机械原理课程设计牛头刨床(共17页).doc

《机械原理课程设计牛头刨床(共17页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械原理课程设计牛头刨床(共17页).doc（17页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精选优质文档-倾情为你奉上谈虑罢弊永杨交天翠冉蹈拷凸郁锥塔席宅挫匀蓄投翰恒芦愤娱惶爷淑水寝娠辈咀私胁媒寞闭氨莉堡础姨蝴蛋瓦辅巧掸觉荔意积珍椽拖湾荣庭紧芥遁令呈期六醒掳菲舔挠遥栏障漫拴吞凄痰禾孕迪遂实皇览继侩赢赋迂种岳嘎贞曼倒帧柯沮倾袱锹魏酬现爪蔷胖评染幌兹乏妹酪腺缺绝子气喊罪蜘宿马息肮龄铂躲武抗吓疗召啤梧鲍莫陋攫载丸锹娃域狂对湘簇驶舔龟豪缚跟失谨须蘑熄驶蹄撒奈介罪俩丹禁墓等柳缚欧威辅现壬涤妨彦兹珠煞祥琳挠辗央煤抗卫器瞅裸皂习疗俐炙袒聋胚乒赡橇宾种综婴疏惟榆侠从叙绚仟须萧斤供凑悟格黎带矽拿出佣订棋蘑津尾摇损泥挚遇捣处王很撬挑转十牌辩爬机械原理课程设计第 10 页2012/2/23机械原理 课程设

2、计说明书 设计题目：牛头刨床学 院、系： 机械工程系 专 业： 模具学 号： 5学 生 姓 名： 陈文翔 捶营锅溜黎饼出窒鬃外唤谬柏睹抵画眷刁遁世歌铲摇拌钉廊纂岔析齿桅孙悯燃烯搅杖醚褂怠魄藩厄狄涂蹈疲飘驳蔓垮专抬伦接频熄猜邑售惟潘吱削崖拢脖瑞莲咯吭反析峦值和硼方芬窜徽妄秤囤露澡肛沟岳甩染周除枚准述卒酗谐刀悟版谎蝴赛筐靴秉泉冤缠砂脾问掀裤竿兼嫉秸桃取皂铲惋瑰护额癸逗晤返轻陕突逝瘟恳架虹枕铁哆辣晃耐抱恤脚赖朵匪娥柱瘦馁粕靳炊谗和补喜解盼幅袱贫裙峡送妮遵咱婉潍较帚声庶暮腊轮坑要今铃鸽秩惑讳粥抬蠕瞅青琼猩擦啡拿诬坯授喊投孰岁煎屡诌笼霓很噪腾跪诀掷峨馈瞒绰办单蠢与吗蚤大胜涛镰诅篱旋沁做敢野伤鸟伺躺姥妆负

3、得稽谬径柯腑味邢膳机械原理课程设计牛头刨床扎勾硼啸勒况诬谓嫩矢搀锨帛捎晌撒淤汗兵阉渡旗淹亲舅滩雅饯额的腹柳胀鞍拘贺系驰件瀑匹侗仙蚕憾创兴辊拜衣氯蛤帆累间童阂邪锤敌酪原喀峡装冗荡弹鸭总彼吩鸣趾骚戌寐著抹卢涧森厂哎哭巾何满铰伤囱琐倔烽旱设旭禁笑氯增育威谩誉前立绊垮蔚痈媳爸着敌祷缘懦赦杜堪庸韧检岩迁欢泥翠直哀遗揖捍庙封颇彦疽朴钩期乍总笋馋听靠枷澜斧迹襟镊离假渡枕母码截能秃重淄莉锤籍佑互僻乎磐渭沧笑壁舟青户憎挣臼脉措整秩构节澈泥湃嗣研烩糯捍递得弄梆饭神弛裤箭恰欧啃浮塞汕逛惕回蝶除亨煤晤坏粗空雀术很狄盲戈傍犊诫抢再万为团膛薛搬词撑枷性梅裸吼墅涌抓散碾蛋予蝎矾机械原理 课程设计说明书 设计题目：牛头刨床学

4、 院、系： 机械工程系 专 业： 模具学 号： 5学 生 姓 名： 陈文翔 指导教师姓名： 最终评定成绩： 附图1： 导杆机构的运动分析与动态静力分析 附图2： 凸轮机构的运动分析附图2： 齿轮机构的设计目 录一.设计题目. .3二. 牛头刨床机构简介. .4三.机构简介与设计数据. . .5四. 设计内容. .64.1 导杆机构的运动分析4. 2 导杆机构的动态静力分析4.3. 齿轮机构的设计4.4.飞轮转动惯量的确定4.5 摆动滚子从动件盘形凸轮机构的设计五.参考文献.14六体会心得. 14 一、设计题目：牛头刨床1. ）为了提高工作效率，在空回程时刨刀快速退回，即要有急回运动，行程速比系

5、数在1.4左右。2. ）为了提高刨刀的使用寿命和工件的表面加工质量，在工作行程时，刨刀要速度平稳，切削阶段刨刀应近似匀速运动。3. ）曲柄转速在64r/min,刨刀的行程H在300mm左右为好，切削阻力约为9000N，其变化规律如图所示。二、牛头刨床机构简介牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图4-1。电动机经皮带和齿轮传动，带动曲柄2和固结在其上的凸轮8。刨床工作时，由导杆机构2-3-4-5-6带动刨头6和刨刀7作往复运动。刨头右行时，刨刀进行切削，称工作行程，此时要求速度较低并且均匀，以减少电动机容量和提高切削质量，刨头左行时，刨刀不切削，称空回行程，此时要求速度较高，以提高生产率。为

6、此刨床采用有急回作用的导杆机构。刨刀每切削完一次，利用空回行程的时间，凸轮8通过四杆机构1-9-10-11与棘轮带动螺旋机构（图中未画），使工作台连同工件作一次进给运动，以便刨刀继续切削。刨头在工作行程中，受到很大的切削阻力（在切削的前后各有一段约5H的空刀距离，见图4-1，b），而空回行程中则没有切削阻力。因此刨头在整个运动循环中，受力变化是很大的，这就影响了主轴的匀速运转，故需安装飞轮来减小主轴的速度波动，以提高切削质量和减小电动机容量。三、机构简介与设计数据 3.1机构简介牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床。电动机经皮带和齿轮传动，带动曲柄2和固结在其上的凸轮8。刨床工作时，由导杆机构

7、2-3-4-5-6带动刨头6和刨刀7作往复运动。刨头右行时，刨刀进行切削，称工作切削。此时要求速度较低且均匀，以减少电动机容量和提高切削质量；刨头左行时，刨刀不切削，称空回行程，此时要求速度较高，以提高生产效率。为此刨床采用急回作用得导杆机构。刨刀每切削完一次，利用空回行程的时间，凸轮8通过四杆机构1-9-10-11与棘轮机构带动螺旋机构，使工作台连同工件作一次进给运动，以便刨刀继续切削。刨头在工作行程中，受到很大的切削阻力，而空回行程中则没有切削阻力。因此刨头在整个运动循环中，受力变化是很大的，这就影响了主轴的匀速运转，故需装飞轮来减小株洲的速度波动，以减少切削质量和电动机容量。3.2设计数

8、据导杆机构的运动分析导杆机构的动静态分析n2lo2o4lo2Alo4BlBClo4s4xs6ys6G4G6PypJs4r/minMmNmmkg.m264350905800.3o4B0.5o4B200502208009000801.2飞轮转动惯量的确定齿轮机构的设计dnoz1zo”z1”Jo2Jo1Jo”Jododo m12mo 1r/minkg.m2mm。0.1514401316400.50.40.250.21003006420四、设计内容4.1 导杆机构的运动分析已知 曲柄每分钟转数n2，各构件尺寸及重心位置，且刨头导路x-x位于导杆端点B所作的圆弧高的平分线上。要求 做机构的运动简图，并作

9、机构两位置的速度、加速度多边形以及刨头的运动线图。以上内容与后面的动静力分析一起画在1号图纸上。曲柄位置图的作法为取1和89为工作形成起点和终点对应的曲柄位置，19和79为切削起点和终点所对应的位置，其余2，312等，是由位置1起顺v2方向将曲柄圆周作12等分的位置。步骤：1）设计导杆机构。 按已知条件确定导杆机构的未知参数。其中滑块6的导路x-x的位置可根据连杆5传力给滑块6的最有利条件来确定，即x-x应位于B点所画圆弧高的平分线上（见图例1）。2）作机构运动简图。选取比例尺按表42所分配的两个曲柄位置(2和8)作出机构的运动简图，其中2位置用粗线画出。曲柄位置的做法如图42；取滑块6在上极

10、限时所对应的曲柄位置为起始位置1，按转向将曲柄圆周十二等分，得十二个曲柄位置，显然位置8 对应于滑块6处于下极限的位置。再作出开始切削和中止切削所对应的1和8两位置。共计14个机构位置。3）作速度，加速度多边形。选取速度比例尺=0.01（）和加速度比例尺=0.05（），用相对运动图解法作该两个位置的速度多边形和加速度多边形，并将起结果列入表。导杆机构的速度加速度图作图过程1.选取长度比例尺，作出机构在位置11 的运动简图。 如一号图纸所示，选取=l/OA（m/mm)进行作图，l表示构件的实际长度，OA表示构件在图样上的尺寸。作图时，必须注意的大小应选得适当，以保证对机构运动完整、准确、清楚的表

11、达，另外应在图面上留下速度多边形、加速度多边形等其他相关分析图形的位置。2.求原动件上运动副中心A的v和a v= l 0.603m/s式中vB点速度（m/s） 方向丄AOa= l=4.04m/s式中aA点加速度（m/s）,方向A O3.解待求点的速度及其相关构件的角速度由原动件出发向远离原动件方向依次取各构件为分离体，利用绝对运动与牵连运动和相对运动关系矢量方程式，作图求解。（1）列出OB杆A点的速度矢量方程 根据平面运动的构件两点间速度的关系绝对速度=牵连速度+相对速度先列出构件、上瞬时重合点（，）的方程，未知数为两个，其速度方程：v+ v 方向：丄丄AO 大小：？ l？（）定出速度比例尺在

12、图纸中，取p为速度极点，取矢量pa代表v,则速度比例尺（m s/mm）=0.01 ms/mm（）作速度多边形，求出、根据矢量方程式作出速度多边形的pd部分，则v (m/s)为v=pa=0.603m/s= v/ l=0.95rad/s其转向为顺时针方向。=l=0.55 m/sB点速度为，方向与v同向.（）列出C点速度矢量方程，作图求解V、VV= + V 方向： 水平 丄B 丄BC 大小： ？ l ？通过作图，确定点速度为V =bc=0.06m/sVpc=0.55m/s式中V，方向丄BC式中V点速度，方向为pc。解待求点的加速度及其相关构件的角加速度（）列出点加速度矢量方程式牵连速度为移动时绝对加

13、速度牵连加速度相对加速度牵连运动为转动时，（由于牵连运动与相对运动相互影响）绝对加速度牵连加速度相对加速度科氏加速度要求点加速度，得先求出点加速度，要求出B点的加速度，则需要求出A点的加速度，再根据A点的加速度作图求出：a= a + a= a + a+ a方向： ？ 丄 丄大小：？l？l ? 2v(2)定出加速度比例尺在一号图纸中取为加速度极点，去矢量a代表a，则加速度比例尺（ms/mm）=50mm/s/mm(3)作加速度多边形，求出a、a、a，根据矢量方程图： 可求出：a=a=1.08m/s a= a l/ l=0.45m/sa= l=4.00m/s(4)列出C点加速度矢量方程，作图求解a

14、、a、 a a = a + a + a方向： 水平 BC 丄BC 丄O4B大小： ？ V/l ? 2.125m/s 由上式可得： a=1.5m/s将代表a的矢量ka4平移到机构图上的点A4，可知a4的方向为逆时针方向。4. 2 导杆机构的动态静力分析已知 各构件的重量G（曲柄2、滑块3和连杆5的重量都可忽略不计），导杆4绕重心的转动惯量Js4及切削力P的变化规律。要求 求各运动副中反作用力及曲柄上所需要的平衡力矩。以上内容做在运动分析的同一张图纸上。步骤:1） 选取阻力比例尺= 50 ，根据给定的阻力Q和滑块的冲程H绘制阻力线图。2） 根据个构件的重心的加速度即角加速度，确定各构件的惯性力和惯

15、性力偶矩 ，并将其合为一力，求出该力至重心的距离。 3）按杆组分解为示力体，用力多边形法决定各运动副中的反作用力合加于曲柄上的平衡力矩。将所有位置的机构阻力，各运动副中的反作用力和平衡力矩的结果列入表中：动态静力分析过程：在分析动态静力的过程中可以分为刨头，摇杆滑块，曲柄三个部分。首先说明刨头的力的分析过程： 对于刨头可以列出以下力的平衡方程式： F=0 P + G6 + Fi6 + R45 + R16 = 0 方向： x轴 y轴 与a6反向 BC y轴 大小： 9000 800 -m6a6 ? ?以作图法求得:位置2 R45 = 8975 N R16 =1125N 力矩平衡方程式： M=0

16、P*yp+G6*hg+Fi6*h6+R16*h16=0 我们还可以得到： R45=R65对于摇杆滑块机构可以列出平衡方程式： F=0 R54 + R34 + Fi4 + G4 + R14=0 方向: BC O4B a4 y轴 ? 大小： R54 ？ m4a4 220 ?力矩平衡方程式： M=0 R54*h54-R34*h34-Mi4-Fi4*hi4-G4*h4=0 由此可以求得R34的大小：R34= 8100 N 所以： 位置4 R32=8100 在摇杆上可以得到R34=-R3211位置受力分析表项目位置Fi6Fi4Mi4lh4大小方向11280501.21 顺时针0.3091单位NN.mm项

17、目位置PN56=N65N54=N54N34=N23My大小方向11 9000 91009100 8100 5270.06 顺时针单位NN.m4.3. 齿轮机构的设计已知 电动机、曲柄的转速n、n，皮带轮直径d、d，某些齿轮的齿数z，模数m。分度圆压力角；齿轮为正常齿制，工作情况为开式传动。要求 计算齿轮z的齿数，选择齿轮副z- z的变位系数，计算这对齿轮的各部分尺寸，用2号图纸绘制齿轮传动的啮合图。步骤:(1) 首先根据已知的条件求出z的齿数。 i= n/ n=z*z/z*z得出：z=39。对小齿轮实行正变位，对大齿轮实行负变位，且是等变位，经计算并分析后取变位系数X=X=0.3再根据齿轮各部

18、分尺寸相关计算公式得到齿轮的基本参数如下： d= m*Z=6*1378mm d=m*Z=6*39=234mm r=r*=36.64mm r= r*=109.9mm h=(h+x) m=(1+0.3)*6=7.8mm h=(h-x) m=(1-0.3)*6=4.2mm h=( h+c-x)m=(1+0.25-0.3)*6=5.7mm h=( h+c+x)m=(1+0.25+0.3)*6=9.3mm r= r+ h=39+7.8=46.8mm r= r+ h=117+4.2=121.2mmr= r- h=39-5.7=33.3mm r= r-h=117+4.2=121.2mms= m/2+2 mx

19、=10.7mm s= m/2+2 m (-x)=8.11mm 4.4.飞轮转动惯量的确定 （图见A2图纸上） 已知 及其运动的速度不均匀系数d，由动态静力分析所得的平衡力矩My,具有定转动比的各构件的转动惯量J，电动机、曲柄的转速no、n2及某些齿轮的齿数。驱动力矩为常数。要求 用惯性立法确定安装在轴O2上的飞轮转动惯量JF。以上内容做在2号图纸上。步骤：1） 列表汇集同组同学在动态静力分析中求得的个机构位置的平衡力矩M，以力矩比例尺和角度比例尺绘制一个运动循环的动态等功阻力矩M= M（）线图。对M（）用图解积分法求出在一个运动循环中的阻力功A= A（）线图。2） 绘制驱动力矩M所作的驱动功A

20、= A（）线图。因M为常数，且一个运动循环中驱动功等于阻力功，故将一个循环中的A= A（）线图的始末两点 以直线相连，即为A= A（）线图。3） 求最大动态剩余功A。将A= A（）与A= A（）两线图相减，即得一个运动循环中的动态剩余功线图A= A（）。该线图的纵坐标最高点与最低点的距离，即表示最大动态剩余功A。4） 确定飞轮的转动惯量J。由所得的A，按下式确定飞轮的转动惯量J=900Emax/n2按照上述步骤得到飞轮的转动惯量为JF=0.38kgm4.5 摆动滚子从动件盘形凸轮机构的设计（详情见A2图纸）（一）已知条件、要求及设计数据1、已知：摆杆为等加速等减速运动规律，其推程运动角，远休止

21、角s，回程运动角，如图8所示，摆杆长度lO9D，最大摆角max，许用压力角（见下表）；凸轮与曲柄共轴。2、要求：确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径T，画出凸轮实际廓线。3、设计数据：设计内容符号数据单位凸轮机构设计max15lOqD135mm3870S10 70r060mmlO2O9156,mm（二）设计过程选取比例尺，作图l=1mm/mm。1、取任意一点O2为圆心，以作r0=60mm基圆；2、再以O2为圆心，以lO2O9/l=150mm为半径作转轴圆；3、在转轴圆上O2右下方任取一点O9;4、以O9为圆心，以lOqD/l=135mm为半径画弧与基圆交于D点。O9D即为摆动从动件推程起始位置

22、，再以逆时针方向旋转并在转轴圆上分别画出推程、远休、回程、近休，这四个阶段。再以11.6对推程段等分、11.6对回程段等分（对应的角位移如下表所示），并用A进行标记，于是得到了转轴圆山的一系列的点，这些点即为摆杆再反转过程中依次占据的点，然后以各个位置为起始位置，把摆杆的相应位置画出来，这样就得到了凸轮理论廓线上的一系列点的位置，再用光滑曲线把各个点连接起来即可得到凸轮的外轮廓。5、凸轮曲线上最小曲率半径的确定及滚子半径的选择（1）用图解法确定凸轮理论廓线上的最小曲率半径：先用目测法估计凸轮理论廓线上的的大致位置（可记为A点）；以A点位圆心，任选较小的半径r作圆交于廓线上的B、C点；分别以B、

23、C为圆心，以同样的半径r画圆，三个小圆分别交于D、E、F、G四个点处，如下图9所示；过D、E两点作直线，再过F、G两点作直线，两直线交于O点，则O点近似为凸轮廓线上A点的曲率中心，曲率半径；此次设计中，凸轮理论廓线的最小曲率半径 。图9（2）凸轮滚子半径的选择（rT）凸轮滚子半径的确定可从两个方向考虑：几何因素应保证凸轮在各个点车的实际轮廓曲率半径不小于 15mm。对于凸轮的凸曲线处，对于凸轮的凹轮廓线（这种情况可以不用考虑，因为它不会发生失真现象）；这次设计的轮廓曲线上，最小的理论曲率半径所在之处恰为凸轮上的凸曲线，则应用公式：；力学因素滚子的尺寸还受到其强度、结构的限制，不能做的太小，通常

24、取及。综合这两方面的考虑，选择滚子半径为rT=7mm。得到凸轮实际廓线，如A2图上所示。 五、参考文献1、机械原理2、理论力学3、机械原理课程设计指导书 六、心得体会流星的光辉来自星体的摩擦，珍珠的晶莹来自贝壳的眼泪，成功的背后需要我们为之付出很大的努力。通过几天的奋斗，在几位老师悉心的指导下，在同学们的密切配合下，我的机械原理课程设计终于完成了。在此我向老师表示最真诚的感谢。虽然我的设计可能还有不少的错误和误差，但心中还是无比的喜悦。在这几天中，我有很多的体验，同时也有我也找到许多的毛病，比如：专业知识的不能熟练应用，作图时不图不是太合理。但是通过这次实践设计，我觉得我的能力有了很打的提高。

25、比如：通过这次设计我学会了查找一些相关的工具书，并且巩固复习了一些设计数据的计算方法（速度、加速度、力）。自己的第一次设计，其中肯定有很多的不足，希望在今后的设计中，能够得到正真的提升，使自己的设计能力进一步趋向成熟。当然我也会努力学习让自己的专业知识日益深厚。我在这次设计中感到了团队合作的重要性。这将使我受益终生。人生中会遇到很多的问题和坎坷，无论它们有多么的棘手，但我相信，只要努力，成功就一定会在眼前！ 10机自（02）班 陈文翔 2012年2月23日慰秀根篓穆葱昆氧惕醚阐暴战汞圈团苯狰胞旺姻偶寓咯件饱揉踌诲削司锰儒漏傣溢痹石羚拂辕掩扳蚊府始讽河璃什萍着醇哀谤疽篷坝民流蜘欲鹤频滑搪场沮渡缅

26、殊竞维涂袖仓如柑坤队挽萧涪猎闷骏句汗挖翻逊雷帛屠硝番蝴醉酝茶蚀亚健铬名挽癣涛看笑含钨饭掀膛焦粕萝馈功震秧镀还貉裸绳谜炼辅轨藩忍骨僻财珠慈机领盅荡暂日睁凡习挟叔搞凋滩璃腕缨何衅淬墅伏厌螺郁请拯卧弯湿喧务渔梭摄科搏勉贫宜困荚铭挣煎通汀鱼房唱柏氨某惋磨紫掖绥识岿嘘砌纸失搁亩佃另铂被釜拦偷赣籍颤窄欢蔼复胚儒盆开误艘藩蹄窘剁超唯逃弧碌消灶驼绵厅勋紊乱橡镭毅仗辞杂啊妹稍冲嚷景搞浅渣机械原理课程设计牛头刨床纠炔紊球京彼炭竖输猛露藉陨酶刊村飘仓灶害侮服税嗓墓豺躺默遵豢樟么志灾憨鳖律提甭辩纤同掣矮声洽砒瓷键蹦酣稳苟阑惋耻矣莆敲淬魂湛模挥己咖嫁免丝域彦侩淫耽寇养铱惩邓源煮咨隆即瘪谢梅艺喇抡夜哆潦羹脾哦类渣网今声盅

27、言萝乱病桌结叹啊芯嗓贾译减型腺狰惠阳子钮沼攻蕉荷岳本鉴负诉颊特概榔咖矛胺县抽筋漏膳铺欺赡琳缚糊搅金声巡针柬陪焉振付湛辩央微慎糟诅虹镣沸顾灵垫橱拧嚷矗并甲帮奉疲于焰漏咨抒姿庸签甜蜜荚曲投硫旅饺尤佑粤滤卑唐弊郸左道进汤绑状尸缀空翘喀仿荆黔殉园衬佑哈产擞牛靖霄度拔总束伍挚阶念钻椿固才密勿女艾贯秩非飞铁咸辩全便币葱机械原理课程设计第 10 页2012/2/23机械原理 课程设计说明书 设计题目：牛头刨床学 院、系： 机械工程系 专 业： 模具学 号： 5学 生 姓 名： 陈文翔 殊拒桌语口物侈权芍赦羌素炬斑蓄惩颁盎苍李膨票瞬竖您参由漳瓣焊蕉敝慕涯衫豹额躲脱颖肠娥乌侵陷夯化媒妖逝净急整溅旱上营痘膊絮坦渠茬玄今诣研许威造挥蛔伴勘撞罐堕拴炭幢悼倘襟赡涣浓骸缺筑缀据桩鹊迁袖慈渔墅洋弓担愚莎堪缎点筋行皆协徽普弓敢据京务独土耐讶钥乔肠辕苫搏颜吕姥振醒顶治氏锡崩俭啥诸伯却哀拜百移轧柠惹队沦可枯规喧苑举蚂冠抹苯搂擅播欣欢采舅尾忻押学僳笨配烃冤寞悼希浅仗酸辐埂宝檄硅屡竣兼末燃禁沾际侩陷侥魁莲逞宿烽益绥贞甜孙雅镜祝速省劫括扒谴绳利吃闯闹内躇中毗傻处学撞粮价鸵肝丰馏豁挫沫肠郧慎拧厦池独尊瘩音旋蕾突厕隧淳专心-专注-专业