牛头刨床机械原理课程设计

1、EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY机械原理课程设计说明书课题名称：机械原理课程设计 学 院：机电工程学院 专业班级：机械工程学 号：201430010308生：曾令平指导老师：王智辉摘要3一、设计任务5二、导杆机构的运动分析51、设计数据52、机构运动简图63、位移分析64、速度分析6三、凸轮机构的设计91、 设计数据9.2、 作摆动从动件盘形凸轮轮廓设计 9.四、齿轮机构的设计 111、设计数据112、处理数据113、绘制啮合图12总结13参考文献14，、设计任务机械原理课程设计的任务是对机器的主体机构进行运动分析，并根据给定的机器的工作要求，在此基础上进行

2、相关设计。本组为第二组，安排的任务为：按照第一方案设计各个主体机构 的简单绘图，绘制必要的图纸和编写说明书等。机构简介牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床。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 &刨床工作时，由 导杆机构2-3-4-5-6 带动刨头6和刨刀7作往复运动。刨头右行 时，刨刀进行切削，称工作切削。此时要求速度较低且均匀，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。为此刨床采用 急回作用得导杆机构。刨刀每切削完一次，利用空回行程的时间， 凸轮8通过四杆机构1-9-10-11与棘轮机构带动螺旋机构，使

3、工 作台连同工件作一次进给运动，以便刨刀继续切削。JK,Ta7电刈肌8lUlia3»K：4塾衲京杆机沟¥q y0宙肌忡K飢«】、导杆机构的运动分析1、设计数据:见表9-2设计内容导杆机构的运动分析符号n210204|02A|04BIbcI04S4XS6YS6单位r/mi nmm、-i-fr 万案I603801105400.25 lo4B0.5I04B24050II64350905800.30 I04B0.5I04B20050皿724301108100.36 I04B0.5I04B18040设计内容导杆机构的运动分析符号G4G6PYpJS4单位Nmm2kg m万案I

4、2007007000801.1II2208009000801.2皿22062080001001.22、机构运动简图：（见图纸）取曲柄位置“1”进行速度分析、位移分析。3、位移分析：（尺测）（一）在推程过程中:（二）在回程过程中:S=15mmS=265mm4、速度分析：（一）在推程过程中：由于构件2和构件3在A处的转动副相连，故 “2=3,大小等于02 IA02,方向垂直于 AO 2线，指向与 32 致。uo2=2 nn 7ao2计算得：uo2=6.28Q11 m/s=0.69m/s（丄 A02）（1）取构件3和4的重合点A进行速度分析。列速度矢量方 程。得：U04（绝对）=UA02 （绝对）+

5、 UAO4AO2 （相对）大小？"?方向丄A04丄A02/ A04取速度极点P,速度比例尺 尸0.08，作速度多边形（见图纸）。由图得：uO4=0.58m/s（丄A04 向右）因B与A同在导杆4上，根据比例关系：U/ U04 = Ib04/ Ia04计算得：u=o.69m/s（2）取5构件作为研究对象，列速度矢量方程。得：U =U + UCB大小：？V?方向：水平丄04B 丄BC取速度极点P,速度比例尺尸0.08（m/s）/mm，作速度多边形（见图纸）。由图得:g=0.68m/s（水平向右）（二）在回程过程中：由于构件2和构件3在A处的转动副相连，故 02=3,大小 等于血人02,方

6、向垂直于AO2线，指向与02 致。uo2=2 nn 7ao2计算得：uo2=6.28011m/s=0.69m/s（丄 A02）（1）取构件3和4的重合点A进行速度分析。列速度矢量方 程。得：U04 （绝对）=U02 （绝对 ）+ UAO4AO2 （相对）大小 ？"?方向丄A04丄A02/ A04取速度极点P,速度比例尺u=0.08（m/s）/mm，作速度多边形 （见图纸）。由图得：uo4=0.58m/s（丄A04 向左）因B与A同在导杆4上，根据比例关系：U/ U04 = 1B04/ 1A04计算得：u=0.56m/s（2）取5构件作为研究对象，列速度矢量方程。得:bC = U +

7、UB大小： ? V?方向：水平丄04B 丄BC取速度极点P,速度比例尺尸0.08（m/s）/mm，作速度多边形 （见图纸）。由图得：uc=0.54m/s(水平向左)三、凸轮机构的设计1、设计数据:符号书maxl 07Da oo1o 'o2单位(° )mm数据15.1254061157510在推程过程中（由® 曲线得）( °)（°）00100.6202.1304.5408.15011.4依据上述运动方程绘制角位移书、的关系曲线（见图纸）6013.575152、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

8、度（一3）（3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（一3）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： 将书一 曲线图（见图纸）的推程运动角 和回程运动角个分成不均等的 8份，按式求个 该分点对应的角位移值。（见右表）在回程过程中（由® 曲线得）( °)（°）851510013.511011.41208.11304.51402.11500.61600 选取适当的长度比例尺卩定出 02和07的 位置（选取卩=2:1 ）。以02为圆

9、心，以60mm 为半径作基圆。以02为圆心，以l 0207/ 为半 径，作圆。则0207便是从动件的起始位置，注意，要求从动件 7按照（右图的数据）顺时针摆动相应的角度佐出凸轮轮廓。 依次取推程运动角0=75 °，远休止角s=10 °，回程运动 角。'75和近休止角s'200° ,并将推程和回程运动角各分成 不均等的8份，得到不同的16个点。它们便是逆时针方向反转时，从动体轴心的各个位置。 最后将各个点连成光滑曲线。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

10、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。C、校核轮廓的最小曲率半径p min :在设计滚子从动件凸轮的工作轮廓时，若滚子半径rt过大，则会导致工作轮廓变尖或交叉。四、齿轮机构的设计1、设计数据:符号Z1Z2ma单位mm(°)数据10406202、处理数据：(ha*=1,c*=0.25)乙(10)乙(40)分度圆直径d60240基圆直径db56.4225.6齿顶圆直径da72252齿根圆直径df45225分度圆齿厚S9.42分度圆齿槽宽e9.42分度圆齿距P18.84中心距a1503、绘制啮合图(卩=2:1)齿轮啮合图是将齿轮各部分按比例

11、尺(卩=2:1)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直径，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N2,则N2P即为理论啮合线的一段，也是渐开 线发生线的一段. 以NP线段为半径，作出大齿轮的一条渐开线齿廓，并以P点为始点在分度圆上量出齿槽宽 e的距离，记作A点。 并过A点作出该分度圆的切线，记作 B点，以AB线段作为半

12、径作出另一条渐开线齿廓。 再以P点为始点在分度圆上划出分度圆齿距 P的距离， 记作C点，过C点作出该基圆的切线，记作 D点。并以CD为 半径，作出另一个齿的一条渐开线齿廓。如此类推，即可。 而小齿轮的画法也是如此，不过齿根那两边则将原来的曲 线作成镜像即可。总结通过本次课程设计，我对于机械运动学与动力学的分析与设 计有了一个比较完整的概念，同时，也培养了我表达，归纳总结 的能力。此外，通过此次设计我也更加明确了自己所学知识的用 途，这为以后的学习指明了方向，让我在以后的学习中更加思路 清晰，明确重点，从而向更好的方向努力。同时在设计的整个过 程中叶发现了自己的很多的缺点， 眼高手低，细节问题注

13、意程度 不够，在处理关键的数据时往往要重复的计算好几遍，漏掉一个 小数点就会导致数据偏差很大。另外在设计的过程中，我将不断培养自己的合作能力。 自从 第一天开始我们全组同学就积极投入到学习中去， 完成各自的数 据计算，基本草图的绘制，数据的简单处理，为了不影响全组同 学的最后数据的计算和数据的统计，我每天都呆在绘图室里五六 个小时，尽快完成当天的工作，为本组成员提供参考和数据的分 析等等。我认为大家积极与他人交流，讨论设计过程遇到的难题， 一起去解决。这种学习的方法也是值得借鉴的，在讨论中学习， 而且这种由同学自己得到的东西， 同学们记得会更加的深刻， 另 外在讨论学习过程中同学们之间的关系会更加密切，非常有利于增进同学之间的友谊。通过本次课程设计使我明白了自己知识还比较欠缺，需要 学习