机械原理课程设计说明书.doc

重庆理工大学机械原理课程设计牛头刨床设计说明书姓名: XXX 学号: XXXXXXXXXX 组别: 第六组 指导老师: 周 静 2012年6月目录一、概述.51. 设计目的.52. 设计任务.53. 设计方法.5二、牛头刨床机构简介.5三、牛头刨床导杆机构的运动分析.61. 导杆机构设计要求.6a) 设计要求.7b) 拆分杆组82. 导杆机构的计算.83. 刨头位移线图.9四、凸轮机构设计.101. 凸轮设计要求.102. 凸轮机构的计算.103. 凸轮机构从动件位移、速度、加速度曲线图.11五、齿轮机构设计.121、齿轮设计要求.132、齿轮计算.143、绘制齿轮啮合区图.16六、设计自我评述与分析.17七、设计参考文献.18一、概述1. 设计目的 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。机械原理课程设计目的在于巩固和加深所学的理论知识，培养学生独立解决有关本课程实际问题的能力，使学生对于常用机构（连杆机构、凸轮机构和齿轮机构）设计和运动分析有比较完整的认识，。以及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，进一步提高设计计算和解决工程技术问题的能力。2. 设计任务机械原理课程设计任务是对主体机构进行设计和运动分析，并根据给定机器的工作要求，在此基础上绘制凸轮、齿轮；或对各机构进行运动分析。要求学生根据设计任务在规定时间内完成1# 设计图一张，2# 设计图两张，设计说明书一份（20页左右）。3. 设计方法机械原理课程设计方法大致可以分为图解法和解析法。图解法几何概念较清晰直观；解析法精度较高，本设计主要用图解法进行设计。二、牛头刨床机构简介牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图所示，电动机经皮带和齿轮传动，带动曲柄2 和固接在其上的凸轮8。刨床工作时，由导杆机构2-3-4-5-6带动滑枕6和刨刀7作往复运动。要求工作行程时，滑枕6应速度较低，且近似等速移动，而空回行程时，滑枕具有较高速度，实现快速返回。另外，齿轮等速转动时，通过四杆机构带动棘轮G转动。棘轮与丝杆相连，实现自动进刀。刨床机构在一个工作循环内，主轴速度波动很大，为此，常采用飞轮调整速度波动。简图如下：三、牛头刨床导杆机构的运动分析1. 导杆机构设计要求符号方案n2KHLO2O4LBC/LO4Br/mmMmmm61201.86504000.401)设计要求：导杆机构设计应根据连杆5传力给滑枕的最有利条件确定摆动导杆长度和滑枕导路XX的位置，即曲柄和摆杆转动副连线应垂直于导路XX，且XX应位于摆杆端点所画圆弧高的平分线上。作机构运动位置图。以滑枕6的左极限位置时曲柄 的位置作为起始点1，每隔36取一个位置，共10个位置。每个小组的每一个人分配一个位置（特殊位置除外）作运动分析，绘速度多边形和加速度多边形。以刨头左极限点为基点，收集10个位置测量出的位移，绘出刨头位移线图。分析连杆机构的结构组成（拆分杆组），并说明该机构的级别。2) 拆分杆组该六杆机构可看成由级机构、一个RPR级基本组和一个RRP级基本组组成的，即可将机构分解成图示三部分。2. 导杆机构计算确定各杆件的长度：3. 刨头位移曲线图由全组员绘制出的图可得到滑块C距离左极限的位移随角度的变化学生编号3333303029292828343433机构位置编号123456789101()03672108144180216252288324360S(mm)034.5162303427.5627681672445.585.50由以上数据画出刨头运动轨迹.曲线图如下四、凸轮机构设计1、 凸轮设计要求 根据牛头刨床导杆机构结构选定凸轮轴径30mm。凸轮基圆直径大于或等于轴径的2倍凸轮滚子半径等于基圆半径的0.2倍。绘制凸机构从动件位移、速度、加速度线图根据反转法原理绘制凸轮轮廓。2、 凸轮机构的计算参数方案LO9D010302运动规律推程回程6204515012060120余弦加速正弦加速根据以上数据及运动规律得运动方程如下推程过程运动规律为：回程运动规律为：取每隔10计算一组数据，将数据带入以上公式结果如下： 推程（余弦加速）回程（正弦加速）asvasv101.0430.3410.851-0.35619.925-0.281200.9351.3401.643-0.68819.425-1.047300.7642.9292.323-0.97318.183-2.094400.54052.846-1.19216.089-3.142500.2807.4123.175-1.32913.258-3.908600103.287-1.37610-4.18970-0.28012.5883.175-1.3296.741-3.90880-0.540152.846-1.1923.910-3.14290-0.76417.0712.323-0.9731.816-2.094100-0.93518.6601.643-0.6880.576-1.047110-1.04319.6600.851-0.3560.075-0.281120-1.0802000003、凸轮机构从动件位移、速度、加速度线图1）凸轮机构从动件位移变化曲线图2）凸轮机构从动件速度变化曲线图3）凸轮机构从动件加速度变化曲线图五、齿轮机构设计1、 齿轮设计要求要求齿轮不根切，且实际中心距的尾数取为0或5，设计该传动并完成计算和验算；绘制齿轮啮合区图（可以不绘制齿廓形状），标出基圆、齿顶圆、节圆、啮合角、啮合起始点B2、B1和啮合极限点N1、N2，并注明单齿啮合区和双齿啮合区；用图上量取的实际啮合线段B2B1确定重合度，并与公式计算值进行比较。2、 齿轮计算 参数方案Z1Z2 m() ()614501020由已知： 分度圆直径： 标准中心距：假设 啮合角 变位系数： 假设 中心距变动系数： 齿顶高降低系数： 基圆： 节圆： 齿顶高：齿顶圆：齿根高：齿根圆：齿顶压力角：重合度： 传动比：齿顶厚：如啮合图： 3、 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。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。(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半径: r1 ，r2，r1 ，r2， ra1 ，ra2，rb1 ，rb2，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N1，则即为理论啮合线的一段，也是渐开线发生线的一段。啮合图如下：六、设计自我评述：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。在这几天中，我有很多的感受，首先，是对机械原理这门课程有了更深入的了解.平时的只停留在一个初等的感性认识水平，没有真正的理解透所学的具体原理的应用问题，但当自己做设计过程的时候老就会问为什么，怎么解决，通过这样的想法，使自己对所学的理论有了更加深入的理解。在设计过程中，如何才能把所学的理论运用到实际中，这才是我们学以所获，学以致用的真正宗旨。这也是当我们从这个专业毕业后所必需具有的能力,这也更是从学到时间的过程，才能为自己在以后的工作中游刃有余。其次，通过这次设计我学会了查找一些相关的工具书，并初步掌握了一些设计数据的计算方法，并且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。在这次设计中感到了合作的力量，增强了自己的团队精神。这将使我受益终生。虽然这次设计已告一段落，但是我知道学海无涯、学无止境，这是一个结尾，同时也只是一个开始。今后，我会以更饱满的热情投入到今后的学习生活中，做一个不断探索，勇于创新的大学生。此方案分析及其评价 :1. 该机构具有确定运动，并且曲柄为机构的原动件2. 通过曲柄带动摆动导杆机构和滑块机构使刨刀往复移动，实现切削功能，能满足功能要求，且滑块行程可以根据杆长任意调整3. 工作性能较好，在工作行程中刨刀的速度较慢，变化平缓符合切削要求，摆动导杆机构使其具有急回作用，可满足任意行程速比系数K的要求4. 传递性能好，机构传动角恒为90度，能承受较大的载荷，机构运动链较长，传动间隙较大5. 动力性能较好，