机械子系统综合设计与分析牛头刨床设计说明书【全套CAD图纸+Word说明书】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 机械子系统综合设计与分析 牛头刨床的设计 说明书 学校名称： 西安工业大学 设 计 者： 学 号： 指导教师： 二一年六月十日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目录 机械子系统综合设计与分析 . 1 牛头刨床的设计说明书 . 1 摘要 . 4 关键词 . 4 第一章：绪论 . 4 1）课程设计目的 . 4 2）课程设计的任务 . 4 3）牛头刨床简介 . 5 4）参数设计 . 5 第二章：方案设计 . 6 运动要求 . 6 方案（ 1） . 6 方案（ 2） . 7 方案（ 3） . 8 方案确定 . 9 第三章：结构设计 . 9 1）电动机选型 . 10 2） V 带设计与计算 . 11 3）齿轮校核 . 13 4）支撑件设计 . 17 5）键联接的选型与验算 . 20 6）联轴器的选择 . 20 第四章：分析与验证 . 21 第五章：参考文献 . 24 第六章：致谢 . 25 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘要 ： 牛头刨床是用于加工中小尺寸的平面或直槽的金属切削机床，多用于单件或小批量生产。 本文介绍一种牛头刨床 最大刨削长度 320细完成了牛头刨床方案设计、结构设计、 析 与验证、装配图以及主要零部件 。 其中详细 进行 了 刨床电动机选择、 轮选型与点蚀校核、滚动轴承选型与校核 对牛头刨床 推动 到最远处臂的弯曲进行了 限元分析。 作为 本科生课程设计 达到了其目的，完成了 书本 理论到实践的 转型 。 关键词 ：牛头刨床、课设设计 、 一章：绪论 1） 课程设计 目的 课程设计目的在于进一步加深学生所学的理论知识，培养学生的独立解决有关课程实际问题的能力，使学生对 于机械运动学和动力学的分析和设计有一个比较完整的概念，具备计算 和使用科技资料的能力。 2） 课程设计的任务 要求包括加工范围和动力 。 少 2种传动方案 对比 的设计。 括：电动机选择、 V 带的选择与校核、齿轮选型并进行点蚀校核 等等 。 头刨床进行设计并要求 运 用 析 与验证 。 根据给定的机器的 参数 ，在 此 基础上 对 各个 机构进行 结构和 运动设计。 1 装配图、 2 张 要零件 零件图 图纸、 1张彩印 图纸 ； 编写 小四 25 页 左右 说明书等。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3） 牛头刨床简介 牛头刨床是用于加工中小尺寸的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 机构简图 4） 参数设计 牛头刨床参数表 名称 参数 名称 参数 最大刨削长度 L 320 工作台上平面 T 形抽宽度 A（按 158 14 工作台最大横向行 程 360 工作台上平面 T 形摘中心距 80 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 滑枕底面至工作台上平面的最大距离 300 主电机功率 (4 工作台上平面长度 1 320 最大切削力 （ 作台上平面宽度 b 270 外形尺寸（刀架最大工作行程 100 工作台最大承载重 100 第二章 ：方案设计 运动要求 （ 1） 刨刀速度平稳，在空回行程时，刨刀快速退回，行车速比系数 K 要在 （ 2） 切削阶段刨刀应近似匀速运动，刨刀行程要在 320右。 方案（ 1） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 说明：杆件 1为主动件 方案（ 1） 如上图所示 采用偏置曲柄滑块机构。 1） 结构最为简单，能承受较大载荷。 但其存在有较大的缺点。 2） 由于执 行件行程较大，则要求有较长的曲柄，从而带来机构所需活动空间较大。 3） 机构随着行程速比系数 K 的增大，压力角 也增大，使传力特性变坏。 方案（ 2） 说明：杆件 1为主动件 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 方案（ 2） 如上图所示 由凸轮机构和摇杆滑块机构组成。方案特点如下： 1） 凸轮机构虽可使从动件获得任意的运动规律，但凸轮制造复杂，表面硬度要求高，因此加工和热处理费用较大。 2） 凸轮与从动件为高副接触，只能承受较小的载荷，且表面磨损较快，磨损后凸轮的廓线形状即发生变化。 3） 由于滑块的急回运动性质，凸轮机构受到的冲击较大。 4） 滑块的行程 H 比较大调节困难，必然使凸轮机构的压力角过大，为了减小压力角，必须增大基圆半径，从而使凸轮和整个机构的尺寸十分庞大。 5） 需用力封闭 或几何封闭的方法，保持凸轮和从动件始终接触，使机构复杂。 方案（ 3） 说明：杆件 1为主动件 方案（ 3） 如上图所示 有两个四杆机构组成。使 ba，构件 1,2,3,6 便构成了买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摆动导杆机构，基本参数为 。构件 3,4,5,6 构成摇杆滑块机构。方案特点如下： 1） 为一种平面连杆机构，机构简单，加工方便，能承受较大载荷。 2）具有急回作用，其行程速比系数 180 +K=180 -，而 1。 只要正 确选择 ，即可满足行程速比系数 k 的要求。 3）滑块的行程 2 s ， 已经确定 ， 因此只需选择摇杆 长度，即可满足行程 H 的要求。 4）曲柄主动，构件 2 和 3 之间的传动角始终为 90 。摇杆滑块机构中，当 E 点的轨迹位于 D 点所作圆弧高度的平均线上时，构件 4 和 5 之间有较大的传动角，该方案传力性能良好。 5） 机构横向与纵向运动尺寸都不大，比较匀称合理。 6）工作行程中，能使刨刀的速度 比较慢，而且变化平缓，符合切削要求。 7）当 1 1 0 , 3 8 0 , 5 4 0 , 1 3 5Ea m m b m m L m m L m m 时，得 1 . 4 6 , 3 1 2K H m m构件 2 和 3 间的传动角为 90 ，构件 4 和 5 间的最小传动角m ，机构横向运动尺寸为 向运动尺寸为 540见此方案加工简单，占面积小，运动部分灵活，传动省力。 方案 确定 从以上方案比较中可知，为了实现给定的刨刀运动要求 （ 刨刀速度平稳，在空回行程时， 刨刀快速退回，行车速比系数 K 要在 右。切削阶段刨刀应近似匀速运动， 刨刀行程要在 320右 。 ） ，以采用第（ 3）方案较宜。 第三章 ：结构设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1） 电 动 机选型 1 选择电动机类型 按已知工作条件和要求，选用 Y 系列一般用途的三相异步电动机 2 选择电动机的容量 工作机所需功率： W 传动装置总效率： 23 由机械设计 手册 查得各部分效率如下： V 带传动效率 95.0b ，齿轮（ 8 级精度）效率 97.0g ，一对滚动轴承效率98.0r ，万向联轴器效率 98.0c ； 8 2 3 所需电机功率： w 查 Y 系列电动机技术数据，选电动机额定功率 4 动机。 3 确定电动机转速 电机转速可选范 围 m i n/1 8 0 08 0 0m i n/)128()32(50 可选同步转速 1500r/ 1000r/用同步转速 1000r/电动机，查买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 表 10定功率为 4 动机 ,其满载转速 60 rn m 。 2） V 带设计与计算 1 确定计算 功率 由机械设计表 8 1.2 2 选择 V 带型号 由 和 机械设计 图 8 用 A 型 V 带。 3 选择带轮 1 2由表 8取 A 型带轮 5 ，应使 ，小带轮转速较低，选d 1101 。 验算带速 v d /1 带速在 525m/s 之间， 1择合适。 7 51 1 参考表 8出的带轮直径系列，取 d 2802 。 转速误差 %75280 4 确定中心距 a 和带长 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 查机械设计初定中心距 0a )(2)(1021 80273 0 初选 000 带长 4 3 0400 )()(22 2122100 查表 8 400 中心距 852 00 a 的调整范围 d 3 6 40 1 d 4 2 a x 6 验算小带轮上的包角 1 21 a 大于 120 满足小带轮包角要求 7 确定 V 带根数 按式 （ 8 00 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 由表 8 由表 8得 由表 8得 93.0由表 8得 K 代入求根数公式（ 5得 00 z=4 8 确定初拉力 0 查表 8 A 型 V 带的单位长度质量 ，所以 F 9)00 20 应使带的实际初拉力 00。 9 计算 压轴力 8122s m 3） 齿轮校核 齿轮传动的设计计算 1 选择齿轮材料和热处理、精度等级 由表 10择 小齿轮 40调质 ） ，齿面硬度 280齿轮 45 钢（调质） ，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 齿面硬度 240两者材料硬度差为 40精度等级为 7 级。 初选 231 z ， i ， 取 722 z ， i 不变。 2 按齿面接触疲劳强度设计。 3 211 )( （ 1） 确定式中各项数值： 1） 因载荷有轻微 冲击，初选 ） 计算小齿轮传递的转矩。 953801 3） 由表 10取齿宽系数 ， 1d4） 由表 10 5）由图 10齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度极限 001 ，大 齿轮接 触疲 劳强度极限 502 。 6）由式 10算应力循环次数。 811 8112 图 10解除疲劳寿命系数 ， 算解除疲劳许用应力。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 M P 4 0 11 M P 2 22 （ 2）计算 。 1） 试算小齿轮分度圆直径1入 2 设计齿轮参数 将确定后的各项数值代入设计公式，求得： ( 211 2） 计算圆周速度 V 。 t /00060 1 3） 计算齿宽 b 1 1 6 5 . 3 9 6 6 5 . 3 9 6d m m m m 4） 计算齿宽与齿高之比。 模数112 . 7 2 5tt dm m 齿高 2 . 2 5 6 . 1 3th m m m 5） 计算载荷系数。 查机械设计表得到 112.1买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1则 5 9 按实际的载荷系数校正系数校正所得的分度圆直径，由式（ 10 311 7)计算模数 m。 112 . 9 2dm m 选取第一系列标准模数 3 几何尺寸计算 1） 计算分度圆直径 11 2 4 3 7 2d z m m m 2 3 . 1 3 2 4 7 5 . 1 2z ， 选 取 80z 22 8 0 3 2 4 0d z m m m 2） 计算中心距 12 1562m m 3） 计算齿轮宽度 1 72db d m m取217 0 , 7 5B m m B m m买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4） 支撑件设计 滚动轴承的选择计算 (1)选择轴承类型和型号 选择圆锥滚子轴承 30207。 查机械设计表 1330207 轴承的 r ， r ， e= 2） 计算轴承的径向载荷。 计算外力： 圆周力 t 2 7 1 72 1 5 3 8 022 1 径向力 0 0 6719310co s 20t 1 7co st 轴向力 11719310t a 1 7t a n 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 轴承受力分析图 水平面支反力 )()( 3213321 88)(3233211 837951 0 0 678812 垂直方向支反力 3321 )( 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 FF 0365155 652 7 1 73231 9 1 412 合成支反力 125788803 2221211 1599991914 2222222 (3) 计算轴承的轴向载荷 1 5 92 22 因为 12 1 1 8 6 ， 故轴承 1 压紧，轴承 2 放松 1 8 621 , 7522 (4) 计算动载荷 对于轴承 1 5 1 7)1 1 8 2 11111 对于轴承 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 9 12 1 5 （ 5）计算轴承寿命 因为 21 ，该对轴承的最短寿命为 y e e 528300 1)0)(6010 310611610 h 1010 故该对轴承寿命足够。 5）键联接的选型与验算 齿轮周向定位采用 A 型普通平键联接，由机械设计表 6得平键截面01118 。 键联接的强度计算： 根据平键联接的挤压强度条件 pp 102 3 k=11l=02mm,d=64由表 4得，20 P a 3 所以平键联接的强度足够。 6）联轴器的选择 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 根据轴的计算转矩 2 1 转速 和三轴的最小直径，从机械设计课程设计表 16得，采用弹性柱销联轴器 2 0 035 0 14/11248 84484 其公称转矩 1250， 许用转速 0 00 。 由于 T ， 3 可知联轴器满足要求。 第四章：分析与验证 按照选用的方案设计做出的 析如下图所示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 位移曲线图