機械原理課程設計--牛頭刨床設計說明書

1、<p>　　機械原理課程設計說明書</p><p><b>　　牛頭刨床設計說明書</b></p><p><b>　　班級：</b></p><p><b>　　學號:</b></p><p><b>　　姓名:</b></p>

2、<p><b>　　組別:</b></p><p><b>　　指導老師：</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一 概論……………………………………………3</p><p>　　1、設計目的………………………………………………3&

3、lt;/p><p>　　2、設計任務………………………………………………3</p><p>　　3. 扭頭刨床機構簡介及工作原理………………………………3</p><p>　　二 導桿機構的運動分析…………………………4</p><p>　　1、刨頭位移線圖…………………………………………….11</p><p>　　2

4、、速度分析………………………………………………6</p><p>　　三 凸輪機構設計…………………………………11</p><p>　　1、凸輪設計要求…………………………………………11</p><p>　　2、凸輪機構從動件位移、速度、加速度線圖…………13</p><p>　　四 齒輪機構設計…………………………………14</

5、p><p>　　1、齒輪設計要求…………………………………………14</p><p>　　2、齒輪計算………………………………………………15</p><p>　　3、繪制齒輪嚙合區(qū)圖……………………………………18</p><p>　　五 課程設計評價與分析</p><p>　　六 課程設計的心得體會…………………

6、………………18</p><p>　　七 課程設計參考文獻……………………...................20</p><p><b>　　一、概論</b></p><p>　　1.1機械原理課程設計目的 </p><p>　　機械原理課程設計是培養(yǎng)學生掌握機械系統(tǒng)運動方案設計能力的技術基礎課程，它是機械原理課

7、程學習過程中的一個重要實踐環(huán)節(jié)。機械原理課程設計目的在于鞏固和加深所學的理論知識，培養(yǎng)學生獨立解決有關本課程實際問題的能力，使學生對于常用機構（連桿機構、凸輪機構和齒輪機構）設計和運動分析有比較完整的認識，。以及熟悉機械系統(tǒng)設計的步驟及方法，其中包括選型、運動方案的確定、運動學和動力學的分析和整體設計等，進一步提高設計計算和解決工程技術問題的能力。</p><p>　　1.2機械原理課程設計任務及要求</p

8、><p>　　機械原理課程設計任務是對主體機構進行設計和運動分析，并根據給定機器的工作要求，在此基礎上繪制凸輪、齒輪；或對各機構進行運動分析。要求：1、學生根據設計任務在規(guī)定時間內完成1# 設計圖一張，3# 設計圖兩張，設計說明書一份（20頁左右）。2、要求計算正確、作圖規(guī)范，圖面整潔，說明書步驟清晰有條理，書寫端正。 </p><p>　　1.3牛頭刨床機構簡介及工作原理</p>

9、<p>　　1.3.1扭頭刨床簡介 </p><p>　　牛頭刨床是刨削類機床中應用較廣的一種。它適合刨削長度不超過1000mm的中、小型零件。牛頭刨床的主運動為電動機→變速機構→搖桿機構→滑枕往復運動；牛頭刨床的進給運動為電動機→變速機構→棘輪進給機構→工作臺橫向進給運動。</p><p>　　1—橫梁 2—進刀機構 3—變速機構 4—擺桿機構 5—床身 6—滑枕 7—刀架

10、 8—工作臺</p><p>　　牛頭刨床的主要組成部份及作用如下：</p><p>　?。?）床身 床身5用于支承和連接刨床的各部件，其頂面導軌供滑枕6作往復運動，側面導軌供橫梁1和工作臺8升降。床身內部裝有傳動機構。</p><p>　?。?）滑枕 用于帶動刨刀作直線往復運動(即主運動)，其前端裝有刀架7。</p><p>　?。?）刀架

11、 刀架用以夾持刨刀，并可作垂直或斜向進給。扳轉刀架手柄9時，滑板7即可沿轉盤6上的導軌帶動刨刀作垂直進給。滑板需斜向進給時，松開轉盤6上的螺母，將轉盤扳轉所需角度即可。滑板7上裝有可偏轉的刀座1，刀座中的抬刀板2可繞軸5向上轉動。刨刀安裝在刀夾3上。在返回行程時，刨刀繞軸5自由上抬，可減少刀具后刀面與工件的摩擦。</p><p>　　1—刀座 2—抬刀板 3—刀夾 4—緊固螺釘 5—軸 6—刻度轉盤 7—滑板 8

12、—刻度環(huán) 9—手柄（4）工作臺 用于安裝工件，可隨橫梁上下調整，并可沿橫梁導軌橫向移動或橫向間歇進給。</p><p>　?。?）橫梁：可帶動工作臺沿床身垂直導軌作升降運動，其空腔內裝有工作臺進給絲桿。</p><p>　　1.3.2扭頭刨床工作原理</p><p><b>　　圖一</b></p><p>　　牛頭刨

13、床是一種用于平面切削加工的機床，如圖一，電動機經皮帶和</p><p>　　齒輪傳動，帶動曲柄2 和固接在其上的凸輪8。刨床工作時，由導桿機構2-3-4-5-6帶動滑枕6和刨刀7作往復運動。要求工作行程時，滑枕6應速度較低，且近似等速移動，而空回行程時，滑枕具有較高速度，實現快速返回。另外，齒輪等速轉動時，通過四桿機構帶動棘輪G轉動。棘輪與絲桿相連，實現自動進刀。刨床機構在一個工作循環(huán)內，主軸速度波動很大，為此，

14、常采用飛輪調整速度波動。 </p><p>　　二、牛頭刨床導桿機構的運動分析</p><p>　　2.1牛頭刨床導桿機構設計已知條件</p><p>　　2.2導桿機構設計要求</p><p>　　導桿機構設計應根據連桿5傳力給滑枕的最有利條件確定擺動導桿長度和滑枕導路X—X的位置，即曲柄和擺桿轉動副連線應垂直于導路X—X，且X—X應位于擺

15、桿端點所畫圓弧高的平分線上。作機構運動位置圖。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liang個位置（特殊位置除外）作運動分析，繪速度多邊形.</p><p>　　以刨頭左極限點為基點，收集12個位置測量出的位移，繪出刨頭位移線圖。分析連桿機構的結構組成（拆分桿組），并說明該機構的級別。 </p><p>　　2

16、.2.3（1） 選取曲柄特定的位置(xxx)作機構運動簡圖</p><p><b>　?。?）拆分桿組 </b></p><p>　　該六桿機構可看成由一個Ⅰ級基本桿組、兩個I級基本桿組組成的，即可將機構分解成圖示三部分。</p><p>　　2.4測得各個位置刨頭位移如下表所示，并繪出刨頭位移線圖</p><p>&l

17、t;b>　　2.5速度分析</b></p><p>　?。?）確定各桿件的長度：</p><p>　　=6.28rad/s </p><p>　　LO2A=170.0mm</p><p>　　L04B=776.7mm</p><p>　　LBC=194.2mm</p><p>

18、;<b>　?。?）速度分析：</b></p><p>　　選取速度比例尺μ=0.05（m∕s）∕mm</p><p>　　大小：1.66 ？ ？</p><p>　　方向：⊥O2A ⊥O4A ∥O4B</p><p>　　VA2=1.66*sin6.7=0.194m/s</p>

19、<p>　　W2=VA2/O4A=0.65rad/s</p><p>　　VB=W2*O4B=0.534m/s</p><p><b>　　VC=VB+VCB</b></p><p>　　大小： ？ 0.534 ？</p><p>　　方向：水平 ⊥O4B ⊥CB</p><p>

20、;　　量得VC=0.45m/s</p><p><b>　　三、凸輪機構設計</b></p><p>　　3.1凸輪機構設計已知條件</p><p><b>　　本組選擇第一種方案</b></p><p>　　3.2凸輪設計要求 </p><p>　　1根據牛頭刨床導桿機構結

21、構選定凸輪軸徑（25~40mm）；</p><p>　　2凸輪基圓直徑大于或等于軸徑的（1.6~2）倍；</p><p>　　3凸輪滾子半徑等于基圓半徑的（0.1~0.5）倍；</p><p>　　4繪制凸機構從動件位移、速度、加速度線圖</p><p>　　5根據反轉法原理繪制凸輪輪廓。</p><p>　　根據設計

22、要求，本小組取軸徑為30mm，基圓直徑為軸徑的2倍，凸輪滾子半徑為基圓半徑的0.1倍。</p><p>　　3.3、根據以上數據及運動規(guī)律得運動方程如下</p><p>　　Ψ=h[(б∕б0) -sin(2лб∕б0)( 2л)]</p><p>　　每隔十度進行角位移求解帶入得</p><p>　　Ψ1=20°[(10∕120)

23、 -sin(2л×10∕120)( 2л) ]</p><p>　　Ψ2=20°[(20∕120) -sin(2л×20∕120)( 2л) ]</p><p>　　3.4、（1）繪制凸輪廓線圖</p><p>　　（2）繪制凸輪機構從動件位移線圖</p><p>　?。?）、繪制凸輪機構從動件速度線圖</

24、p><p>　　（4）、繪制凸輪機構從動件加速度線圖</p><p><b>　　四 齒輪機構設計</b></p><p>　　4.1 齒輪機構設計已知條件</p><p><b>　　4.2齒輪設計要求</b></p><p>　　要求齒輪不根切，且實際中心距的尾數取為0或5，

25、設計該傳動并完成計算和驗算；繪制齒輪嚙合區(qū)圖（可以不繪制齒廓形狀），標出基圓、齒頂圓、節(jié)圓、嚙合角、嚙合起始點B2、B1和嚙合極限點N1、N2，并注明單齒嚙合區(qū)和雙齒嚙合區(qū)；用圖上量取的實際嚙合線段</p><p>　　B2B1確定重合度，并與公式計算值進行比較。</p><p>　　4.3齒輪數據計算及校核</p><p><b>　　計算過程：<

26、/b></p><p>　　已知：Z1=15 Z2=60 m=10 ɑ=20° ha*=1 c*=0.25</p><p>　　分度圓：d1=mz1=150mm d2=mz2=600mm</p><p>　　標準中心距: a=m(z1+z2)/2=375mm</p><p>　　實際中心距：a’=375mm&l

27、t;/p><p>　　嚙合角：ɑ’=ɑ=20°</p><p>　　變位系數：x1+x2=0 x1=(17-z1)/17=0.118 x2=-0.118</p><p>　　中心距變動系數： y=(ɑ’-ɑ)/m=0</p><p>　　齒頂高降低系數： Δy=(x1+x2)+y=0</p><p>　　節(jié)圓

28、： d1’=d1cosɑ/ cosɑ’=150mm</p><p>　　d2’=d2cosɑ/ cosɑ’=600mm</p><p>　　齒頂圓：da1=d1+2ha*= d1+2(ha*+x1-Δy)m=172.36mm</p><p>　　da2=d2+2ha*= d2+2(ha*+x2-Δy)m=617.64mm</p><p>　

29、　齒根圓：df1=d1-2hf1=d1-2(ha*+c*-x1)m=127.36mm</p><p>　　df2=d2-2hf2=d2-2(ha*+c*-x2)m=572.64mm</p><p>　　基圓： db1= d1cosɑ=61.21mm</p><p>　　db2= d2cosɑ=244.84mm</p><p>　　ɑa1=ar

30、cos(r1cos/ra1)=35.14°</p><p>　　ɑa2=arcos(r2cos/ra2)=24.10°</p><p>　　S1=(л/2+2x1tana)m=16.6mm</p><p>　　S2=(л/2+2x2tana)m14.84mm</p><p>　　Sa1=s1*ra1/r1-2ra1(inv

31、aa1-inva)=5.62mm</p><p>　　Sa2=s2*ra2/r2-2ra2(invaa2-inva)=8.03mm</p><p>　　Sa1>0.4m=4mm</p><p>　　Sa2>0.4m=4mm</p><p><b>　　所以齒輪合格。</b></p><p&

32、gt;　　理論重合度： XXX=[z1(tanɑa1-tanɑ’)+Z2(tanɑa2-tanɑ’)]</p><p><b>　　=1.67</b></p><p>　　由作圖得： B1B2=44.8mm</p><p>　　Pb=Pcosɑ=лmcosɑ=29.4mm</p><p>　　=B1B2/ Pb=1.

33、52>1</p><p>　　相對誤差η=|εα-εα’|/εα=8.9%</p><p>　　綜上，齒輪矯正合格。</p><p>　　4.4繪制齒輪嚙合圖</p><p>　　五、課程設計分析及其評價 </p><p>　　1，機構具有確定運動，F=3*5-(2*7+1)=1,曲柄為機構原動件。</p&

34、gt;<p>　　2,通過曲柄帶動擺動導桿機構和滑塊機構使刨刀往復移動,實現切削功能，能滿足功能要求.且滑塊行程可以根據桿長任意調整；</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, 擺動導桿機構使其具有急回作用，可滿足任意行程速比系數K的要求；</p><p>　　4,傳遞性能, 機構傳動角恒為90度，傳動性能好，能承受較大的載荷，機構

35、運動鏈較長，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,結構合理性,結構簡單合理,尺寸和重量也較小,制造和維修也較易.</p><p>　　7,經濟性，無特殊工藝和設備要求,成本較低.</p><p>　　六．課程設計心得體會</p><p>　　通過一段時間的

36、設計，讓我對所學知識得到了更深的理解，也學會了運用各種資料、工具，體會到了同伴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，在此表示深深的謝意。</p><p>　　首先,對機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性認識水平,沒有真正的理解透所學的具體原理的應用問題,但在自己做設計過程中老在問為什么,如何解決,通過這樣的想法,是自己對自己所學的理論有了深入的理解.在設

37、計過程中,如何才能</p><p>　　把所學的理論運用到實際中,這才是我們學以所獲,學以致用的真正</p><p>　　宗旨,這也是當我們從這個專業(yè)畢業(yè)后所必需具有的能力,這也更是從學到時間的過程,才能為自己在以后的工作中游刃有余,才能為機械工業(yè)的發(fā)展盡綿薄之力.</p><p>　　其次對所學的專業(yè)課產生了很大的興趣.在做設計的過程中,發(fā)現機械的很多東西滲透在我

38、們生活的方方面面,小到鐘表,大到航天器，都用到了機械的相關內容。這也給自己很大的學習范圍和任務，更給了自己很大的發(fā)展空間和興趣的培養(yǎng)。</p><p>　　同時，我也深深體會到，過而能改，善莫大焉。在課程設計過程中，我們不斷發(fā)現錯誤，不斷改正，不斷領悟，不斷獲取。最終的檢測調試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設計終于順利完成了，在設計中遇到了很多問題，最后在老師的指導下，終于游逆而解。

39、在今后社會的發(fā)展和學習實踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現問題所在，然后一一進行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠不可能得到社會及他人對你的認可！課程設計誠然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識以及專業(yè)技能上的提升，同時又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時，設計讓我感觸很深

40、。使我對抽象的理論有了具體的認識。</p><p>　　最后對團隊的合作有了更深的體會。每個人不可能方方面面都會，這就需要團隊組員各自發(fā)揮自己的優(yōu)點，說出各自的想法，取長補短，這樣才能從別人身上學到自己所缺的能力和品質，在現代的企業(yè)合作中，團隊合作精神是很重要的，各個產品的開發(fā)都需要很多人傾注心血，這樣才能是企業(yè)有長遠的發(fā)展。團結就是力量，只有互相之間默契融洽的配合才能換來最終完美的結果。</p>

41、<p>　　此次設計也讓我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及時請教或上網查詢，只要認真鉆研，動腦思考，動手實踐，就沒有弄不懂的知識，收獲頗豐。</p><p>　　雖然這次設計已告一段落，但是我知道學海無涯、學無止境，這是一個結尾，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習生活中，做一個不斷探索，勇于創(chuàng)新的大學生。</p><p><b>　

42、　七、參考文獻</b></p><p>　　[1] 孫恒，陳作模。機械原理（第七版）。北京：高等教育出版社，2006.5</p><p>　　[2] 李 笑 劉福利 陳 明。機械原理課程設計指導書（試用稿）。哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2004.7</p><p>　　[3] 牛鳴歧 王保民 王振甫。 機械原理課程設計手冊. 重慶：重慶大學出版社，20

43、01</p><p>　　[4]王知行 李瑰賢. 機械原理電算程序設計. 哈爾濱，哈爾濱工業(yè)大學出版社.2003</p><p>　　[5] 孟憲源 姜琪. 機構構型與應用. 北京：機械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[6] 申永勝. 機械原理教程. 北京：清華大學出版社，1999</p><p>　　[7 ] 陳明等. 機械系統(tǒng)方