简易牛头刨床机构设计

湖南农业大学湖南农业大学 机械原理课程设计机械原理课程设计 简易牛头刨床机构设计说明书简易牛头刨床机构设计说明书 06 级级机械设计及自动化专业业 指导老师指导老师 高 英 武 姓名 姓名 蒋 毅 学号 学号 200640601105 2008 年年 5 月月 1 目录 第一部分 设计任务书 2 1 设计课题 2 运动要求与基本数据 3 设计任务 第二部分 机构方案的确定 3 1 机床往复运动方案的确定 2 传动方案的确定 3 总传动比 1 各级传动比的分配 2 传动方案示意图 第三部分 运动循环图设计 6 第四部分 主要机构的设计计算 7 1 往复运动机构设计和运动误差分析 1 检验 rmin 70o 2 运动分析 3 往复运动 H 的调整措施 2 进击运动的驱动机构 凸轮机构的设计 1 根据运动循环图确定 o s o s 2 确定 r0 A L max 3 凸轮轮廓曲线设计 3 传动系统的低速级齿轮设计计算 4 进给机构的间歇运动机构运动设计 棘轮机构 螺旋机构 第五部分 对整机设计对结果分析 14 第六部分 收获体会 建议 14 第七部分 参考文献 14 第八部分 附程序 16 第九部分 附 A3 的图纸 15 2 第一部分 设计任务书第一部分 设计任务书 设计主题简易牛头刨床机构设计 运动要求与基本 数据 1 刨刀运动为往复水平纵向运动 每分钟往复次数为 n1三级 可调 行程为 H 左行程为切削工作行程 速度均匀 右 行程为回程 回程速度较快 行程速比系数为 K 2 进给运动为工作台的间歇横向直线进给 工作台进给应在刨 刀非切削时间内进行 进给量 fz 可调节 共 6 级 设为 n 按等差级数分布 参数n1 str min H mm Kfz mm str 数据60 64 726501 70 3 1 8 设计任务 设计一种简易牛头刨床 列出几种不同的组合方案 对组 合方案进行定性分析 从中选出最佳方案 接下来从传动系统 来设计三联滑动齿轮机构 从而实现三种速度的转变 设计出 运动循环图 最后对主要机构进行设计计算 分别从往复运动 构件尺寸 运动误差分析 检验 rmin 运动分析 往复行程 H 的调整措施 进给机构的驱动机构 凸轮机构的设计 摆动 从动件的运动规律 运动循环图来确定 o s o s 确 定 r0 A L max等参数 凸轮轮廓的曲线设计 凸轮安装角 的设计简图及说明 传动系统齿轮设计的计算 进给机构的间 歇运动机构运动设计 棘轮机构 螺旋机构 最后对整体机构 设计结果的分析 个人收获和建议及参考文献 用 A1 号图纸来绘画该小型插床的运动简图以及构件组合的 3 第二部分 机构方案的设计第二部分 机构方案的设计 位移 速度 加速度的曲线和构件的运动分析图及计算结果 凸轮的设计图和运动循环图 设计内容满足要求的机构示意图方案特点 方案一 该方案工作效率高 结构简单 力学性能好 方案二 该方案结构简单 工作效率也较高 但执 行滑块处的力学性能不 高 4 传动方案示意图 设计内容传动方案示意图 方案三 该方案结构复杂 执行滑块处力学性能较 差 综合分析 通过工作效率 力学性能以及机构结构的复杂程 度综合分析 机构方案确定为方案一 5 传动方案示意设计简要说明 该传动方案是由电动机的转动带动皮带轮转动 从而使三 联滑移齿轮转动 通过齿轮的啮合实现了从动件的转动 其中 三联滑移齿轮能实现三种不同速度的从动件转动 此机构在运 动过程中运转较平稳 传动效率高 功率大 设计内容计算结果设计结果 6 i1 总 n电 n1 1440 60 24 i2 总 n电 n2 1440 64 22 5 i3 总 n电 n3 1440 72 20 i1 总 24 i2 总 22 5 i3 总 20 当 n执 60r min 时取 i1 2 i3 6 从而 i2 2 取 z1 32 就有 z2 64 m 5 得 a12 m z1 z2 2 240mm i2 24 z1 32 z 2 64 m 5 当 n执 64r min 时取 i1 2 i3 6 从而 i2 1 875 取 z1 32 就有 z2 60 m 5 得 a12 m z1 z2 2 230mm 变位系数 x1 x2 2 2768 i2 1 875 z1 32 z2 60 m 5 传动方案的确定 当 n执 72r min 时取 i1 2 i3 6 从而 i2 1 67 取 z1 36 就有 z2 60 m 5 得 a12 m z1 z2 2 240mm i2 1 67 z1 36 z2 60 m 5 V 带轮的设计 取 Dmin 60 D Dmin i 2 D 60 2 120 取标准 V 带轮的直径 有 D 120mm D1 60 D2 120 第三部分 运动循环图设计第三部分 运动循环图设计 7 简要说明 插刀的初始运动为刨刀前进方向 即起始位置为推程起始点 即摇杆与曲 柄相互垂直时 摇杆约为 67 时 当曲柄开始逆时针转动 约 23 时 刨刀快速进刀 当 摇杆转到约 135 摇杆开始带动刨刀进入回程段 同 时由凸轮带动工作台进给 在完全退刀以前完成进给 以便于进刀的正常的工 作 刨刀工作时工作台静止 当刨刀完成完一次进刀和退刀后回到初始位置 然后重复以上过程 第四部分 主要机构的设计计算第四部分 主要机构的设计计算 8 主要机构的设计计算过程 尺度综合 已知 要求设 计的机构压力角最小 机架长 400 450mm 取 CA机架 450mm K 1 7 H 650mm 计算过程 机架长度在 400 450mm 之间 确定 CA机架 450mm K 1 7 K 360 1 1 1 400 2 3 200 2 2 90 200 2 在直角三角形 ABC 中 Sin 2 0 3961 AB 178 245mm 又 要求 H 650mm CE 820 4999mm ED 325 Cos 20 349 5 CD 753 3964 mm 9 误差分析 误差分析分析过程 齿轮传动比 由公式 i总 i1 i2 i3 ik i i理 i理 i实 i理 30 一级变速时 i理 24 i带 2 02 i1 2 i2 6 i实 i带 i1 i2 24 24 就有 i i理 10 30 0 二级变速时 i理 22 5 i带 2 02 i1 1 875 i2 6 i实 i带 i1 i2 22 725 就有 i i理 15 30 0 三级变速时 i理 20 i带 2 02 i1 1 67 i2 6 i实 i带 i1 i2 20 2404 就有 i i理 12 30 0 由以上可得 此变速系统的齿轮合理 行程数比 运动机构 K实 1800 1800 1 7213 K理 1 7 就有 K K理 K理 K实 K理 12 5 30 0 H实 648 23mm H理 650mm 就有 H H理 H理 H实 H理 2 723 m 4 Zmin 17 凸轮转角 推程 1 0 0 9 0 836 18 1 500 27 3 736 36 7 176 45 10 254 54 11 986 63 12 473 凸轮转角 回程 2 63 12 473 54 11 986 45 10 254 36 7 176 27 3 736 18 1 500 9 0 836 0 0 12 齿轮参数表 齿轮 尺寸 名称 12345678 i62 01 8751 67 x 1 x2002 2760 x00001 1301 14600 m5 z1696326432603660 d80480160320168 6311 2180300 ha55555 hf6 256 256 256 256 25 a280240240240 da49090170330178 6321 2190310 df467 567 5147 5307 5156 1298 7167 5287 5 db451 0575 17150 35300 70151 83280 25169 14281 91 s7 857 857 857 85 e7 857 857 857 85 20 20 25 771 20 a23 0033 3527 8224 3327 4924 4327 1024 58 Sa a1 661 70 y y 对以上数据进行校核都符合要求 进给机构的间歇运动机构运动设计 棘轮机构 螺旋机构 13 1 计算棘轮机构齿数 Z 齿顶圆直径 Da 已知棘轮模数 m 2 丝杆螺距 t 6mm 单头 Z 总级数 n 进给量 fz 6 0 3 20 Da mZ 20 2 40mm 2 进给机构的间歇运动机构示意图 机构实际组装图 14 第五部分 对整机设计的结果分析第五部分 对整机设计的结果分析 总体评价 该设计方案基本满足机械原理的功能和要求 有较好的稳定性 合理性 经济性等优点 大体上能够满足工作要求 但仍然存在 不足的地方有待改进 设计结果的主要不足 1 在机构方案确定的过程中 由于缺乏实践经验 以及对所学知识不牢 所确定的机构可能不是最佳方案 2 在求速度 加速度等运动分析计算过程中用的是 C 语言编的程序 由于 编程能力有限 无法时确保精度与准确率 或者 可能由于语法出错 逻 辑不严谨 存在一定的误差 3 在传动比的设计过程中 采用的是计算和拼凑的方法 计算出的齿轮传 动方案不是最佳 存在设计上的缺陷 4 在设计凸轮驱动进给机构时 推程有加速度突变 存在柔性冲击 设计结果的改进 1 设计传动齿轮过程中 改善传动质量 减少磨损 尽可能设计成变位齿 轮 齿轮的传动比设计也不是很理想 2 在设计过程中应多应用计算机 进行计算和仿真等功能 15 3 凸轮的设计应尽量使其在不同的运动过程中采用不同的运动规律 避免 行程中的突变 减少冲击 第六部分 收获体会 建议第六部分 收获体会 建议 在本次课程设计中 发现自己在机械原理这门课上还有很多的不足 但是 此次在进行与完成设计的同时 也给了自己一次查漏补缺的的机会 巩固了前 面