机械原理课程设计牛头刨床设计说明书.doc
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1、 机械原理课程设计说明书牛头刨床设计说明书 目录一 概论31、设计目的32、设计任务33. 扭头刨床机构简介及工作原理3二 导杆机构的运动分析41、刨头位移线图.112、速度分析6三 凸轮机构设计111、凸轮设计要求112、凸轮机构从动件位移、速度、加速度线图13四 齿轮机构设计141、齿轮设计要求142、齿轮计算153、绘制齿轮啮合区图18五 课程设计评价与分析六 课程设计的心得体会18七 课程设计参考文献.20一、概论1.1机械原理课程设计目的 机械原理课程设计是培养学生掌握机械系统运动方案设计能力的技术基础课程,它是机械原理课程学习过程中的一个重要实践环节。机械原理课程设计目的在于巩固和
2、加深所学的理论知识,培养学生独立解决有关本课程实际问题的能力,使学生对于常用机构(连杆机构、凸轮机构和齿轮机构)设计和运动分析有比较完整的认识,。以及熟悉机械系统设计的步骤及方法,其中包括选型、运动方案的确定、运动学和动力学的分析和整体设计等,进一步提高设计计算和解决工程技术问题的能力。1.2机械原理课程设计任务及要求机械原理课程设计任务是对主体机构进行设计和运动分析,并根据给定机器的工作要求,在此基础上绘制凸轮、齿轮;或对各机构进行运动分析。要求:1、学生根据设计任务在规定时间内完成1# 设计图一张,3# 设计图两张,设计说明书一份(20页左右)。2、要求计算正确、作图规范,图面整洁,说明书
3、步骤清晰有条理,书写端正。 1.3牛头刨床机构简介及工作原理1.3.1扭头刨床简介 牛头刨床是刨削类机床中应用较广的一种。它适合刨削长度不超过1000mm的中、小型零件。牛头刨床的主运动为电动机变速机构摇杆机构滑枕往复运动;牛头刨床的进给运动为电动机变速机构棘轮进给机构工作台横向进给运动。 1横梁 2进刀机构 3变速机构 4摆杆机构 5床身 6滑枕 7刀架 8工作台牛头刨床的主要组成部份及作用如下:(1)床身 床身5用于支承和连接刨床的各部件,其顶面导轨供滑枕6作往复运动,侧面导轨供横梁1和工作台8升降。床身内部装有传动机构。(2)滑枕 用于带动刨刀作直线往复运动(即主运动),其前端装有刀架7
4、。(3)刀架 刀架用以夹持刨刀,并可作垂直或斜向进给。扳转刀架手柄9时,滑板7即可沿转盘6上的导轨带动刨刀作垂直进给。滑板需斜向进给时,松开转盘6上的螺母,将转盘扳转所需角度即可。滑板7上装有可偏转的刀座1,刀座中的抬刀板2可绕轴5向上转动。刨刀安装在刀夹3上。在返回行程时,刨刀绕轴5自由上抬,可减少刀具后刀面与工件的摩擦。1刀座 2抬刀板 3刀夹 4紧固螺钉 5轴 6刻度转盘 7滑板 8刻度环 9手柄(4)工作台 用于安装工件,可随横梁上下调整,并可沿横梁导轨横向移动或横向间歇进给。(5)横梁:可带动工作台沿床身垂直导轨作升降运动,其空腔内装有工作台进给丝杆。1.3.2扭头刨床工作原理图一牛
5、头刨床是一种用于平面切削加工的机床,如图一,电动机经皮带和齿轮传动,带动曲柄2 和固接在其上的凸轮8。刨床工作时,由导杆机构2-3-4-5-6带动滑枕6和刨刀7作往复运动。要求工作行程时,滑枕6应速度较低,且近似等速移动,而空回行程时,滑枕具有较高速度,实现快速返回。另外,齿轮等速转动时,通过四杆机构带动棘轮G转动。棘轮与丝杆相连,实现自动进刀。刨床机构在一个工作循环内,主轴速度波动很大,为此,常采用飞轮调整速度波动。 二、牛头刨床导杆机构的运动分析2.1牛头刨床导杆机构设计已知条件 符号n2KHLo2o4LBC/LO4Br/minmmmm1601.54805500.252.2导杆机构设计要求
6、导杆机构设计应根据连杆5传力给滑枕的最有利条件确定摆动导杆长度和滑枕导路XX的位置,即曲柄和摆杆转动副连线应垂直于导路XX,且XX应位于摆杆端点所画圆弧高的平分线上。作机构运动位置图。以滑枕6的左极限位置时曲柄 的位置作为起始点1,每隔30取一个位置,共12个位置。每个小组的每一个人分配liang个位置(特殊位置除外)作运动分析,绘速度多边形.以刨头左极限点为基点,收集12个位置测量出的位移,绘出刨头位移线图。分析连杆机构的结构组成(拆分杆组),并说明该机构的级别。 2.2.3(1) 选取曲柄特定的位置(xxx)作机构运动简图(2)拆分杆组 该六杆机构可看成由一个级基本杆组、两个I级基本杆组组
7、成的,即可将机构分解成图示三部分。2.4测得各个位置刨头位移如下表所示,并绘出刨头位移线图位置123456789101112位移02484165285342441474452345171362.5速度分析(1)确定各杆件的长度:=6.28rad/s LO2A=170.0mmL04B=776.7mmLBC=194.2mm(2)速度分析:选取速度比例尺=0.05(ms)mm大小:1.66 ? ?方向:O2A O4A O4BVA2=1.66*sin6.7=0.194m/sW2=VA2/O4A=0.65rad/sVB=W2*O4B=0.534m/s VC=VB+VCB大小: ? 0.534 ?方向:水
8、平 O4B CB量得VC=0.45m/s三、凸轮机构设计3.1凸轮机构设计已知条件本组选择第一种方案3.2凸轮设计要求 1根据牛头刨床导杆机构结构选定凸轮轴径(2540mm);2凸轮基圆直径大于或等于轴径的(1.62)倍;3凸轮滚子半径等于基圆半径的(0.10.5)倍;4绘制凸机构从动件位移、速度、加速度线图5根据反转法原理绘制凸轮轮廓。根据设计要求,本小组取轴径为30mm,基圆直径为轴径的2倍,凸轮滚子半径为基圆半径的0.1倍。3.3、根据以上数据及运动规律得运动方程如下=h(0) -sin(20)( 2)每隔十度进行角位移求解带入得1=20(10120) -sin(210120)( 2)
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