實現(xiàn)運動形式的轉(zhuǎn)換，并且在傳遞運動的同時，將原動機的輸出功率和轉(zhuǎn)矩傳遞給執(zhí)行機構(gòu)。 通常要把原動機的輸出運動傳給執(zhí)行機構(gòu)，僅選用一種傳動裝置或機構(gòu)的情況較少見，大多數(shù)情況是選擇若干種傳動裝置或機構(gòu)合理地加以組合布置，構(gòu)成一個傳動系統(tǒng)，才能實現(xiàn)預期的工作要求。在進行傳動裝置和機構(gòu)的選擇與設計時應注意以

5、下問題：(1) 設原動機的轉(zhuǎn)速為nd，執(zhí)行機構(gòu)原動件的設計轉(zhuǎn)速為nr，則傳動裝置系統(tǒng)的總傳動比如果傳動裝置系統(tǒng)由n個傳動裝置或機構(gòu)串聯(lián)組成，其每個傳動裝置或機構(gòu)的傳動比分別為i1，i2，in，則i =i1.i2.i3.in每種傳動裝置或機構(gòu)的傳動比的取值可參閱表3.1。若i大于推薦值時，通常應該用兩級或兩級以上的傳動裝置或機構(gòu)串聯(lián)組合來進行傳動。常用傳動機構(gòu)的合理取值范圍傳動機構(gòu)種類平帶V帶摩擦輪齒輪蝸桿鏈圓周速度 m/s52553015251512015351540減速比58157104880610最大功率 kw20007501200150250500005503750(2) 當系統(tǒng)為減速傳

6、動時，宜使i1< i2< i3 in，并使相鄰兩級傳動比相差不要太大。這樣可使中間各級軸有相對較高的轉(zhuǎn)速和較小的扭矩，轉(zhuǎn)軸及軸上的零件可以設計得尺寸較小，從而獲得較為緊湊的結(jié)構(gòu)。(3) 因為傳動軸及軸上的傳動零件的尺寸，主要取決于所傳遞的扭矩。當系統(tǒng)傳遞的功率一定時，軸的轉(zhuǎn)速愈高，其扭矩愈小，傳動軸與傳動零件的尺寸可以設計得愈小，故宜將傳動能力小的機構(gòu)安排在高速級。如帶傳動和摩擦傳動宜布置在高速級；需要密封的齒輪傳動宜布置在高速級，這樣因齒輪尺寸小，可減小密封箱體的外廓尺寸；生產(chǎn)成本高、加工困難的零件宜布置在高速級，如錐齒輪傳動宜布置在高速級。(4) 為了使機器運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，減少震動沖

7、擊和噪音，宜將帶傳動布置在高速級，從而可利用傳動帶的彈性吸振、打滑，防止過載時損壞基它零件。鏈傳動沖擊、振動大，宜布置于中、低速膜的形成，從而提高蝸桿傳動的效率。(5) 蝸桿傳動宜布置在高速級，以便提高齒面的相對滑動速度，有利于液體動力潤滑油膜的形成，從而提高蝸桿傳動的效率。(6) 為了減少能耗、減輕振動，宜將轉(zhuǎn)換運動形式的機構(gòu)，如凸輪機構(gòu)、連桿機構(gòu)、螺旋機構(gòu)等布置在與執(zhí)行機構(gòu)相連的低速級一端。(7) 選擇盡可能短的傳動鏈結(jié)構(gòu)。因為這樣作可減少機械的構(gòu)件、零件數(shù)目，降低制造成本，提高機械效率和系統(tǒng)的傳動精度和可靠性，同時也關系到設備的使用、保養(yǎng)和維修的簡便程度。皮帶傳動比i0=1.9齒輪傳動比

8、i12=3.2 i34=3.9由電動機傳出的轉(zhuǎn)速為1440轉(zhuǎn)/分，經(jīng)過皮帶輪減速度變?yōu)?40，再經(jīng)過齒輪減速最后輸出的速度為60轉(zhuǎn)/分。五確定機構(gòu)尺寸參數(shù)AB1CED24531.尺寸參數(shù)確定依據(jù) 行程速比系數(shù)或壓力角確定。尺度綜合過程如下： 由K=1.5求得極位夾角q；由導桿機構(gòu)特性知道，導桿擺角等于極位夾角，即ymax=q；由行程H和q可求出導桿長；由LAC(例如為500mm)和 q可求出曲柄長LAB；由LDE / LCD=0.20.3可求出連桿長LDE；為使RRP桿組的壓力角較小，滑塊5的導路與D¢D連線的距離應等于導路線與D¢D弧水平切線的距離，以此確定L。牛頭刨床主

9、執(zhí)行機構(gòu)尺度2.尺寸參數(shù)計算極位夾角：導桿長度： mm連桿長度： =0.28 =197.4mm曲柄長度: mm六運動分析及參數(shù)計算1.導桿的運動分析導桿機構(gòu)的運動分析。根據(jù)已定出的尺寸參數(shù)及原動件轉(zhuǎn)速n,用解析法求出當曲柄轉(zhuǎn)角從刨頭處于最左側(cè)起，沿轉(zhuǎn)動方向沒隔20度計算一組運動參數(shù)，其中包括各構(gòu)件的角位置，角速度，角加速度以及刨頭的位移（以最左側(cè)為零點），速度和加速度；并用計算機輔助設計計算并在同一副圖中繪出刨頭的位移曲線，速度曲線和加速度曲線.運動 分 析 圖2.計算機輔助設計計算程序:3.計算數(shù)據(jù)輸出Excel角度(°)位移(m)速度(m/s)加速度(m/s ²)00.

10、148635-0.952589-18.451421200.085789-1.250686-10.885106400.013635-1.32517-5.22081460-0.059741-1.304687-1.31026280-0.130202-1.2224441.459828100-0.194507-1.08263.353826120-0.249329-0.8799764.32992140-0.291026-0.6099214.053101160-0.316016-0.2831831.882557180-0.3227930.01923-2.276337200-0.319790.51-4.127426220-0.322835-0.007496-3.415398240-0.03041610.8075267.486176260-0.2255632.00822114.31502280-0.0926532.6073853.5536443000.0455832.236436-15.0667743200.1453771.282357-26.1843673400.180378-0.051292-23.7407434. 圖象輸出七.對整機設計的