牛头刨床课程项目设计方案

1、牛头刨床课程项目设计方案一、概述1课程设计的题目牛头刨床2课程设计的任务和目的1) 任务：a. 导杆机构进行运动分析；b. 导杆机构进行动态静力分析；c. 齿轮机构设计；2）目的：机械原理课程设计是培养学生掌握机械系统运动方案设计能力的技术基础课程，它是机械原理课程学习过程中的一个重要实践环节。其目的是以机械原理课程的学习为基础，进一步巩固和加深所学的基本理论、基本概念和基本知识，培养学生分析和解决与本课程有关的具体机械所涉及的实际问题的能力，使学生熟悉机械系统设计的步骤及方法，其中包括选型、运动方案的确定、运动学和动力学的分析和整体设计等，并进一步提高计算、分析，计算机辅助设计、绘图以及查阅

2、和使用文献的综合能力。.3 课程设计的要求牛头刨床的主传动的从动机构是刨头，在设计主传动机构时，要满足所设计的机构要能使牛头刨床正常的运转，同时设计的主传动机构的行程要有急回运动的特性，以及很好的动力特性。尽量是设计的结构简单，实用，能很好的实现传动功能。二 . 机构简介与设计数据 2.1 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

3、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。2.2 设计数据设导杆机构的运动分析导杆机构的动静态分析计内容符n2l o2o4l o2Al o4Bl BCl o4s4xs6ys6G4G6PypJs4号2单r/minmmNmmkg m位方603801105400.25l o4B0.5l o4B240502007007000801.1案设计飞轮转动惯量的确定凸轮机构的设计内容符号noz1Z0Z1J o2Jo1J o J

4、 o maxl o9D s 单位r/min2°mm°Kgm方 0.1514401020400.50.30.20.215125407610750.1514401316400.50.40.250.21513538701070案0.1614401519500.50.30.20.21513042751065设计内容齿轮机构的设计d d mm符号00120 1 max单位mm°方10030063.52015100300642015案10030063.52015三. 课程设计的内容和步骤3.1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

5、导杆端B所作的圆弧高的平分线上。要求做机构的运动简图，并作机构两位置的速度、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8为工作形成起点和终点对应的曲柄位置，1和7为切削起点和终点所对应的位置，其余2， 3 12 等，是由位置1 起顺2 方向将曲柄圆周作12等分的位设计过程：速度加速度多边形1. 对 3 点位置进行速度分析A4=A3 + A4A3大小?方向O4AO2AO4B2. 以 速 度 比 例 尺 =( 0. 0 1m/ s ) / mm 和 加 速 度 比 例 尺 a =( 0. 05 m/s 2 ) / mm 用 相 对 运

6、 动 的 图 解 法 作 该 两 个 位 置 的 速 度 多 边 形 和 加 速 度多 边 形2= 2n=2rad/s = 6.28 rad/sVa3 =0.69m/s由几何关系作图解出：Va4 =56x0.01=0.56m/sVa4a3 =41x0.01=0.41m/s4= V a4/ lAO4=1.21rad/s其转向为顺时针方向。B4= 4 l bO4=0.560.65 m/sB 点速度为，方向与 V同向 .VB4= B5B4A4C5=B4+ C5B4大小 :?方向 :XXO4BBC由几何关系作图通过作图，确定点速度为VC5B5 =12x0.01=0.12m/sVC566x0.01=0.

7、66m/s 5= V C5B5/ l BC = 0.89 rad/s3. 对 3 点位置进行加速度分析aA4n+ aK+ ar= anA4 + a A4= a A3A4A3A4A3大小 :2?2 4 A4 A3? 4 l O4A方向：BAO4BAO2O4BO4Bn22aA3=2 lo2A=6.28x6.28x0.11=4.34 m/sanA4 =42lo 4A=0.697 m/s 2KVaA4A3 =2 4 A4A3=0.895m/s2由几何关系画图 a= ( 0. 05m/ s 2 ) / mm作图解出： aA4= 46x0.04=1.84m/s 2a aax l/l= 2.15 m/s 2

8、B5= B4=A404b04aan2l/bc=0.091 m/sc5B5 = V CB2取杆五为研究对象作加速分析aaanaB5 +c5B5 +c5B5c5 =大小?方向XXCBBC作图可解出：c5 = 52x0.04=2.08m/s2aa c5B5 = 14.5x0.04 = 0.58 m/s22凸轮机构设计已知摆杆 9 为等加速等减速运动规律，其推程运动角，远休止角s，回程运动角，摆杆长度 l o9D=125mm，最大摆角max=15 度，许用压力角 =40 度；凸轮与曲柄共轴。要求确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径，划出土轮世纪轮廓线。以上内容做图 3 摆杆加速度线图步骤：d1) 根据

9、从动件运动规律，按公式分别计算推程和回程的（） m ax ，然d后用几何作图法直接绘出d（）及（）线图。d2) 求基圆半径 r 0 及凸轮回转中心 O2 至从动件摆动中心 O4的距离 l O2 O4。按（）线图划分max 角时，可将其所对的弧近视看成直线，然后根据三角形相似原理，用图解法按预定比例分割m ax 角所对应的弧，自从动件摆动中心O4作辐射线与各分割点想连，则max 角便按预定比例分割。作图时，如取1 = l O4D*d，则可直接根据d（）线dd图上各纵坐标值，在O4点的相应辐射线上由D点分别向左或右截取各线段，线段所代表的实际长度就等于等于l O4D*dd。截取方向可根据 D点速度

10、方向顺着凸轮转向转过900 后所指的方向来确定。然后按许用压力角作出凸轮轴心的安全区，求出凸轮的基圆半径r 0 和中心距 lO 2O4。3) 根据凸轮转向，摆杆长 l O 4D，角位移线图 =（）图和以上求得的 r 0 ，l O 2 O4，画出凸轮理论廓线，并找出其外凸轮曲线最小曲率半径 Pmin 。然后，再选取滚子半径 r g ，画出凸轮的实际廓线。设计过程：1） 根据给定的r 0=60mm和摆杆位置画出从动件的初始位置O9D0，再根据-线图画出从动件的一系位置O9D1 、O9D2 、O9D3 、O9D 4 、O9D5、O9D6 、O9D7、O9D8、O9D9 、O9D10 、O9D11 、

11、O9D 12 、O9D13、O9 D14，使得 D0O9D1 =1、 D0 O9D2 =2、D0O9D3 = 3、 D0O9D4 =4 、 D0O9D5 =5、 D0O9D6 =6、DOD7= 、 DOD8=、 DOD=9、 DOD10=10、09709809909DOD11=11、 DOD12=、 DOD13=13、 DOD140909120909= 14。2） 从基圆上任一点C0 开始，沿（ -）方向将基圆分为与图-线图横轴对应的等份，得C1、C2、C3、C4 、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14。过以上各点作径向射线OC1、OC2、OC3、OC4、OC5

12、、OC6、OC7、OC8、OC9、OC10、OC11、OC12、OC13、OC14。3) 以 O为中心及 OD1 为半径画圆弧，分别交 OC0和 OC1于 E1 和E1，在圆弧上截取 E1D1= E1D1 得点 D1。用同样方法，在以OD2 为半径的圆弧上截取 E2D2= E2D 2 得点 D2，在 OD3为半径的圆弧上截取E3D3=E 3D3 得点 D3 ，在 OD4为半径的圆弧上截取E4D4= E4D 4 得点 D4 ，在 OD5为半径的圆弧上截取 E5D5= E 5D5 得点 D5 ，在 OD6为半径的圆弧上截取 E6D6= E6D6 得点 D6 ，在 OD7为半径的圆弧上截取 E7D7

13、=E 7D7 得点 D7 ，在 OD8为半径的圆弧上截取E8D8= E8D 8 得点 D8 ，在 OD9为半径的圆弧上截取 E9D9= E9D9 得点 D9 ，在 OD10 为半径的圆弧上截取 E10D10= E10D10 得点 D10 ，在 OD11 为半径的圆弧上截取 E11D11= E 11D 11 得点 D11 ，在 OD12 为半径的圆弧上截取 E12D12= E12D12 得点D12 ，在 OD13 为半径的圆弧上截取E13D13= E 13D 13 得点 D13。将 D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12、D13 连成曲线便得到凸轮轮廓

14、曲线。3. 齿轮机构设计已知 电动机、曲柄的转速 n0 、 n2，皮带轮直径 do、 do, 某些齿轮的齿数 z，模数 m，分度圆压力角 ( 参见表 1) ；齿轮为正常齿制，工作情况为开式传动。要求 计算齿轮 z2 的齿数，选择齿轮副 z1z2 变位系数，计算该对齿轮传动的各部分尺寸，以 2 号图纸绘制齿轮传动的啮合图 ( 参考图例 3) 。设计内容与步骤大小两个齿轮的相关参数大齿轮（ mm）小齿轮（ mm）d1=mz1=240d2=mz2=60ha1=(ha*+x)mha2=(ha*+x)mhf1=(ha*+c*-x)mhf2=(ha*+c*-x)mda1=d1-2ha1=252da2=d2-2ha2=72df1=d1-2hf1=225df2=d2-2hf2=45db1=d1cos°=225.53db2=d2cos°=56.38四、参考文献1、理论力学 / 哈尔滨工业大学理论力学研究室编7 版2、机械原理课程设计指导书/ 罗洪田主编北京3、机械原理 / 东南大学机械学学科组郑文