牛头刨床六杆机构的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 概 述 一、机构机械原理课程设计的目的： 机械原理课程设计是高等工业学校机械类专业学生第一次较全面的机械运动学和动力学分析与设计的训练，是本课程的一个重要实践环节。其基本目的在于： （） 进一步加深学生所学的理论知识，培养学生独立解决有关本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设计有一较完整的概念。 （） 使学生得到拟定运动方案的训练，并具有初步设计选型与组合以及确定传动方案的能力。 （） 通过课程设计，进一步提高学生运算、绘图、表达、运用计算机和查阅技术资料的能力。 二、机械原 理课程设计的任务： 机械原理课程设计的任务是对机械的主体机构（连杆机构、凸轮机构、齿轮机构以及其他机构）进行设计和运动分析、动态静力分析，并根据给定机器的工作要求，在此基础上设计凸轮、齿轮；或对各机构进行运动分析。要求学生根据设计任务，绘制必要的图纸，编写说明书。 三、械原理课程设计的方法： 机械原理课程设计的方法大致可分为图解法和解析法两种。图解法几何概念较清晰、直观；解析法精度较高。根据教学大纲的要求，本设计主要应用图解法进行设计。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 2 - 目录 概 述 . 1 一、机构机械原理课程设计的目的： . 1 二、机械原理课程设计的任务： . 1 三、械原理课程设计的方法： . 1 第一章 机构简介： . 3 第二章 设计数据： . 4 第三章 设计内容： . 4 第一节 导杆机构的运动分析 . 4 第二节 凸轮机构的设计 . 10 第三节 齿轮机构的设计： . 16 第四章 设计总结 . 18 第五章 参考资料： . 19 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 3 - 设计名称 牛头刨床 第一章 机构简介： 机构简图如下所示： 牛头刨床机构简图工件O 11O 2O 48电动机工作台棘轮n 0 Z 1Z 2d 0Z 0d 0牛头刨床是 一种用于平面切削加工的机床，如上图所示。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 1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，以提高生产效率。因此，刨床采用具有急回特性的导杆机构。刨刀每切削完成一次，利用空回行程的时间，凸轮 8 通过四杆机构 1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。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 4 - 第二章 设计数据： 各已知数据如下 图所示，未知数据可有已知数据计算求得。 设计内容 导杆机构的运动分析 凸轮机构设计 符号 2n 42 s s 单位 r/ 方案 60 380 110 540 15 125 150 61 15 75 10 75 设计内容 齿 轮机构设计 符号 00d01单位 r/mm 案 1440 20 100 300 6 三章 设计内容 ： 第一节 导杆机构的运动分析 导杆机构设计要求概述： 已知 曲柄每分钟的转数 2n ，各构件尺寸，且刨头导路 所作圆弧的平分线上。要求作机构的运动简图，并作机构一个位置的速度、加速度多边形以及刨头的运动线图，画在 2 号图纸上。 10 位置的机构简图： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 5 - 2 计算过程： 由已知数据 0r/ 2=2 60/60(s)= 2 s . 1、求 C 点的速度： 确定构件 3 上 A 点的 速度： 构件 2 与构件 3 用转动副 A 相联，所以 又 22 =m/s=s. 求 4速度： 选取速度比例尺 ： v=m/s)/ = + 向： 用图解法求解如 图 1： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 6 - 图1式中 示构件 3 和构件 4 上 A 点的绝对速度， 上 A 点相对于构件 3 上 A 点的速度，其方向平行于线段 小未知；构件 4上 A 点的速度方向垂直于线段 小未知。在图上任取一点 P，作 的方向线 方向垂直于 向与 2 的方向一致，长度等于 v，（其中 v 为速度比例尺）。过点 p 作直线垂直于代表 过 代表 的交点为 则矢量 别代 由速度多边形43 v v 20 = m/s v v 19 = m/s 求 的角速度 4 ： 曲柄位于起点 1 时位置图如设计指导书图（ 1）：此时 42为： 01 1 0ar cs i cs i 又由 1 位置起将曲柄圆周作 12 等分则当曲柄转到 10 位置时， 如图（ 1）： o 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 7 - A 杆 的角速度4 ： 4 =s =s 杆 的速度 4 s=s 求 C 点的速度 c： c = B + 向： 图2速度图见图 2：式中 c 、 B 表示点的绝对速度。 相对点 B 的相对速度其方向垂直于构件 小未知，点 C 的速度方向平行于 小未知，图上任取一点 p 作代表 方向垂直于 转向相反，长度等于（v为速度比例尺）。过点 表 点 b 作直线垂直于 表 两方向线的交点为 c、 则 C 点的速度为： c= v = v 40 = m/s v v 5 = m/s 2、求 C 点的加速度： 求 因曲柄匀速转动：故 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 8 - 22222222 /3 4 2(1 1 0.0 223 /3 4 3.4 A 选取加速度比例尺： a=m/ 求 343434 3434344 方向： B A 速度见 下 图 ： 式中44是 4 切 向和切 法 向加速度 ， 34是点 对于 相对加速度，由于构件 3 与构件 4 构成移动副，所以034 3434 其方向平行于相对移动方向，即平行于 小未知， 34 哥氏加速度，它的大小为 s 4434 a ，其中 为相对 速度 34牵连角速度 4 矢量之间的夹角，但是对于平面运动， 4 的矢量 垂直于运动平面而34运动平面内，故 90 ，从而 34434 2 a 哥氏加速度 34方向是将34 的转动方向转 90 （即图中买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 9 - 3方向）。在上面的矢量方程中只有 344 的大小未知， 故可用图解法求解。如右图，从任意极点 连续 作矢量43 和 代表 43 ； 再过 3a 作 3直于线段 大小 3443 ；然后再过 k 作 表 34的方向，过 4a 作 垂直于 直线，代表 4方向线，它们相交点 4a 则矢量 4a 代表 4 4 a 4a = a * = 2/ 求 B 点加速度 构件 4 的 角 加 速 度 ：2444 /4sr 2244 /6 5 4.1 244 /7 7 5.1 222 /4 2 r c t a n 求 C 点的加速度： 方向： B C B 加速度图见 下 图 ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 10 - 式中， 相对点 B 的法 向加速度其方向为从 C 指 B； 相对点 方向 垂直于 因速度多边形已作出，所以上式法向加速度可求出（ C 点作水平运动，故 C 点的法向加速度为 0）。仅有 c 和的大小未知，同样可以用图解法求解。如右图，在图上任取一点 作 b 代表 向为平行于 指向度为 /424，（其中 a 为加速度比例尺）。过 b 作 表 方向 垂直于 长度为 l /44 ，连接b ，它表示 再过过 b 作 表 方向平行 指向 B，长度为)/( 2过 c 作 垂直于 表 作平行于 方向线，两线交点为 c ，则矢量 c便代表 222 / a 、此时 C 点位置如下图： 选取长度比例尺为： 5 则： 此时 C 点的位移 ： 第二节 凸轮机构的设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 11 - 凸轮机构的设计要求概述： 已知摆杆 9 作等加速等减速运动，要求确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径，将凸轮实际轮廓画在 2 号图纸上。 该凸轮机构的从动件运动规律为等加速等减速运动。 各数据如表： 符号 s 单位 数据 15 . 125 150 61 15 75 10 75 推程 0 2 o /2 回程 o+ s o+ s+ o/2 =24* * /(25* ) = /12 36） 2/25 =96 /25 = 36） 2/25 =192 /25 =25 推程 o /2 o 回程 o+ s+ o/2 o+ s+ o = /125 /122/25 =24（ 8 /92/25 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 12 - =96（ 5 /122/12 =8 /92/25 =25 =192 /25 速度、及角加速度的曲线： （ 1）、角位移曲线： （ ） （ ） （ ）图 ( 1 )、取凸轮转角比例尺 =/轴上截取线段代表，过 3 点做横轴的垂线，并在该垂线上截取 33代表 (先做前半部分抛物线 )3的等分点 1、 2两点，分别过这两点做 轴的平行线。 、将左方矩形边等分成相同的分数 ,得到点 1和 2 。 、将坐标原点分别与点 1 ,2 ,3相连 ,得线段 ,03 ,分别超过 1,2,3点且平行与 轴的直线交与 1 ,2和 3 . 、将点 0,1 ,2 ,3连成光滑的曲线 ,即为等加速运动的位移曲线的部分 ,后半段等减速运动的位移曲线的画法与之相似 . (2)角速度曲线 : 、选凸轮转角比例尺 =(s)/轴上截取线段代表。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 13 - 10 （） （ ）图 ( 2 )由角速度方程可得 = o/2, = ,求得 v 换算到图示长度 ,3 点处 = 0/2,故 点且平行与轴的直线 减速 ,故连接 03即为此段的角速度图 ,下一端为等减速连接 3 6即为这段角速度曲线。 其他段与上述画法相同 ,只是与原运动相反。 (3)角加速度曲线 : 选取与上述相同的凸轮转角比例尺 =(s)/轴上截取线段代表。 由角加速度方程求的角加速度 等减速 ,故各段加速度值也相同 ,只是方向相反 . 13段为加速段 为正值 , 轴上取 做平行于 13的直线段即为 1、3段的加 速度，其余各段与 3做法相似。 序号 偏角 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 14 - ( ) ( )图 ( 3 )作摆动从动件盘形凸轮轮廓设计： 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（）（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（）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 。 设计凸轮轮廓： 、 绘制凸轮的理论轮廓线既滚子轴心实际轮廓 将 曲线图（如图（ 1）的推程运动角和回程运动角个分成 4 等份，按式求个等分点对应 的角位移值： 1= 1*11， 1= 2*22，的数值见表（ 1）。 选取适当的长度比例尺 l 定出 位置（选取l=以 圆心，以 l 为半径，作圆，再以以 圆心，以 l 圆弧交基圆与 DO）。则 意，要求从动件顺时针摆动，故图示位置 于中心线 左侧。 0 0 1 2 3 4 15 5 15 6 7 8 9 0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 15 - 以 圆心，以 l 2/ （ 即为逆时针方向 自 始依次取推程运动角 0=75，远休止角 s=10，回程运动角 o=75 和远休止角 s=200 ,并将推程和回程运动角各分成 4 等份 ,得 点。它们便是逆时针方向反转时，从动体轴心的各个位置。 分别以 圆心，以 l e 为半径画圆弧，它们与基圆相交于 D1 ， D2 ， D3 D9，并作 D1 D2分别等于摆杆角位移 1， 2， 3。并使1， ，则得 D9 重合）各点，这些点就是逆时针方向反转时从动件摆杆端滚子轴心的轨迹点。 将点 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，如图。 C、校核轮廓的最小曲率半径 在设计滚子从动件凸轮的工作轮廓时，若滚子半径 大，则会导致工作轮廓变尖或交 叉。 在理论轮廓线上选择曲率最大的一点 E，以 E 为圆心作任意半径的小圆，再以该圆与轮廓的两个交点 F 和 G 为圆心，以同样半径作两个小圆，三个小圆相交于 H、 I、 J、 K 四点；连 交点C，则 C 点和长度 近似地分别作为理论轮廓上的曲率中心和曲率半径 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 16 - 由图可知， 该凸轮轮廓的最小曲率半径 合要求。 第三节 齿轮机构的设计： 一 、设计要求： 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，整理说明书。 1、齿轮机构的运动示意图 2、已知各数据如表： 符号 Z1 1 单位 r/mm 据 1440 20 100 300 6 、计算过程： 因为 = 得 =480r/(20) (40) 0) 0) 分度圆直径 70 140 120 480 基圆直径 51 齿顶圆直径 77 147 132 492 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 17 - 齿根圆直径 05 465 分度圆齿厚 度圆齿距 心距 105 300 n o /n2= 得 z2=z 0 三、 绘制啮合图 齿轮啮合图是将齿轮各部分按一定比例尺画出齿轮啮合关系的一种图形 并可借助图形做必要的分析。 (1) 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 : ， b， d oa，d of，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 为理论啮合线的一段，也是渐开线发生线的一段 将 段分成若干等份： 12 、 23 根据渐开线特性 11 ，圆弧长不易测得，可按下式计算 弧所对应弦长 0 代入数据： 1 点。 将基圆上的弧长 分成同样等份，的基圆上的对应分点 1 ，2 ， 3 。 过 1 ， 2 ， 3 点作基圆的切线，并在这些切线上分别截取线段，使其 11 、 22 33 得 ， ， 诸点，光滑连接 ， ， ， ，各点的曲线即为节圆以下部买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 18 - 分的渐开线。 将基圆上的分点向左延伸，作出 ， ， ，取1555 p 、 1666 p 、，可得节圆以上渐开线各点 ， 直至画到超出齿顶圆为止。 当 ，基圆以下一段齿廓取为径向线，在径向线与齿根圆之间以 r . 半径画出过 渡圆角；当 df，在渐开线与齿根圆之间画出过渡圆角。 （）啮合图的绘制： 选取比例尺 l=2mm/定出齿轮 与 的中心以 O O心作出基圆，分度圆，节圆，齿根圆，齿顶圆 画出工作齿轮的基圆内公切线，它与连心线 0102的交点为点 P ，又是两节圆的切点，内公切线与过 P 点的节圆切线间夹角为啮合角t过节点 P 分别画出两齿轮在齿顶圆与齿根圆之间的齿廓曲线 按已算得的齿厚和齿距 P 计算对应的弦长 s 和 p 。 ds 18 0ds 按 s 和 p 在分度圆上截取弦长得 A,C 点，则 , 取 点 D 连 D 两点为轮齿的对称线，用纸描下右半齿形，以此为模板画出对称的左半部分齿廓及其他相邻的个齿廓，另一齿轮做 法相同。 作出齿廓的工作段。 第四章 设计总结 美丽的花朵必须要通过辛勤的汗水浇灌 有付出才有收获 . 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 19 - 通过几天日日夜夜的奋斗，在老师亲切地指导下，在同学们的密切配合下，当然也有自己的努力和辛酸 ,这份课程设计终于完成了 ,心里无比的高兴 ,因为这是我们 努