機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)-牛頭刨床2點(diǎn)和八點(diǎn)說(shuō)明書

1、學(xué) 學(xué) 日 2012年01月12日1目錄：一.機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介3導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析3計(jì)算數(shù)據(jù)4二.設(shè)計(jì)（計(jì)算）說(shuō)明書41.導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（1）畫機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖5（2）對(duì)位置點(diǎn)進(jìn)行速度分析和加速度分析7（3）對(duì)位置2點(diǎn)進(jìn)行速度分析和加速度分析8（4）對(duì)位置8點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析9（5）對(duì)位置2點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析142.凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)193.齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)24三.參考文獻(xiàn)272一 . 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 。 電 動(dòng) 機(jī) 經(jīng) 皮 帶 和 齒 輪 傳 動(dòng) ，帶 動(dòng) 曲 柄 2 和 固 結(jié) 在 其 上 的 凸 輪 8。刨床 工 作 時(shí) ,由導(dǎo) 桿

2、機(jī) 構(gòu) 2-3-4-5-6帶 動(dòng) 刨 頭 6 和 刨 刀 7 作 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) 。刨 頭 右 行 時(shí) ，刨 刀 進(jìn) 行 切 削 ，稱 工 作行 程 時(shí) 要 求 速 度 較 低 并 且 均 勻 減 少 電 動(dòng) 機(jī) 容 量 和 提 高 切 削 質(zhì) 量 ；刨 頭 左 行 時(shí) ，刨 刀 不 切 削 ，稱 空 回 行 程 ，此 時(shí) 要 求 速 度 較 高 ，以 提 高 生產(chǎn) 率 。為 此 刨 床 采 用 有 急 回 作 用 的 導(dǎo) 桿 機(jī) 構(gòu) 。刨 刀 每 次 削 完 一 次 ，利 用空 回 行 程 的 時(shí) 間 輪 8 通 過(guò) 四 桿 機(jī) 構(gòu) 1-9-10-11與 棘 輪 帶 動(dòng) 螺 旋 機(jī) 構(gòu) ，使

3、 工 作 臺(tái) 連 同 工 件 作 一 次 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) ，以便 刨 刀 繼 續(xù) 切 削 。刨頭 在 工 作 行程 中 ，受 到 很 大 的 切 削 阻 力 ，而 空 回 行 程 中 則 沒(méi) 有 切 削 阻 力 。因 此 刨 頭在 整 個(gè) 運(yùn) 動(dòng) 循 環(huán) 中 ， 受 力 變 化 是 很 大 的 ， 這 就 影 響 了 主 軸 的 勻 速 運(yùn) 轉(zhuǎn) ，故 需 安 裝 飛 輪 來(lái) 減 少 主 軸 的 速 度 波 動(dòng) 提 高 切 削 質(zhì) 量 和 減 少 電 動(dòng) 機(jī) 容量 。圖 1-11導(dǎo) 桿 機(jī) 構(gòu) 的 運(yùn) 動(dòng) 分 析3已 知位 于 導(dǎo) 桿 端 點(diǎn) B 所 作 圓 弧 高 的 平 分 線 上 。要 求

4、 作 機(jī) 構(gòu) 的 運(yùn) 動(dòng) 簡(jiǎn) 圖 作 機(jī) 構(gòu) 兩 個(gè) 位 置 的 速 度 速 度 多 邊 形 以曲 柄 每 分 鐘 轉(zhuǎn) 數(shù) n ， 各 構(gòu) 件 尺 寸 及 重 心 位 置 ， 且 刨 頭 導(dǎo) 路 x-x2及 刨 頭 的 運(yùn) 動(dòng) 線 圖 上 內(nèi) 容 與 后 面 動(dòng) 態(tài) 靜 力 分 析 一 起 畫 在 1 號(hào) 圖 紙 上 。 1 設(shè) 計(jì) 數(shù) 據(jù)678導(dǎo) 桿 機(jī) 構(gòu) 的 運(yùn) 動(dòng) 分 析導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析r/minkgm2240 50 200 700 7000 80200 50 220 800 9000 80180 40 220 620 8000 100LLLLLL方04B04B04B04B04B

5、04B6472案430 110 810曲 柄 位 置 的 確 定4曲 柄 位 置 圖 的 作 法 為 ： 取 1 和 8為 工 作 行 程 起 點(diǎn) 和 終 點(diǎn) 所 對(duì) 應(yīng) 的 曲 柄位 置 ， 1和 7為 切 削 起 點(diǎn) 和 終 點(diǎn) 所 對(duì) 應(yīng) 的 曲 柄 位 置 ， 其 余 2、312等 ， 是 由 位 置 1 起 ， 順 方 向 將 曲 柄 圓 作 12 等 分 的 位 置 （ 如 下 圖 2圖 1-25選擇表中方案1取 第 2位置 和 第 8位置 （ 如 下 圖 1-3）。圖 1-36速度分析以速度比例尺=s)/mm和加速度比例尺a=s2)/mm用相對(duì)運(yùn)動(dòng)的圖解法作該兩個(gè)位置的速度多邊形

6、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）v=v=l 2 O2A表格 1-1位置未知量 方程V4VC5a = +a =a + aKra nA4A4A4A3A4A3A44O4A4A4 A3Vac572桿速度圖：如圖1-4v=L pa=v/l v4A4v=l=BB4v=L=pcCv圖1-41-54上A2 2 2a=a=wl xl =s202AoA2an2l =A44 oA48KA4A3=2wv =4圖 1-5ua = L =s2pcca8桿速 度 圖 ： 如 圖 1-69V = v + va4a3a4a3O4a O2aaaCl =93. l =383. M=F cos18 l

7、 +M+ F cos4 l +Gsin13。All4l +F l =0llF = N代入數(shù)據(jù)， 得方向垂直O(jiān)B向右4 =F +F + + G +F + F n4與y軸OB OB4 方向: BC OB4大?。?P。作力的多邊形如圖1-8所示，選取力比例尺圖8F =R34NEA=9025NF =FA=2000NnOB方向：向下RO4N4F =F =FR23因?yàn)榍?滑塊3的重量可忽略不計(jì)，有R34R321.3對(duì)曲柄分析，共受 2個(gè)力，分別為R ,R 和一個(gè)力偶M，由于3212滑塊3為二力桿，所以R = R ，方向相反，因?yàn)榍?只受3234兩個(gè)力和一個(gè)力偶，所以F 與 F 等大反力，由此可以求得:

8、R12R32h 2則，對(duì)曲柄列平行方程有， 2即O242M=m即第二節(jié) 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求概述：已知擺桿 9 作等加速等減速運(yùn)動(dòng)，要求確定凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸，選取滾子半徑，將凸輪實(shí)際輪廓 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求概述畫在 2 號(hào)圖紙上。該凸輪機(jī)構(gòu)的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律為等加速等減速運(yùn)動(dòng)。各數(shù)據(jù)如表：7575max單位數(shù)據(jù)度10度4015. 1252.由以上給定的各參數(shù)值及運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得其運(yùn)動(dòng)方程如下表：回程o+so+s+o/2=/12-24（-17/36）/252=-96（-17/36）/252推程o /2o 回程o+s+o/2o+s+o=/12-24（5/12-）/25 =24（8/9-）

9、/25=-96（8/9-）/252=-192/25=192/253.依據(jù)上述運(yùn)動(dòng)方程繪制角位移、角速度、及角加速度的曲線：15 ） ） ）圖(1) 代表，過(guò) 3 點(diǎn)做橫軸的垂線，并在該垂線上截取 33代表(先做前半部分拋物線).做 03 的等分點(diǎn) 1、2 兩點(diǎn)，分別過(guò)這兩點(diǎn)做軸的平行線。、將左方矩形邊等分成相同的分?jǐn)?shù),得到點(diǎn) 1和 2 、將坐標(biāo)原點(diǎn)分別與點(diǎn) 1,2,3相連,得線段 O1,O2和 03,分別超過(guò) 1,2,3 點(diǎn)且平行與 軸的直線交與 1,2和 3.、將點(diǎn)0,1,2,3連成光滑的曲線,即為等加速運(yùn)動(dòng)的位移曲線的部分,后半段等減速運(yùn)動(dòng)的位移曲線的畫法與之相似.(2)角速度曲線: =/

10、mm 和角速度比例尺 =(rad/s)/mm,在軸上截取 線段代表。16）由角速度方程可得=/2, = o,求得v換算到圖示長(zhǎng)度,3點(diǎn)處=max/2,故 位于過(guò)3點(diǎn)且平行與軸的直線.由于運(yùn)動(dòng)為等加速、等減速,故連接max003即為此段的角速度圖,下一端為等減速連接36即為這段角速度曲線。其他段與上述畫法相同,只是與原運(yùn)動(dòng)相反。(3)角加速度曲線:選取與上述相同的凸輪轉(zhuǎn)角比例尺 =/mm 和角加速度比例尺=(rad/s)/mm在軸上截取線段代表。由角加速度方程求的角加速度.因運(yùn)動(dòng)為等加速,等減速,故各段加速度值也相同,只是方向相反.序號(hào)偏角012345151517678913段為加速段為正值,軸

11、上取做平行于13的直線段即為段的加速度，其余各段與3做法相似。0()圖(3)作擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)原理凸輪旋轉(zhuǎn)角速度）后，將凸輪固定不動(dòng)，而從動(dòng)件連同機(jī)架將以（）繞凸輪擺動(dòng)，則從動(dòng)件的尖頂在復(fù)合運(yùn)動(dòng)中的軌跡就是要設(shè)計(jì)的凸輪輪廓。設(shè)計(jì)凸輪輪廓：、繪制凸輪的理論輪廓線既滾子軸心實(shí)際輪廓將 4等份， 選取適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度比例尺定出O2和O9O2為圓l心，以r/為半徑，作圓，再以以O(shè)2為圓心，以rOb90ll為圓心，以l O D/為半徑，作圓弧交基圓與D（D OD便是從動(dòng)件的9o9lOOO起始位置，注意，要求從動(dòng)件順時(shí)針擺動(dòng)，故圖示位置D位于中心線OO 的左2 9O側(cè)。 以O(shè)為圓心，以lO O/

12、OO22 9o92l開(kāi)始依次取推程運(yùn)動(dòng)角=75，遠(yuǎn)休止角=10，回程運(yùn)動(dòng)角 =75和o0s遠(yuǎn)休止角 =200,并將推程和回程運(yùn)動(dòng)角各分成 4 等份,得 O91 ,O92,sO93O99各點(diǎn)。它們便是逆時(shí)針?lè)较蚍崔D(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)體軸心的各個(gè)位置。 分別以O(shè)91,O92,O93O99為圓心，以lO9D/e為半徑畫圓弧，它們與基圓相交于 D ，D ，D D ，并作D O91D1，D O9rD分別等123912于擺桿角位移1，2，3。并使O91D1= O91 D ，O92D2= O92D ，12則得D 重合）各點(diǎn)，這些點(diǎn)就是逆時(shí)針?lè)较蚍崔D(zhuǎn)時(shí)從動(dòng)件9擺桿端滾子軸心的軌跡點(diǎn)。 將點(diǎn)D1，D2，D9連成光滑曲線。

13、連成的光滑曲線便是凸輪的理論輪廓，亦即為滾子軸心的輪廓軌跡。B、繪制凸輪的實(shí)際輪廓： 在上述求得的理論輪廓線上，分別以該輪廓線上的點(diǎn)為圓心，以滾子半徑為半徑，作一系列滾子圓。 作該系列圓的內(nèi)包絡(luò)線，即為凸輪的實(shí)際輪廓，如圖。C、校核輪廓的最小曲率半徑min：在設(shè)計(jì)滾子從動(dòng)件凸輪的工作輪廓時(shí)，若滾子半徑r 過(guò)大，則會(huì)導(dǎo)致工作t輪廓變尖或交叉。在理論輪廓線上選擇曲率最大的一點(diǎn)E，以E為圓心作任意半徑的小圓，再以該圓與輪廓的兩個(gè)交點(diǎn)F和G于H、I、J、K四點(diǎn)；連HI、JK得交點(diǎn)C，則C點(diǎn)和長(zhǎng)度CE可近似地分別作為理論輪廓上的曲率中心和曲率半徑min。由圖可知，CEr，故該凸輪輪廓的最小曲率半徑min

14、符合要求。t第三節(jié) 齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：一 、設(shè)計(jì)要求：計(jì)算該對(duì)齒輪傳動(dòng)的各部分尺寸，以2號(hào)圖紙繪制齒輪傳動(dòng)的嚙合圖，整理說(shuō)明書。1、齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)示意圖192、已知各數(shù)據(jù)如表：符號(hào)2單位 r/min數(shù)據(jù) 1440r/min 度60 20201003006二、計(jì)算過(guò)程：因?yàn)閚 /n =d /d =480r/minZZ12(80)480451492465分度圓齒距（mm）20中心距300n n得z=80/ z z /z zz z zn /zn22 1o 1211 2三、繪制嚙合圖齒輪嚙合圖是將齒輪各部分按一定比例尺畫出齒輪嚙合關(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

15、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)算出各圓直徑: d ，d ，do” ob畫出各相應(yīng)圓,因?yàn)橐笫菢?biāo)準(zhǔn)齒輪嚙合,故節(jié)圓與分度圓重合.，d，oaof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N P1切與N,則1即為理論嚙合線的一段，也是漸開(kāi)線發(fā)生線的一段N P1 23將線段分成若干等份：、 、NON P根據(jù)漸開(kāi)線特性，圓弧長(zhǎng)不易測(cè)得，可按下式計(jì)算N0弧111N 01所對(duì)應(yīng)弦長(zhǎng)：N P N d 1代入數(shù)據(jù)：1bdb按此弦長(zhǎng)在基圓上取0 點(diǎn)。將基圓上的弧長(zhǎng)N0 分成同樣等份，的基圓上的對(duì)應(yīng)分點(diǎn)1，2，3。1過(guò) 1，2，3 點(diǎn)作基圓的切線，并在這些切線上分別截取線段，使其1p 222p 3p、得 ， ， ， ，各點(diǎn)的曲線即為節(jié)圓以下部分的漸開(kāi)線。將基圓上的分點(diǎn)向左延伸，作出 ， ，取51、666 1、，可得節(jié)圓以上漸開(kāi)線各點(diǎn)，直至畫到超出齒頂圓 為止。當(dāng)dd時(shí)，基圓以下一段齒廓取為徑向線，在徑向線與齒根圓之間以rfb.mm為半徑畫出過(guò)渡圓角；當(dāng)dd時(shí)，在漸開(kāi)線與齒根圓之間畫出過(guò)渡fb圓角。（）嚙合圖的繪制：選取比例尺=2mm/mm, 定出齒輪Z 與Z 的中心以O(shè) O 心作出基圓，l1分度圓，節(jié)圓，齒根圓，齒頂圓畫出