机械原理课程设计说明书.docx

机械原理课程设计说明书目录牛头刨床主体结构设计一、工作原理2二、设计方案2三、主体机构的设计31.运动简图32.机构分析43.机构的设计思路4四、运动分析5五、飞轮转动惯量的计算8齿轮机构的设计六、齿轮设计的相关参数11七、Z1Z2标准齿轮的设计11八、Z3Z4变速齿轮的设计12九、心得体会13十、参考文献13 牛头刨床主体结构设计小组分工：一、工作原理牛头刨床是一种靠刀具的往复直线运动及工作台的间歇运动来完成工件的平面切削加工的机床。图1为其参考示意。电动机经过减速传动装置（带和齿轮传动）带动执行机构（导杆机构和凸轮机构），完成刨刀的往复运动和间歇移动。 图1 切削力图1 牛头刨床机构二、设计方案曲柄转速n（r/min）H=150mm切削力P（N） 许用传动角r60400045度主体机构设计方案为D方案：曲柄摇杆机构与摇杆滑块机构组合三、主体机构的设计1.运动简图 极位夹角=1801.2-11.2+1=16.36设计方案的极限位置如图1所示：H2H1图1设计方案的一般位置如图2所示：图2H2H1DAHCCB参数设计(实际长度)：CD=20cmCD=25cm角CCD=30AB=5.5cmBC=16cmCH=22.5cmH1H2=15cm其中线段H1H2、AD为水平，H1H2到AD的距离为22.5cm，D到H1的水平距离为8.5cm注：比例尺为1：52.机构分析杆BC与杆CD的传动角分析：cos1=BC2+CD2-(AD-AB)22CD*BC=0.6965 1=45.85cos2=BC2+CD2-(AD+AB)22CD*BC=0.00898 2=89.49故满足杆CD与杆CH的传动角分析：根据运动，当滑枕到达H1时，传动角最小为55.23，也满足。3.机构的设计思路（如图3所示）i. 以D点为圆心，CD=4cm为半径作圆，在圆上另取一点C1，使角CDC1=2=32.72ii. 在圆上找一点A，使得角CAC1=16.36，再以CA-C1A2为半径作圆，交C1A、CA于B点，计算杆BC与杆CD之间的传动角，直到找到一点A使得，杆BC与杆CD之间的传动角大于45，即为满足要求的设计。iii. 取一个合适的位置，画出滑枕的轨距，距离为3cm，以DH2为半径，D为圆点划弧；再以CH2为半径，C1位圆点划弧，两弧的交点为H2点；作H1、H2的垂直平分线，在上面取一点C，将CDC钢化，即为所求方案。(刚性反转法)CH2H1CH2C1BDA图3四、运动分析（如图4）图4L4L1L6L5L3L2L1cos1+L2cos2=L3cos3+L4 L1sin1+L2sin2=L3sin3 消去2化简后得：A=-sin1 B=L4L1-cos1 C=L12+L32+L42-L222L1L3-L4L3cos13=2tan-1A+A2+B2-C2B-C L5cos(3-6)+L6cos6=X-L4-1.7 L5sin3-6+L6sin6=4.5 消去6化简后得：X=L5cos(3-6)+L62-(4.5-L5sin(3-6)2+L4+1.7 用几何画板绘得滑枕的位移曲线如图5所示：X/cm图5v（m/s）对位移求导，得到速度v曲线如图6：图6对速度求导，得到加速度a曲线如图7：a（m/s2）图7Mr（Nm）m则等效阻力矩Mr（）=P*VW ,得Mr曲线如图8：图8五、飞轮转动惯量的计算取等效阻力矩Mr中的一段进行运动分析：用几何画板求积分（如图9），曲线与EF围成的面积（除去空位移）为502.20871，即502.20871JMr（Nm）m图9图9Md为常量，则Md*2=502.20871Md=79.929J将Md、Mr画到一起，图形如图10：NmmMdmMrm图10则：盈功（如图11）A1=53.13217JNmm图11Nmm亏功（如图12）A2=301.35928J图12盈功（如图13）A3=228.27524J图13NmmL滑枕的动能指示图如图14：故W=301.35928JJfW2=54.58kgm2J图14齿轮机构的设计六、齿轮设计的相关参数行程H（mm）电机转速（r/min）150902503(mm)2(mm)1440七、Z1Z2标准齿轮的设计设齿轮的传动比为i， 曲柄转速为60r/min，电机转速为1440r/min取=Z1Z2=5/18=20/72 =Z3Z4=5/12=15/36则=20 =72 =15 =36=40mm =144 mm压力角取标准值 =20 *=1 mm c*=0.25 mm=*=2 mm =*=2 mm=(*+c*)=0.5 mm=(2*+c*)=4.5 mm=(+2*)=44 mm=(+2*)=148 mm=(-2*-2c*)=35 mm=( -2*-2c*)=139 mm= cos=36 mm= cos=129.6 mmp=m=6.28 mm=pcos=5.652 mms=e=m2=3.14 mmc=c*m=0.5 mma=m(+ )/2=92 mm八、Z3Z4变速齿轮的设计取其齿合角为=23 +=Z3+z42taninv-inv查表得：inv23=0.023049 inv20=0.014904故 + =0.57 取=0.4 =0.17中心距变动系数y=a-am= coscos=46mm = coscos=110mm则：a=d3+d42=78mm a=d3+d42=76.5mm则：y=78-76.53=0.5 齿顶高降低系数： =(*+ y)m=3.99mm =(*+ y)m=3.3mm=(*+c*)m=2.55 mm =(*+c*)m=3.24 mm两轮的分度圆半径分别为：= /2=22.5 mm = /2=54 mm则两轮的齿顶圆半径为：= +*m=25.5 mm = +*m=57 mm两轮齿顶圆压力角分别为：a3=cos-1(r3cos/ra3)=33.99 a4=cos-1(r4cos/ra4)=27.10 齿轮的重合度a=Z1(tana1-tan)+Z2(tana2-tan)2=1.588九、心得体会 在这次实践的过程中学到了一些除技能以外的其他东西，领略到了别人在处理专业技能问题时显示出的优秀品质，更深切的体会到人与人之间的那种相互协调合作的机制,最重要的还是自己对一些问题的看法产生了良性的变化。 在社会这样一个大群体里面,沟通自然是为人处世的基本,如何协调彼此的关系值得我们去深思和体会。在实习设计当中依靠与被依靠对我的触及很大, 有些人很有责任感,把这样一种事情当成是自己的重要任务,并为之付出了很大的努力,不断的思考自己所遇到的问题。而有些人则不以为然,总觉得自己的弱势.其实在生活中这样的事情也是很多的,当我们面对很多问题的时候所采取的具体行动也是不同的,这当然也会影响我们的结果.很多时候问题的出现所期待我们的是一种解决问题的心态,而不是看我们过去的能力到底有多强,那是一种态度的端正和目的的明确,只有这样把自己身置于具体的问题之中,我们才能更好的解决问题. 在这种相互协调合作的过