牛头刨床课程设计

机械原理课程设计说明书专业班级:10级机制1班姓名：李双华学号:201001194目录一.设计题目……………3二.牛头刨床机构简介…………………3三.设计数据……………4四.设计内容……………5五.参考文献…………14六.体会心得…………14一.设计题目：牛头刨床1.为了提高工作效率，在空回程时刨刀快速退回，即要有急回运动，行程速比系数在1.4左右。2.为了提高刨刀的使用寿命和工件的表面加工质量，在工作行程时，刨刀要速度平稳，切削阶段刨刀应近似匀速运动。3.曲柄转速在64r/min,刨刀的行程H在300mm左右为好，切削阻力约为9000N。二.牛头刨床机构简介(工作原理）机构简图如下所示：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1-2-3-4-5-6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1-9-10-11与棘轮带动螺旋机构（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。三．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单位r/minmmmm方案64350905800.3lo4B151351606115701070设计内容齿轮机构设计符号单位r/minmmmm方案144040131610030064四．设计内容：4.1导杆机构的运动分析（一）导杆机构设计要求概述：已知曲柄每分钟的转数，各构件尺寸，且刨头导路位于导杆端头B所作圆弧的平分线上。（二）计算过程：由已知数据n2=64r/min得ω2=2π×64/60(rad/s)=6.7rad/s.1、求C点的速度：⑴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υA3=υA2。又υA2=ω2lO2A=0.9×6.7=0.6m/s⑵求的速度：选取速度比例尺：μv=0.023(m/s)/mm;υA4=υA3+υA4A3方向：⊥BO4⊥AO2∥BO4大小：？？用图解法求解如图1：式中υA3、υA4表示构件3和构件4上A点的绝对速度，υA4A3表示构件4上A点相对于构件3上A点的速度，其方向平行于线段BO4，大小未知；构件4上A点的速度方向垂直于线段BO4，大小未知。在图上任取一点P，作υA3的方向线pa3，方向垂直于AO2，指向与ω2的方向一致，长度等于υA3/μv，（其中μv为速度比例尺）。过点p作直线垂直于BO4代表υA4的方向线，再过a3作直线平行于线段BO4代表υA4A3的方向线这两条直线的交点为a4，则矢量pa4和a3a4分别代υA4和υA4A3。由速度多边形得：求BO4的角速度：曲柄位于起点1时位置图如设计指导书图（1）：此时为：将曲柄圆周作12等分则当曲柄转到1位置时，如图（1）：杆BO4的角速度：=VA4/=rad/s=1.75rad/s杆BO4的速度V4:V4=×=1.75×1.54m/s=0.9431m/s4.2凸轮机构的设计凸轮机构的设计要求概述：⒈已知摆杆9作等加速等减速运动。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ψmaxlO9DlO9O2rortΦΦsΦ’单位mm数据15.12515061157510752.依据上述运动方程绘制角位移ψ、角速度ω、及角加速度β的曲线：（1）、角位移曲线：①、取凸轮转角比例尺°/mm和螺杆摆角的比例尺μψ=0.5°/mm在轴上截取线段代表，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).做03的等分点1、2两点，分别过这两点做ψ轴的平行线。②、将左方矩形边等分成相同的分数,得到点1＇和2＇。③、将坐标原点分别与点1＇,2＇,3＇相连,得线段O1＇,O2＇和03＇,分别超过1,2,3点且平行与Ψ轴的直线交与1＂,2＂和3＂.④、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ω曲线:①、选凸轮转角比例尺μφ=1.25°/mm和角速度比例尺μω=0.0837(rad/s)/mm,在轴上截取线段代表。②由角速度方程可得φ=φo/2,ω=ωmax,求得v换算到图示长度,3点处φ=Φ0/2,故ωmax位于过3点且平行与ω轴的直线.由于运动为等加速、等减速,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。③其他段与上述画法相同,只是与原运动相反。4.3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n0’Z1d0＇d0＇＇m12m0＇＇1＇单位r/minmmmmr/min数据14401010030063.560(二)计算过程：因为no′/no″=do″/do′得no″=480r/min(20)(40)(10)(40)分度圆直径7014060240基圆直径65.7131.556.4225.5齿顶圆直径7714778.3245.7齿根圆直径61.3131.351.3218.7分度圆齿厚5.55.511.77.1分度圆齿距10.910.918.818.8中心距105150得∴(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.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。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:do”，do’’b，do’’a，do’’f，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．将线段分成若干等份：、、……根据渐开线特性，圆弧长不易测得，可按下式计算N10＇弧所对应弦长：代入数据：按此弦长在基圆上取0＇点。⑤将基圆上的弧长N10＇分成同样等份，的基圆上的对应分点1＇，2＇，3＇。⑥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、……得１＇＇，２＇＇，３＇＇诸点，光滑连接０＇＇，１＇＇，２＇＇，３＇＇，各点的曲线即为节圆以下部分的渐开线。⑦将基圆上的分点向左延伸，作出５＇，６＇，７＇…，取、、…，可得节圆以上渐开线各点５＇＇，６＇＇．直至画到超出齿顶圆为止。⑧当df＜db时，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＝０.２mm为半径画出过渡圆角；当df>db时，在渐开线与齿根圆之间画出过渡圆角。（２）啮合图的绘制：①选取比例尺μl=2mm/mm,定出齿轮Z0＇＇与Z1＇的中心以O＇＇O＇心作出基圆，分度圆，节圆，齿根圆，齿顶圆．②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③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．④按已算得的齿厚和齿距P计算对应的弦长和。按和在分度圆上截取弦长得A,C点，则⑤取AB中点D连０D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３个齿廓，另一齿轮做法相同。⑥作出齿廓的工作段。五．参考文献1、机械原理/孙恒，陈作模主编——六版——北京20012、理论力学Ⅰ/哈尔滨工业大学理论力学研究室编——六版——北京2002.83、机械原理课程设计指导书/罗洪田主编——北京1986.104、机械原理/东南大学机械学学科组郑文纬吴克坚主编——北京1997.7六．体会心得流星的光辉来自星体的摩擦，珍珠的晶莹来自贝壳的眼泪，成功的背后需要我们为之付出很大的努力。通过几天的奋斗，在两位老师悉心的指导下，在同学们的密切配合下，我的机械原理课程设计终于完成了。虽然我的设计可能还有不少的错误和误差，但心中还是无比的喜悦。在这几天中，我有很多的体验，同时也有我也找到许多的毛病，比如：专业知识的不能熟练应用，作图时不图不是太合理。但是通过这次实践设计，我觉得我的能力有了很打的提高。比如：通