牛头刨床设计.doc

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1、精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除机械原理课程设计实习报告专业： 机械设计制造及其自动化课题： 牛头刨床机构设计姓名： 王往指导老师：曾小慧 王玉丹目录一、设计任务二、牛头刨床简介及工作原理三、原始参数四、导杆机构的运动综合五、用解析法作导杆机构的运动分析六、导杆机构的动态静力分析七、Matlab编程并绘图八、行星轮系设计九、变位齿轮设计十、课程设计总结十一、参考文献十二、粉末成型压机方案设想一、设计任务1牛头刨床刀杆机构的运动综合、运动分析和动态静力分析；2对牛头刨床传动装置中行星轮机构、齿轮机构进行综合。二、牛头刨床简介及工作原理图1牛头刨床外形图牛头刨床是用于加工中小尺寸的

2、平面或直槽的金属切削机床，多用于单件或小批量生产。为了适用不同材料和不同尺寸工件的粗、精加工，要求主执行构件刨刀能以数种不同速度、不同行程和不同起始位置作水平往复直线移动，且切削时刨刀的移动速度低于空行程速度，即刨刀具有急回现象。刨刀可随小刀架作不同进给量的垂直进给；安装工件的工作台应具有不同进给量的横向进给，以完成平面的加工，工作台还应具有升降功能，以适应不同高度的工件加工。牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，电动机经行星轮系和齿轮Z4、 Z5减速带动曲柄2转动。刨床工作时，由导杆机构2-3-4-5-6带动刨头和刨刀作往复运动。刨头向左时，刨刀进行切削，这个行程称工作行程，刨头受到较大的切

3、削力。刨头右行时，刨刀不切削，称空回行程，此时要求速度较高，以提高生产力。三、原始参数H：刨头行程 ； K：行程速比系数； Fc切削阻力 ； m4 m5 m6分别为导杆、连杆及刨头的质量；J4、J5分别分别为导杆4及导杆5绕各自质心的转动惯量；m1、mH分别为行星减速器中心轮及齿轮4、5的模数；Z4，Z5为齿轮4及5的齿数；n1：电机转速；n2：曲柄2及齿轮5的转速；k：行星轮个数。导杆机构的运动分析和运动综合导杆机构的动力分析HKlO2O3lO3O4/lO3BlBF/lO3BlBS5/lBFm4 m5m6Js4Js5FC单位mmmmkg kg.m2kgII6001.83700.50.30.5

4、 223520.90.0151400行星轮设计变位齿轮n1n2K类型m1Z4Z5mH单位rpmmmmm II10008032K-H 514491620四、导杆机构的运动综合设LO3B=L3 LBF=L4 LO3D=L6 LO2A=L1 LO3O2=L6LO3A=S3 LDE=SE 1、导杆的摆角K=1.82、导杆的长度L33、连杆的长度L44、刨头导路中心线xx至O3点的垂直距离L6根据已知xx被认为通过圆弧BB的绕度ME的中点D知5、曲柄的长度L16、切削越程长度0.05H，如图所示则切削越程长度为0.05H=0.05600=30mm7、机构运动简图8、计算机构的自由度F=3527=1五、用

5、解析法作导杆机构的运动分析如图所示，先建立一直角坐标系，并标出各杆矢量及其方位角。其中共有四个未知量、。为求解需建立两个封闭的矢量方程，为此需利用两个封闭的图形O3AO2O3及O3BFDO3，由此可得：O3O2DBFASEL4L3S3L1L6L6X并写成投影方程为：由上述各式可解得：由以上各式即可求得、四个运动变量，而滑块的方位角=。然后，分别将上式对时间取一次、二次导数，并写成矩阵形式，及得一下速度和加速度方程式。而=、=根据以上各式，将已知参数代入，即可应用计算机计算。并根据所得数值作出机构的位置线图、速度线图、加速度线图。这些线图称为机构的运动线图。通过这些线图可以一目了然的看出机构的一

6、个运动循环中位移、速度、加速度的变化情况，有利于进一步掌握机构的性能。六、导杆机构的动态静力分析受力分析时不计摩擦，且各约束力和约束反力均设为正方向（1） 对刨刀进行受力分析FR56yFR16FR56xF6FcG6（2）对5杆进行受力分析BFS5FR65xFR65yF5yF5xG5FR45yFR45xM5联立（1）（2）（3）（4）(5)各式可以得到矩阵形式如下：（3） 对滑块3进行受力分析(不计重力)FR23xFR23yFR43xxxFR43yA(4)对4杆进行受力分析O3AS4FR54xFR54yFR14xFR14yFR34xFR34yF4xF4yG4M4B（5）对原动件曲柄2进行受力分析

7、曲柄2不计重力，且转动的角速度一定，角加速度为零，惯性力矢和惯性力矩都为零Fx=0,FR32x+FR12x=0；Fy=0,FR32y+FR12y=0;Mo2=0,FR32xL2sin+FR32yL2cos=0;八、行星轮系设计已知Z4=14， Z5=49， n1=1000rpm， 行星轮系的设计必须满足四个条件：（1） 传动比条件固定行星架H（2） 同心条件（3） 均布条件（4） 邻接条件由以上各式可得配齿公式且Z1 Z2 Z3为整数，齿轮结构要紧凑则Z1=42 Z2=33 Z3=108 由于各齿轮的齿数都大于17，故为标准齿轮传动。行星系齿轮的参数九、变位齿轮设计（1）确定传动类型已知则为等

8、变位齿轮传动（2） 确定变位系数对于变位齿轮，为有利于强度的提高，小齿轮4采用正变位，大齿轮5采用负变位，使大小齿轮的强度趋于接近，从而使齿轮承载能力提高。（3） 检验重合度故满足重合度要求（4） 变位齿轮4、5的几何尺寸十、课程设计总结通过这次机械原理课程设计，提高了我们综合运用机械原理课程理论的能力，培养了分析和解决一般机械运动实际问题的能力，并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。掌握了一些常用执行机构、传动机构或简单机器的设计方法和过程 。 这次机械设计课程设计历时了一个多星期，时间上虽有些紧张，做设计的时候有些东西也是现学现卖。但这样的安排可以让我们利用一整段时间巩固和学习新的知识，

9、把所学运用到实际设计当中。在所学理论知识的基础上也充分的发挥了创造性。各类资料的查询也熟练了很多。自己的计算机绘图水平也有了一定的提高，并对所学知识有了进一步的理解。当然，作为自己的第一次设计，其中肯定有太多的不足，希望在今后的设计中，能够得到改正，使自己日益臻于成熟，专业知识日益深厚。“功到自然成.”只有通过不锻炼,自己才能迎接更大的挑战和机遇,我相信我自己一定能够在锻炼成长.十一、参考文献机械原理（第七版）孙恒，陈作模，葛文杰，高等教育出版社，2000机械原理课程设计手册邹慧君主编，高等教育出版社，1998MATLAB基础与应用简明教程张平等编著，北京航空航天大学出版社，2005机械原理*

10、分析*综合*优化 （德）K.洛克（Kurt Luck）K.H.莫德勒（Karl-Heinz Modler） 孔建益（译）陆锡年（校）机械工业出版社，2003十二、粉末成型压机方案设想（1）机构传动示意图（2）工作原理和工艺动作分解要保证系统的正常工作，须使三个执行机构协调运动，故需做机构运动的协调设计，即机械运动循环图的设计，现分析如下：所选系统具有一个模具 (圆筒形型腔) 和三个执行构件 (一个上冲头，一个下冲头和一个料筛)。根据工艺过程，三个执行构件的运动形式为：(1)上冲头完成往复(铅垂上下)直移运动，下移至终点后有短时间的停歇，起保压作用，因冲头上升后要留有送粉器的进入的空间、故冲头行程约为90110 mm。若机构主动件一转 (2p)完成一个运动循环,。(2)在上模冲压制粉末的过程中，下冲模始终固定不动，即单向压制，当上模冲上行回位时，下模冲上顶压坯脱模，当压坯被顶出行腔后，下冲模固定不动，待送粉器将压坯推出型腔后，下冲模下行回位，此过程下冲模做间歇往复直线运动。(3)送粉器在模具型腔上方往复振动，然后向左退回，待坯料成形并被推出型腔后，送粉器再在台面上右移约4550 mm推移成形片坯，其最大行程为110mm。注意：为减小因速度突变而产生的刚性冲击，完成上述过程的凸轮机构可采用三角函数运动规律。【精品文档】第 12 页