牛头刨床机械原理课程设计

PAGE14PAGE1机械原理课程设计说明书课题名称：机械原理课程设计学院：机电工程学院专业班级：机械工程学号：201430010308学生：曾令平指导老师：王智辉目录摘要3一、设计任务5二、导杆机构的运动分析51、设计数据52、机构运动简图63、位移分析64、速度分析6凸轮机构的设计91、设计数据92、作摆动从动件盘形凸轮轮廓设计9四、齿轮机构的设计111、设计数据112、处理数据113、绘制啮合图12总结13参考文献14一、设计任务机械原理课程设计的任务是对机器的主体机构进行运动分析，并根据给定的机器的工作要求，在此基础上进行相关设计。本组为第二组，安排的任务为：按照第一方案设计各个主体机构的简单绘图，绘制必要的图纸和编写说明书等。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。二、导杆机构的运动分析1、设计数据：见表9-2设计内容导杆机构的运动分析符号n2l0204l02Al04BlBCl04S4XS6YS6单位r/minmm方案Ⅰ603801105400.25l04B0.5l04B24050Ⅱ64350905800.30l04B0.5l04B20050Ⅲ724301108100.36l04B0.5l04B18040设计内容导杆机构的运动分析符号G4G6PYPJS4单位Nmmkg·m2方案Ⅰ2007007000801.1Ⅱ2208009000801.2Ⅲ22062080001001.22、机构运动简图:（见图纸）取曲柄位置“1”进行速度分析、位移分析。位移分析:（尺测）（一）在推程过程中：S=15mm（二）在回程过程中：S=265mm速度分析:（一）在推程过程中：由于构件2和构件3在A处的转动副相连，故VA2=VA3，大小等于ω2lAO2,方向垂直于AO2线，指向与ω2一致。υAO2=2πn1×lAO2计算得：υAO2=6.28×0.11m/s=0.69m/s（⊥AO2）（1）取构件3和4的重合点A进行速度分析。列速度矢量方程。得：υAO4(绝对)=υAO2(绝对)+υAO4AO2(相对)大小?√?方向⊥AO4⊥AO2∥AO4取速度极点P，速度比例尺µ=0.08，作速度多边形（见图纸）。由图得：υAO4=0.58m/s(⊥AO4向右)因B与A同在导杆4上，根据比例关系：υB/υAO4=lBO4/lAO4计算得：υB=0.69m/s（2）取5构件作为研究对象，列速度矢量方程。得：υC=υB+υCB大小：?√?方向：水平⊥O4B⊥BC取速度极点P，速度比例尺μ=0.08(m/s)/mm，作速度多边形（见图纸）。由图得：υC=0.68m/s(水平向右)在回程过程中：由于构件2和构件3在A处的转动副相连，故VA2=VA3，大小等于ω2lAO2,方向垂直于AO2线，指向与ω2一致。υAO2=2πn1×lAO2计算得：υAO2=6.28×0.11m/s=0.69m/s（⊥AO2）取构件3和4的重合点A进行速度分析。列速度矢量方程。得：υAO4(绝对)=υAO2(绝对)+υAO4AO2(相对)大小?√?方向⊥AO4⊥AO2∥AO4取速度极点P，速度比例尺µ=0.08(m/s)/mm，作速度多边形（见图纸）。由图得：υAO4=0.58m/s(⊥AO4向左)因B与A同在导杆4上，根据比例关系：υB/υAO4=lBO4/lAO4计算得：υB=0.56m/s（2）取5构件作为研究对象，列速度矢量方程。得：υC=υB+υCB大小：?√?方向：水平⊥O4B⊥BC取速度极点P，速度比例尺μ=0.08(m/s)/mm，作速度多边形（见图纸）。由图得：υC=0.54m/s(水平向左)三、凸轮机构的设计1、设计数据：符号ψmaxlO7D[a]ΦoΦo1Φo'Φo2单位（°）mm数据15.1254061157510在推程过程中（由ψ－Φ曲线得）ψ（°）Φ（°）00100.6202.1304.5408.15011.46013.57515依据上述运动方程绘制角位移ψ、Φ的关系曲线（见图纸）2、作摆动从动件盘形凸轮轮廓设计：⑴设计原理设计凸轮轮廓依据反转法原理。即在整个机构加上公共角速度（－ω）（ω为原凸轮旋转角速度）后，将凸轮固定不动，而从动件连同机架将以（－ω）绕凸轮轴心逆时针方向反转，与此同时，从动件将按给定的运动规律绕其轴心相对机架摆动，则从动件的尖顶在复合运动中的轨迹就是要设计的凸轮轮廓。在回程过程中（由ψ－Φ曲线得）ψ（°）Φ（°）851510013.511011.41208.11304.51402.11500.61600⑵设计凸轮轮廓：将ψ－Φ曲线图（见图纸）的推程运动角和回程运动角个分成不均等的8份，按式求个该分点对应的角位移值。（见右表）选取适当的长度比例尺μ定出O2和O7的位置（选取μ=2:1）。以O2为圆心，以60mm为半径作基圆。以O2为圆心，以lO2O7/μ为半径，作圆。则O2O7便是从动件的起始位置，注意，要求从动件7按照（右图的数据）顺时针摆动相应的角度佐出凸轮轮廓。③依次取推程运动角Φ0=75°，远休止角Φs=10°，回程运动角Φo’=75和近休止角Φs’=200°,并将推程和回程运动角各分成不均等的8份,得到不同的16个点。它们便是逆时针方向反转时，从动体轴心的各个位置。⑤最后将各个点连成光滑曲线。连成的光滑曲线便是凸轮的理论轮廓，亦即为滚子轴心的轮廓轨迹。B、绘制凸轮的实际轮廓：在上述求得的理论轮廓线上，分别以该轮廓线上的点为圆心，以滚子半径为半径，作一系列滚子圆。作该系列圆的内包络线，即为凸轮的实际轮廓。C、校核轮廓的最小曲率半径ρmin：在设计滚子从动件凸轮的工作轮廓时，若滚子半径rt过大，则会导致工作轮廓变尖或交叉。齿轮机构的设计1、设计数据：符号Z1Z2ma单位mm（°）数据10406202、处理数据：(ha*=1,c*=0.25)(10)(40)分度圆直径Φd60240基圆直径Φdb56.4225.6齿顶圆直径Φda72252齿根圆直径Φdf45225分度圆齿厚S9.42分度圆齿槽宽e9.42分度圆齿距P18.84中心距a1503、绘制啮合图(μ=2:1)齿轮啮合图是将齿轮各部分按比例尺(μ=2:1)画出齿轮啮合关系的一种图形.它可以直观的的表达一对齿轮的啮合特性和啮合参数,并可借助图形做必要的分析。渐开线的绘制:渐开线齿廓按渐开线的形成原理绘制,如图以齿轮轮廓线为例，其步骤如下:按齿轮几何尺寸计算公式计算出各圆直径，画出各相应圆,因为要求是标准齿轮啮合,故节圆与分度圆重合.连心线与分度圆(节圆)的叫点为节点P,过节点P作基圆切线,与基圆相切与N2,则即为理论啮合线的一段，也是渐开线发生线的一段．以线段为半径，作出大齿轮的一条渐开线齿廓，并以P点为始点在分度圆上量出齿槽宽e的距离，记作A点。并过A点作出该分度圆的切线，记作B点，以线段作为半径作出另一条渐开线齿廓。再以P点为始点在分度圆上划出分度圆齿距P的距离，记作C点，过C点作出该基圆的切线，记作D点。并以为半径，作出另一个齿的一条渐开线齿廓。如此类推，即可。⑤而小齿轮的画法也是如此，不过齿根那两边则将原来的曲线作成镜像即可。总结通过本次课程设计，我对于机械运动学与动力学的分析与设计有了一个比较完整的概念，同时，也培养了我表达，归纳总结的能力。此外，通过此次设计我也更加明确了自己所学知识的用途，这为以后的学习指明了方向，让我在以后的学习中更加思路清晰，明确重点，从而向更好的方向努力。同时在设计的整个过程中叶发现了自己的很多的缺点，眼高手低，细节问题注意程度不够，在处理关键的数据时往往要重复的计算好几遍，漏掉一个小数点就会导致数据偏差很大。另外在设计的过程中，我将不断培养自己的合作能力。自从第一天开始我们全组同学就积极投入到学习中去，完成各自的数据计算，基本草图的绘制，数据的简单处理，为了不影响全组同学的最后数据的计算和数据的统计，我每天都呆在绘图室里五六个小时，尽快完成当天的工作，为本组成员提供参考和数据的分析等等。我认为大家积极与他人交流，讨论设计过程遇到的难题，一起去解决。这种学习的方法也是值得借鉴的，在讨论中学习，而且这种由同学自己得到的东西，同学们记得会更加的深刻，另外在讨论学习过程中同学们之间的关系会更加密切，非常有利于增进同学之间的友谊。通过本次课程设计使我明白了自己知识还比较欠缺，需要学习的东西好有很多，以前总认为自己掌握很好的东西，其实差的还很远，尤其是在机械这个大行业里面，学了那么一丁点的东西，根本拿不出手，要想真正的在这个行业中有所建树，付出是你必须的，而且是不遗余力的去努力学习。最后感谢指导老师张金明对我们的悉心指导以及各位同学的帮助，顺利的完成了本次的课程设计，努力改正自己的缺点与不足，为以后的工作道路打下坚实的基础。参考文献1、《机械原理》/孙恒、陈作模、葛文杰主编——第七版基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用基于ATmega16单片机的流量控制器的开发基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发锅炉的单片机控制系统基于单片机控制的电磁振动式播种控制系统的设计基于单片机技术的WDR-01型聚氨酯导热系数测试仪的研制HYPERLINK"/detail.h