机械原理课程设计-牛头刨床(完整图纸).docx

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1、机械 原理课程设计说明书系部名称:机电系专业班级：04机制三班姓.名：.学 号：0405110057批阅教师签字批阅日期概 述3设计项目1 .设计题目42 .机构简介43 .设计数据4设计内容1 .导杆机构的设计52 .凸轮机构的设计123 .齿轮机构的设计17设计体会 20参考文献21附 图 概述一、机构机械原理课程设计的目的：机械原理课程设计是高等工业学校机械类专业学生第一次较全面的机械运动学和动力学分析与设计的训练，是本课程的一个重要实践环节。其基本目的在于：(1)进一步加深学生所学的理论知识，培养学生独立解决有关本课程实际问题的能力。(2 )使学生对于机械运动学和动力学的分析设计有一较

2、完整的概念。(3 )使学生得到拟定运动方案的训练，并具有初步设计选型与组合以及确定传动方案的能力。(4)通过课程设计，进一步提高学生运算、绘图、表达、运用计算机和查阅技术资料的能力。二、机械原理课程设计的任务：机械原理课程设计的任务是对机械的主体机构(连杆机构、凸轮机构、齿轮机构以及其他机构)进行设计和运动分析、动态静力分析，并根据给定机器的工作要求，在此基础上设计凸轮、齿轮；或对各机构进行运动分析。要求学生根据设计任务，绘制必要的图纸，编写说明书。三、械原理课程设计的方法：机械原理课程设计的方法大致可分为图解法和解析法两种。图解法几何概念较清晰、直观；解析法精度较高。根据教学大纲的要求，本设

3、计主要应用图解法进行设计。设计名称牛头刨床一. 机构简介：机构简图如下所示：电动机工作台牛头刨床机构简图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

4、作台连同工件作一次进给运动，以便刨刀继续切削。二.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24mQbhe“maxIO9D裔单位r/minmmommo方案I603801105400.25IO4B151251506115751075设计内容5轮机构设计符号oZd(r班2单位r/minmmmm方案I14402010030063.5三.设计内容:第一节导杆机构的运动分析导杆机构设计要求概述：已知曲柄每分钟的转数 2,各构件尺寸，且刨头导路一 X位于导杆端头B所作圆弧的平分线上。要求作机构的运动简图,并作机构一个位置的速度、加速度多边形以及

5、刨头的运动线图,画在2号图纸上。10位置的机构简图:由已知数据 n2=60r/min 得 a 2=2 兀 X 60/60(rad/s)= 2 n rad/s .1、求C点的速度：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ua3=ua2。又 u a2=32102A =0.110X2 ji =0.22 兀 m/s=0.69m/s.求匕4的速度：选取速度比例尺：u v=0.023(m/s)/mm;U A4 二u A3+U A4A3方向：bo4ao2BC)4大小：?3 2102A?用图解法求解如图1：图1一式匚口 U A3、 U A4表示构件3和构件4 A点的绝对速度，U a4A3表示

6、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B04,大小未知；构件4上A点的速度方向垂直于线段B04,大小未知。在图上任取一点P,作UA3的方向线Pa3，方向垂直于AO2，指向与M的方向一致，长度等于UA3/RV，(其中Uv为速度比例尺)。过点P作直线垂直于BO4代表以4的方向线，再过Q3作直线平行于线段B04代表以4A3的方向线这两条直线的交点为初，则矢量p4和a3a4分别代U A4和U A4A3 。由速度多边形P%得：u 八4= U v pci4= U v 20 = 0.483 m/su A4A3= R vQ3a4= U v19 = 0.437 m/s(3)求BO 4的角速度少4

7、 ：曲柄位于起点1时位置图如设计指导书图(1)：此时/人。2。4为：ZAO.O4 =-arcs in - = - arcs in - = 90-16.83 = 73.172 lO2O4 2380又由1位置起将曲柄圆周作12等分则当曲柄转到10位置时，如图(1)：ZAO2O4 = 360n 270oQ73.17= 16.83cosZA O2O4 =卷 o4 + *2a /鼠2102O4 102 A lAO4 = 276.55mm杆BO 4的角速度：4 =Va4/1B04=rad/s=1.75 rad/s0.277杆BO 4的速度V4：V4= 6z?4 X 1BO4= 1.75 * 1.54m/s

8、=0.9431 m/s（4）求C点的速度uc：方向:Uc =XXubbo4u CBBC大小： ？34I04B速度图见图2：式中Uc、UB表示点的绝对速度。UCB表示点C相对点B的相对速度其方向垂直于构件CB,大小未知，点C的速度方向平行于X-X,大小未知，图上任取一点p作代表u B的矢量pb其方向垂直于B04指向于。2转向相反，长度等于乙/4 （4,为速度比例尺）。过点p作直线平行于X-X,代表uc的方向线，再点b作直线垂直于BC代表ucb的方向线,这两方向线的交点为C则矢量pc和be便代表uc, u CBo则 C 点的速度为：uc= UvXpc = u VX 40 = 0.92 m/su c

9、b= u vXcb= u VX 5 = 0.115 m/s2、求C点的加速度：求aA2：因曲柄匀速转动：故 =a = I 人 co： = 0.110 又 Q/r)2mls2 - 4.343 m/ s2Z1乙Zb乙7ya A4 + a A4 = a八3 + a a4A3 + a a4A3方向：_LBO4Bf O4Af O2.LBO4 /BO4 大小： ？式/人04J2以匕4 A3?加速度见下图：优A4和优，4是4A4的切向和切法向加速度，4A3是点A4相对于A3的相对加速度，由于构件3与构件4构成移动副，所以4A3 =。则。=A4A3其方向平行于相对移动方向，即K平行于B04,大小未知，61人4

10、A3为哥氏加速度，它的大小为e3=2gV sin。，其中J为相对速度匕4A3和牵连角速度矢44443量之间的夹角，但是对于平面运动，的矢量垂直于运动平面而匕4A3位于运动平面内，故e=90,从而a“A4A3 = 2%匕4A3 哥氏加速度也3的方向是将匕44A3沿g4的转动方向转90 （即图中的方向）。在上面的矢量方程中只有不口优A4A3的大小未知，故可用图解法求解。如右图，从任意极点不连续作矢量加了口如:代表0A3和以-4 ;再过小作生垂直于线段B04，大小2w4VA4A3/% = 10.2wn ；然后再过 作BCM的平行线,代表4A3的方向，过作垂直于B04,的直线，代表的方向线，它们相交点

11、。4则矢量代表。入4Oc/2=a* 60.6 = 9.09 2 / s求B点加速度构件 4 的角加速度 B B04 为 ： BO4 = = 4=3.29rad/s2IAQ4d； = Iboa = 1.654m/52I boa boa = 1 ,775 mis4 aH= + af = J(1.654+ (1.775=2.426m/52 = arc tan_= 47.02n2n-CjT I 3 II(4)求C点的加速度：a： + 61rCcr方向:大小:B-O4 IBO4 1CB C-B。 1bo4 3 bo4 ?0.090m/s2xx ?加速度图见下图:/ I式中，0公表示点C相对点B的法向加速

12、度其方向为从C指B； 小 表示点C相对点B的切向加速度，其方向垂直于CB。又因速度多边形已作出，所以上式法向加速度可求出（C点作水平运动，故C点的法向加速度为0）。仅有a：的大小未知，同样可以用图解法求解。如右图,在图上任取一点冗作加/，代表* ,方向为平行于BO4并从B指向。4，长度为。：%04/4，（其中4a为加速度比例尺）。过5”作代表4%,方向垂直于BO4,长度为总。4/4，连接力,它表示口3，再过过厅作代表”公,方向平行CB并从C指向B,长度为（若/心）/从过作垂直于CB代表a二的方向线又从兀作平行于X-X的方向线，两线交点为。，则矢量皿便代表ac o吗=%=0A102 m/s2=

13、0.090m/s2lCB 0.135ac 二 a 二 hPc= 1.98 mis13、此时C点位置如下图：选取长度比例尺为：从=5mm/mm则:此时c点的位移工。为：%= /cc= 5-9.6mm = 48mm第二节凸轮机构的设计凸轮机构的设计要求概述：1 .已知摆杆9作等加速等减速运动，要求确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径，将凸轮实际轮廓画在2号图纸上。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:符号巾maxl09Dl0902FoFtOs单位Ommo数据1512515061157510752.由以上给定的各参数值及运动规律可得其运动方程如下表:推程0W2 W中o /2回程cDo+中sW 3 W o+cDs+cDo/22=24* * /(25*n)力二兀 /1224 ( 4)-17n /36) 2/25 兀3=96 4)/253=96 (/36) 2/25P=192ji/25P=-192jt/25推程o /2或4Wo回程o+s+o/2W4Wo+s+oi|)= Ji /12