牛頭刨床設(shè)計機(jī)械原理課程設(shè)計

1、<p>　　機(jī)械原理課程設(shè)計說明書</p><p><b>　　牛頭刨床設(shè)計說明書</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、概述……………………………………………………...…2</p><p>　　1、設(shè)計目的……………………………………………………….

2、..2</p><p>　　2、設(shè)計任務(wù)…………………………………………………………2</p><p>　　3、設(shè)計方法………………………………………………..………2</p><p>　　二、牛頭刨床機(jī)構(gòu)簡介…………………………………….….3</p><p>　　三、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析…………………………………..….4</p>

3、;<p>　　1、速度分析……………………………………………………..…5</p><p>　　2、刨頭位移線圖……………………………………………….….8</p><p>　　四、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計……………………………………….……9</p><p>　　1、凸輪設(shè)計要求……………………………………………….…9</p><p>

4、　　2、凸輪機(jī)構(gòu)從動件位移、速度、加速度線圖…………….……9</p><p>　　五、齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計……………………………………………14</p><p>　　1、齒輪設(shè)計要求………………………………………………….14</p><p>　　2、齒輪計算………………………………………………….……15</p><p>　　3、繪制齒輪嚙合區(qū)圖

5、……………………………………….……16</p><p>　　六、設(shè)計自我評述與體會……………………………….……17</p><p>　　七、設(shè)計參考文獻(xiàn)……………………....................................19</p><p><b>　　一、概述</b></p><p>　　1.機(jī)

6、械原理課程設(shè)計目的 </p><p>　　機(jī)械原理課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生掌握機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案設(shè)計能力的技術(shù)基礎(chǔ)課程，它是機(jī)械原理課程學(xué)習(xí)過程中的一個重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。機(jī)械原理課程設(shè)計目的在于鞏固和加深所學(xué)的理論知識，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決有關(guān)本課程實(shí)際問題的能力，使學(xué)生對于常用機(jī)構(gòu)（連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)和齒輪機(jī)構(gòu)）設(shè)計和運(yùn)動分析有比較完整的認(rèn)識，。以及熟悉機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計的步驟及方法，其中包括選型、運(yùn)動方案的確定、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的分

7、析和整體設(shè)計等，進(jìn)一步提高設(shè)計計算和解決工程技術(shù)問題的能力</p><p>　　2、機(jī)械原理課程設(shè)計任務(wù)</p><p>　　機(jī)械原理課程設(shè)計任務(wù)是對主體機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計和運(yùn)動分析，并根據(jù)給定機(jī)器的工作要求，在此基礎(chǔ)上繪制凸輪、齒輪；或?qū)Ω鳈C(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析。要求學(xué)生根據(jù)設(shè)計任務(wù)在規(guī)定時間內(nèi)完成1# 設(shè)計圖一張，3# 設(shè)計圖兩張，設(shè)計說明書一份（20頁左右）。</p><p&

8、gt;　　機(jī)械原理課程設(shè)計方法</p><p>　　機(jī)械原理課程設(shè)計方法大致可以分為圖解法和解析法。圖解法幾何概念較清晰直觀；解析法精度較高，本設(shè)計主要用圖解法進(jìn)行設(shè)計</p><p>　　二、牛頭刨床機(jī)構(gòu)簡介</p><p>　　牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機(jī)床，如圖一，電動機(jī)經(jīng)皮帶和齒輪傳動，帶動曲柄2 和固接在其上的凸輪8。刨床工作時，由導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)2-3-4

9、-5-6帶動滑枕6和刨刀7作往復(fù)運(yùn)動。要求工作行程時，滑枕6應(yīng)速度較低，且近似等速移動，而空回行程時，滑枕具有較高速度，實(shí)現(xiàn)快速返回。另外，齒輪等速轉(zhuǎn)動時，通過四桿機(jī)構(gòu)帶動棘輪G轉(zhuǎn)動。棘輪與絲桿相連，實(shí)現(xiàn)自動進(jìn)刀。刨床機(jī)構(gòu)在一個工作循環(huán)內(nèi)，主軸速度波動很大，為此，常采用飛輪調(diào)整速度波動。 </p><p>　　三、牛頭刨床導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析</p><p>　　1、牛頭刨床導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計已知

10、條件</p><p>　　2、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計要求</p><p>　　導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計應(yīng)根據(jù)連桿5傳力給滑枕的最有利條件確定擺動導(dǎo)桿長度和滑枕導(dǎo)路X—X的位置，即曲柄和擺桿轉(zhuǎn)動副連線應(yīng)垂直于導(dǎo)路X—X，且X—X應(yīng)位于擺桿端點(diǎn)所畫圓弧高的平分線上。作機(jī)構(gòu)運(yùn)動位置圖。以滑枕6的左極限位置時曲柄 的位置作為起始點(diǎn)1，每隔30°取一個位置，共12個位置。每個小組的每一個人分配一個位置（特殊位置

11、除外）作運(yùn)動分析，繪速度多邊形和加速度多邊形。</p><p>　　以刨頭左極限點(diǎn)為基點(diǎn)，收集12個位置測量出的位移，繪出刨頭位移線圖。分析連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成（拆分桿組），并說明該機(jī)構(gòu)的級別。 </p><p>　　3速度分析（第五點(diǎn)）</p><p><b>　?。?）基本尺寸</b></p><p><b&g

12、t;　　確定各桿件的長度：</b></p><p>　　=10.45rad/s </p><p><b>　　（2）速度分析：</b></p><p>　　選取速度比例尺μ=1/40m∕s∕mm</p><p>　　大?。?.04 ？ ？</p><p>　　方向：⊥

13、O2A ⊥O4A ∥O4B</p><p>　　VA2=2.04*cos7=2.04m/s</p><p>　　W2=VA2/O4A=2.2rad/s</p><p>　　VB=W2*O4B=1.7m/s</p><p><b>　　VC=VB+VCB</b></p><p>　　大小： ？

14、 1.7 ？</p><p>　　方向：水平 ⊥O4B ⊥CB</p><p>　　量得VC=1.4m/s</p><p><b>　　4、拆分桿組 </b></p><p>　　該六桿機(jī)構(gòu)可看成由Ⅰ級機(jī)構(gòu)、一個RPRⅡ級基本組和一個</p><p>　　RRPⅡ級基本組組成的，即可將機(jī)構(gòu)分

15、解成圖示三部分。</p><p>　　5、繪出刨頭位移線圖</p><p>　　注明：圖片來自matlab</p><p><b>　　四、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計</b></p><p><b>　　凸輪設(shè)計要求 </b></p><p>　　根據(jù)牛頭刨床導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)選定凸輪軸徑30m

16、m。凸輪基圓直徑大于或等于軸徑的2倍凸輪滾子半徑等于基圓半徑的0.2倍。繪制凸機(jī)構(gòu)從動件位移、速度、加速度線圖</p><p>　　根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理繪制凸輪輪廓。</p><p>　　2、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計已知條件</p><p><b>　　本組選擇第七種方案</b></p><p>　　3、根據(jù)以上數(shù)據(jù)及運(yùn)動規(guī)律得運(yùn)動方程如

17、下</p><p>　　Ψ=h[(б∕б0) -sin(2лб∕б0)( 2л)]</p><p>　　每隔十度進(jìn)行角位移求解帶入得</p><p>　　Ψ1=20°[(10∕120) -sin(2л×10∕120)( 2л) ]</p><p>　　Ψ2=20°[(20∕120) -sin(2л×20

18、∕120)( 2л) ]</p><p>　　Ψ3=20°[(30∕120) -sin(2л×30∕120)( 2л) ]</p><p>　　Ψ4=20°[(40∕120) -sin(2л×40∕120)( 2л) ]</p><p>　　Ψ5=20°[(50∕120) -sin(2л×50∕120)(

19、2л) ]</p><p>　　Ψ6=20°[(60∕120) -sin(2л×60∕120)( 2л) ]</p><p>　　Ψ7=20°[(70∕120) -sin(2л×70∕120)( 2л) ] </p><p>　　Ψ8=20°[(80∕120) -sin(2л×80∕120)( 2л) ]&

20、lt;/p><p>　　Ψ9=20°[(90∕120) -sin(2л×90∕120)( 2л) ]</p><p>　　Ψ10=20°[(100∕120) -sin(2л×100∕120)( 2л) ]</p><p>　　Ψ11=20°[(110∕120) -sin(2л×110∕120)( 2л) ]&l

21、t;/p><p>　　Ψ12=20°[(120∕120) -sin(2л×120∕120)( 2л) ]</p><p>　　4、繪制凸輪機(jī)構(gòu)從動件位移線圖 </p><p>　　注明：圖片來自matlab，</p><p>　　5、繪制凸輪機(jī)構(gòu)從動件速度線圖</p><p>　　注明：圖片來自matl

22、ab，</p><p>　　6繪制凸輪機(jī)構(gòu)從動件加速度線圖</p><p>　　注明：圖片來自matlab，</p><p><b>　　五、齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計</b></p><p><b>　　齒輪設(shè)計要求</b></p><p>　　要求齒輪不根切，且實(shí)際中心距的尾數(shù)取為0或

23、5，設(shè)計該傳動并完成計算和驗(yàn)算；繪制齒輪嚙合區(qū)圖（可以不繪制齒廓形狀），標(biāo)出基圓、齒頂圓、節(jié)圓、嚙合角、嚙合起始點(diǎn)B2、B1和嚙合極限點(diǎn)N1、N2，并注明單齒嚙合區(qū)和雙齒嚙合區(qū)；用圖上量取的實(shí)際嚙合線段</p><p>　　B2B1確定重合度，并與公式計算值進(jìn)行比較。</p><p>　　2、齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計已知條件</p><p>　　3、齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動示意圖<

24、/p><p><b>　　4、齒輪計算</b></p><p><b>　　二、計算過程：</b></p><p>　　已知：Z1=15 Z2=65 m=12 ɑ=20° ha*=1 c*=0.25</p><p>　　分度圓：d1=mz=180mm d2=mz=780mm

25、</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)中心距: a=m(z1+z2)/2=480mm</p><p>　　實(shí)際中心距：a’=480mm</p><p>　　嚙合角：ɑ’=ɑ=20°</p><p>　　節(jié)圓： d1’=d1cosɑ/ cosɑ’=180mm</p><p>　　d2’=d2cosɑ/ cosɑ’=780

26、mm</p><p>　　齒頂圓：da1=( z1+2ha*)m=204mm</p><p>　　da2=( z2+2ha*)m=804mm</p><p>　　齒根圓：df1=( z1-2ha*-2c*)m=150mm</p><p>　　df2=( z1-2ha*-2c*)m=750mm</p><p>　　基圓：

27、 db1= d1cosɑ=169.14mm</p><p>　　db2= d2cosɑ=732.96mm</p><p>　　重合度： =[z1(tanɑa1-tanɑ’)+Z2(tanɑa2-tanɑ’)]</p><p>　　ɑa1=arcos(r1cos/ra1)=42°</p><p>　　ɑa2=arcos(r2cos

28、/ra2)=25°</p><p><b>　　=1.57</b></p><p>　　如嚙合圖： B1B2=58mm</p><p>　　Pb=Pcosɑ=лmcosɑ </p><p>　　=B1B2/ Pb=1.64</p><p><b>

29、　　三、繪制嚙合圖</b></p><p>　　齒輪嚙合圖是將齒輪各部分按一定比例尺畫出齒輪嚙合關(guān)系的一種圖形.它可以直觀的的表達(dá)一對齒輪的嚙合特性和嚙合參數(shù),并可借助圖形做必要的分析。</p><p>　　漸開線的繪制: 漸開線齒廓按漸開線的形成原理繪制,如圖以齒輪輪廓線為例，其步驟如下:</p><p>　　按齒輪幾何尺寸計算公式計算出各圓半徑: r

30、1 ，r2，r1’ ，r2’， ra1 ，ra2，rb1 ，rb2，畫出各相應(yīng)圓,因?yàn)橐笫菢?biāo)準(zhǔn)齒輪嚙合,故節(jié)圓與分度圓重合.</p><p>　　連心線與分度圓(節(jié)圓)的叫點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)P,過節(jié)點(diǎn)P作基圓切線,與基圓相切與N1,則即為理論嚙合線的一段，也是漸開線發(fā)生線的一段．</p><p>　　5、繪制齒輪嚙合區(qū)圖</p><p><b>　　六、設(shè)計自我評

31、述：</b></p><p>　　通過一段時間的設(shè)計，讓我對所學(xué)知識得到了更深的理解，也學(xué)會了運(yùn)用各種資料、工具，熟練了CAD等軟件的使用，體會到了同伴</p><p>　　之間的密切合作的重要性等等。同時這之間的種種工作也離不開老師的熱情指導(dǎo)，在此表示深深的謝意。</p><p>　　首先,對機(jī)械原理這門課程有了更深入的了解.平時的只停留在一個初等的感

32、性認(rèn)識水平,沒有真正的理解透所學(xué)的具體原理的應(yīng)用問題,但在自己做設(shè)計過程中老在問為什么,如何解決,通過這樣的想法,是自己對自己所學(xué)的理論有了深入的理解.在設(shè)計過程中,如何才能</p><p>　　把所學(xué)的理論運(yùn)用到實(shí)際中,這才是我們學(xué)以所獲,學(xué)以致用的真正</p><p>　　宗旨,這也是當(dāng)我們從這個專業(yè)畢業(yè)后所必需具有的能力,這也更是從學(xué)到時間的過程,才能為自己在以后的工作中游刃有余,才

33、能為機(jī)械工業(yè)的發(fā)展盡綿薄之力.</p><p>　　其次對所學(xué)的專業(yè)課產(chǎn)生了很大的興趣.在做設(shè)計的過程中,發(fā)現(xiàn)機(jī)械的很多東西滲透在我們生活的方方面面,小到鐘表,大到航天器，都用到了機(jī)械的相關(guān)內(nèi)容。這也給自己很大的學(xué)習(xí)范圍和任務(wù)，更給了自己很大的發(fā)展空間和興趣的培養(yǎng)。</p><p>　　最后對團(tuán)隊的合作有了更深的體會。每個人不可能方方面面都會，這就需要團(tuán)隊組員各自發(fā)揮自己的優(yōu)點(diǎn)，說出各自的

34、想法，取長補(bǔ)短，這樣才能從別人身上學(xué)到自己所缺的能力和品質(zhì)，在現(xiàn)代的企業(yè)合作中，團(tuán)隊合作精神是很重要的，各個產(chǎn)品的開發(fā)都需要很多人傾注心血，這樣才能是企業(yè)有長遠(yuǎn)的發(fā)展。</p><p>　　雖然這次設(shè)計已告一段落，但是我知道學(xué)海無涯、學(xué)無止境，這是一個結(jié)尾，同時也只是一個開始。今后，我會以更飽滿的熱情投入到今后的學(xué)習(xí)生活中，做一個不斷探索，勇于創(chuàng)新的大學(xué)生。</p><p>　　此方案分析

35、及其評價 </p><p>　　1，機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動，F(xiàn)=3*5-(2*7+1)=1,曲柄為機(jī)構(gòu)原動件。</p><p>　　2,通過曲柄帶動擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和滑塊機(jī)構(gòu)使刨刀往復(fù)移動,實(shí)現(xiàn)切削功能，能滿足功能要求.且滑塊行程可以根據(jù)桿長任意調(diào)整；</p><p>　　3,工作性能, 工作行程中，刨刀速度較慢，變化平緩符合切削要求, 擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)使其具有急回作用，可滿足任

36、意行程速比系數(shù)K的要求；</p><p>　　4,傳遞性能, 機(jī)構(gòu)傳動角恒為90度，傳動性能好，能承受較大的載荷，機(jī)構(gòu)運(yùn)動鏈較長，傳動間隙較大；</p><p>　　5,動力性能 ,傳動平穩(wěn)，沖擊震動較小.</p><p>　　6,結(jié)構(gòu)合理性,結(jié)構(gòu)簡單合理,尺寸和重量也較小,制造和維修也較易.</p><p>　　7,經(jīng)濟(jì)性，無特殊工藝和設(shè)備

37、要求,成本較低.</p><p><b>　　七、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 孫恒，陳作模。機(jī)械原理（第七版）。北京：高等教育出版社，2001.5</p><p>　　[2] 李 笑 劉福利 陳 明。機(jī)械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書（試用稿）。哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004.7</p><p>　　[3]

38、 牛鳴歧 王保民 王振甫。 機(jī)械原理課程設(shè)計手冊. 重慶：重慶大學(xué)出版社，2001</p><p>　　[4]王知行 李瑰賢. 機(jī)械原理電算程序設(shè)計. 哈爾濱，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2003</p><p>　　[5] 孟憲源 姜琪. 機(jī)構(gòu)構(gòu)型與應(yīng)用. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[6] 申永勝. 機(jī)械原理教程. 北京：清華大學(xué)出版社，199