簡易牛頭刨床機構(gòu)設計

1、湖南農(nóng)業(yè)大學機械原理課程設計簡易牛頭刨床機構(gòu)設計說明書06級機械設計及自動化專業(yè)指導老師: 高 英 武 姓名： 蔣 毅 學號： 2006406011052008 年 5 月目錄第一部分：設計任務書21.設計課題2.運動要求與基本數(shù)據(jù)3.設計任務第二部分：機構(gòu)方案的確定31.機床往復運動方案的確定2.傳動方案的確定3.總傳動比1） 各級傳動比的分配2） 傳動方案示意圖第三部分：運動循環(huán)圖設計6第四部分：主要機構(gòu)的設計計算71.往復運動機構(gòu)設計和運動誤差分析1） 檢驗rmin70o2） 運動分析3） 往復運動H的調(diào)整措施2.進擊運動的驅(qū)動機構(gòu)凸輪機構(gòu)的設計1） 根據(jù)運動循環(huán)圖確定o 、s、o、s2

2、） 確定r0、A、L、max3） 凸輪輪廓曲線設計3.傳動系統(tǒng)的低速級齒輪設計計算4.進給機構(gòu)的間歇運動機構(gòu)運動設計（棘輪機構(gòu)螺旋機構(gòu)）第五部分：對整機設計對結(jié)果分析14第六部分：收獲體會、建議14第七部分：參考文獻14第八部分: 附程序 16第九部分: 附A3的圖紙 15第一部分：設計任務書設計主題簡易牛頭刨床機構(gòu)設計運動要求與基本數(shù)據(jù)1） 刨刀運動為往復水平縱向運動，每分鐘往復次數(shù)為n1三級可調(diào)，行程為H，左行程為切削工作行程，速度均勻，右行程為回程，回程速度較快，行程速比系數(shù)為K。 2）進給運動為工作臺的間歇橫向直線進給，工作臺進給應在刨 刀非切削時間內(nèi)進行， 進給量fz可調(diào)節(jié)，共6級（

3、設為n），按等差級數(shù)分布。參數(shù)n1(str/min)H(mm)Kfz(mm/str)數(shù)據(jù)60、64、726501.70.31.8設計任務設計一種簡易牛頭刨床，列出幾種不同的組合方案，對組合方案進行定性分析，從中選出最佳方案。接下來從傳動系統(tǒng)來設計三聯(lián)滑動齒輪機構(gòu)，從而實現(xiàn)三種速度的轉(zhuǎn)變；設計出運動循環(huán)圖，最后對主要機構(gòu)進行設計計算：分別從往復運動（構(gòu)件尺寸、運動誤差分析、檢驗rmin、運動分析、往復行程H的調(diào)整措施）；進給機構(gòu)的驅(qū)動機構(gòu)凸輪機構(gòu)的設計（擺動從動件的運動規(guī)律、運動循環(huán)圖來確定o 、s、o 、s、確定r0、A、L、max等參數(shù)、凸輪輪廓的曲線設計、凸輪安裝角的設計簡圖及說明）；傳動

4、系統(tǒng)齒輪設計的計算；進給機構(gòu)的間歇運動機構(gòu)運動設計（棘輪機構(gòu)+螺旋機構(gòu)）。最后對整體機構(gòu)設計結(jié)果的分析、個人收獲和建議及參考文獻。用A1號圖紙來繪畫該小型插床的運動簡圖以及構(gòu)件組合的位移、速度、加速度的曲線和構(gòu)件的運動分析圖及計算結(jié)果；凸輪的設計圖和運動循環(huán)圖。第二部分：機構(gòu)方案的設計設計內(nèi)容滿足要求的機構(gòu)示意圖方案特點方案一該方案工作效率高，結(jié)構(gòu)簡單，力學性能好。 方案二 該方案結(jié)構(gòu)簡單，工作效率也較高，但執(zhí)行滑塊處的力學性能不高。方案三該方案結(jié)構(gòu)復雜，執(zhí)行滑塊處力學性能較差。綜合分析通過工作效率，力學性能以及機構(gòu)結(jié)構(gòu)的復雜程度綜合分析，機構(gòu)方案確定為方案一。傳動方案示意圖設計內(nèi)容傳動方案示

5、意圖傳動方案示意設計簡要說明該傳動方案是由電動機的轉(zhuǎn)動帶動皮帶輪轉(zhuǎn)動，從而使三聯(lián)滑移齒輪轉(zhuǎn)動，通過齒輪的嚙合實現(xiàn)了從動件的轉(zhuǎn)動，其中三聯(lián)滑移齒輪能實現(xiàn)三種不同速度的從動件轉(zhuǎn)動。此機構(gòu)在運動過程中運轉(zhuǎn)較平穩(wěn)，傳動效率高、功率大。設計內(nèi)容計算結(jié)果設計結(jié)果傳動方案的確定i1總=n電/n1=1440/60=24 i2總= n電/n2=1440/64=22.5i3總= n電/n3=1440/72=20i1總=24i2總=22.5i3總 =20當n執(zhí)60r/min時取i12、i3=6從而i2=2 取z132 就有z264 、m=5得 a12=m×(z1+z2) /2=240mmi2=24z1=3

6、2 、z 2=64m=5當n執(zhí)64r/min時取i12、i3=6從而i2=1.875 取z132 就有z260 、m=5得a12=m×(z1+z2) /2=230mm變位系數(shù)：x1+x2=2.2768i2=1.875z1=32、z2=60m=5當n執(zhí)72r/min時取i1”2、i3”=6從而i2”=1.67 取z1”36 就有z2”60 m=5得a12”=m×(z1”+z2”)/2=240mmi2”=1.67z1”=36、z2”=60m=5V帶輪的設計取Dmin60D/Dmin=i=2D=60*2=120取標準V帶輪的直徑：有D120mmD1=60D2=120第三部分：運動

7、循環(huán)圖設計簡要說明： 插刀的初始運動為刨刀前進方向，即起始位置為推程起始點，即搖桿與曲柄相互垂直時，（搖桿約為67°時）。當曲柄開始逆時針轉(zhuǎn)動（約-23°）時，刨刀快速進刀，當（搖桿轉(zhuǎn)到約135 °），搖桿開始帶動刨刀進入回程段。同時由凸輪帶動工作臺進給，在完全退刀以前完成進給，以便于進刀的正常的工作。刨刀工作時工作臺靜止。當刨刀完成完一次進刀和退刀后回到初始位置。然后重復以上過程。 第四部分：主要機構(gòu)的設計計算主要機構(gòu)的設計計算過程：尺度綜合：已知， 要求設計的機構(gòu)壓力角最小 機架長400450mm，取CA機架=450mm K=1.7,H=650mm計算過程：

8、機架長度在400450mm之間 確定CA機架=450mm K=1.7 ， K=（360 - 1）/ 1，1 = 400/2 ° 3 = 200 / 2 °，2 = 90 - 200 / 2 ° 在直角三角形ABC中，Sin2= 0.3961 AB=178.245mm 又 要求H=650mm CE=820.4999mmED=325 / Cos 20 = 349.5CD = 753.3964 mm 誤差分析誤差分析分析過程齒輪傳動比由公式i總i1×i2×i3ik i/i理|（i理i實）|/i理30一級變速時：i理24 i帶=2.02 i1=2 i2

9、=6 i實i帶×i1×i2=24.24 就有：i/i理10<30.0二級變速時：i理22.5 i帶=2.02 i1=1.875 i2=6 i實i帶×i1×i2=22.725 就有：i/i理15<30.0三級變速時：i理20 i帶=2.02 i1=1.67 i2=6 i實i帶×i1×i2=20.2404 就有：i/i理12<30.0由以上可得：此變速系統(tǒng)的齒輪合理行程數(shù)比、運動機構(gòu)K實(1800+)/(1800)=1.7213 K理=1.7就有：K/K理=|（K理K實）|/K理=12.5<30.0 H實648.2

10、3mm H理=650mm就有：H/ H理=|（H理H實）|/H理=2.723<30.0由以上可得：此行程數(shù)比K和運動機構(gòu)合理檢驗rmin70o，即壓力角20°由幾何法解得20°故符合要求。運動分析點位曲柄轉(zhuǎn)角刨刀位移（mm）刨刀速度（mm/s）刨刀加速度a（mm/ s2）1140°73.3624629.0325381.412260°48.8041907.4966375.14速度，加速度，位移計算由C語言程序得出。（詳見 第八部分程序）凸輪機構(gòu)的設計 1） 擺動從動件運動規(guī)律 推程：正弦運動規(guī)律1=0×sin90×3.14

11、5;(15)/85 回程：余弦運動規(guī)律2=0×cos90×3.14×(120)/60 2） 確定r0=60mm A=120mm L=100mm max=18° 3) 確定0=85° s=20° 0=60° s=180° s=15° 4) 凸輪輪廓曲線設計 根據(jù)推程角度計算公式和回程角度計算公式可求出一系列數(shù)值數(shù)據(jù)列表如圖所示凸輪轉(zhuǎn)角推程1 0°0° 9°0.836°18°1.500°27°3.736°36°7.176

12、°45°10.254°54°11.986°63°12.473°凸輪轉(zhuǎn)角回程263°12.473°54°11.986°45°10.254°36°7.176°27°3.736°18°1.500°9°0.836°0°0°根據(jù)表中的數(shù)據(jù)用圖解法可以求出凸輪的輪廓曲線。凸輪的輪廓曲線的作圖步驟如下： 以O為圓心，分別以A和r0為半徑作同心圓，擺桿取L=100mm。 用反轉(zhuǎn)法在大

13、圓上取相應的推程運動角、遠休止角、回程運動角、近休止角。將推程運動角平均分成9份，回程運動角平均分成9份，以每個等分點為圓心，擺桿長度為半徑畫圓弧，與小圓交于一系列的點，連接這一系列的點與相應的等分點，再根據(jù)相應的將擺桿偏轉(zhuǎn)，與剛才所畫的圓弧的交點即為凸輪理論輪廓上的點，用光滑的曲線將各點連接起來，得到凸輪的理論輪廓線。在輪廓線上取一系列的點為圓心以r滾為半徑的小圓，這些小圓的內(nèi)包絡線就是凸輪的實際輪廓曲線。傳動系統(tǒng)的低速級齒輪設計計算及Sa、a的校核已知：6>m4 Zmin17齒輪參數(shù)表齒輪尺寸名稱12345678i62.01.8751.67x 1+x2002.2760x00001.1

14、301.14600m5z1696326432603660d80480160320168.6311.2180300ha55555hf6.256.256.256.256.25a280240240240da49090170330178.6321.2190310df467.567.5147.5307.5156.1298.7167.5287.5db451.0575.17150.35300.70151.83280.25169.14281.91s7.857.857.857.85e7.857.857.857.8520°20°25.771°20°a23.0033.3527

15、.8224.3327.4924.4327.1024.58Saa1.661.70yy對以上數(shù)據(jù)進行校核都符合要求。進給機構(gòu)的間歇運動機構(gòu)運動設計（棘輪機構(gòu)螺旋機構(gòu)）1） 計算棘輪機構(gòu)齒數(shù)Z，齒頂圓直徑Da已知棘輪模數(shù)m=2，絲桿螺距t6mm,單頭Z=總級數(shù)（n）/進給量(fz)=6/0.3=20 Da=mZ=20×2=40mm2進給機構(gòu)的間歇運動機構(gòu)示意圖 機構(gòu)實際組裝圖第五部分：對整機設計的結(jié)果分析總體評價：該設計方案基本滿足機械原理的功能和要求，有較好的穩(wěn)定性，合理性，經(jīng)濟性等優(yōu)點，大體上能夠滿足工作要求，但仍然存在不足的地方有待改進。設計結(jié)果的主要不足：1. 在機構(gòu)方案確定的過程

16、中，由于缺乏實踐經(jīng)驗，以及對所學知識不牢，所確定的機構(gòu)可能不是最佳方案。2. 在求速度、加速度等運動分析計算過程中用的是C語言編的程序，由于編程能力有限，無法時確保精度與準確率，或者，可能由于語法出錯，邏輯不嚴謹，存在一定的誤差。3. 在傳動比的設計過程中，采用的是計算和拼湊的方法，計算出的齒輪傳動方案不是最佳，存在設計上的缺陷。4. 在設計凸輪驅(qū)動進給機構(gòu)時，推程有加速度突變，存在柔性沖擊。設計結(jié)果的改進：1） 設計傳動齒輪過程中，改善傳動質(zhì)量，減少磨損，盡可能設計成變位齒輪。齒輪的傳動比設計也不是很理想。2） 在設計過程中應多應用計算機，進行計算和仿真等功能。3） 凸輪的設計應盡量使其在不同的運動過程中采用不同的運動規(guī)律，避免行程中的突變，減少沖擊。第六部分：收獲體會、建議 在本次課程設計中，發(fā)現(xiàn)自己在機械原理這門