牛头刨床设计说明书重庆理工大学机械原理课程设计资料.docx
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牛头刨床设计说明书重庆理工大学机械原理课程设计资料
重庆理工大学
机械原理课程设计说明书
牛头刨床设计说明书
学号:
11104060136
姓名:
班级:
111040601
组别:
第七小组
指导老师:
一、概述……………………………………………………...…2
1、设计目的………………………………………………………...2
2、设计任务…………………………………………………………2
3、设计方法………………………………………………..………2
二、牛头刨床机构简介…………………………………….….3
三、导杆机构的运动分析…………………………………..….4
1、速度分析……………………………………………………..…5
2、刨头位移线图……………………………………………….….8
四、凸轮机构设计……………………………………….……9
1、凸轮设计要求……………………………………………….…9
2、凸轮机构从动件位移、速度、加速度线图…………….……9
五、齿轮机构设计……………………………………………14
1、齿轮设计要求………………………………………………….14
2、齿轮计算………………………………………………….……15
3、绘制齿轮啮合区图……………………………………….……16
六、设计自我评述与体会……………………………….……17
七、设计参考文献……………………....................................19
一、概述
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
2、机械原理课程设计任务
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)。
3、机械原理课程设计方法
机械原理课程设计方法大致可以分为图解法和解析法。
图解法几何概念较清晰直观;解析法精度较高,本设计主要用图解法进行设计
二、牛头刨床机构简介
牛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。
三、牛头刨床导杆机构的运动分析
1、牛头刨床导杆机构设计已知条件
符号
n2
K
H
Lo2o4
LBC/LO4B
r/mm
mm
mm
7
100
1.6
570
550
0.36
2、导杆机构设计要求
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X—X的位置,即曲柄和摆杆转动副连线应垂直于导路X—X,且X—X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一个位置(特殊位置除外)作运动分析,绘速度多边形和加速度多边形。
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。
3速度分析(第五点)
(1)基本尺寸
(r/min)
K
H(mm)
(mm)
100
1.6
570
550
0.36
确定各杆件的长度:
=10.45rad/s
(2)速度分析:
选取速度比例尺μ=1/40m∕s∕mm
大小:
2.04?
?
方向:
⊥O2A⊥O4A∥O4B
VA2=2.04*cos7=2.04m/s
W2=VA2/O4A=2.2rad/s
VB=W2*O4B=1.7m/s
VC=VB+VCB
大小:
?
1.7?
方向:
水平⊥O4B⊥CB
量得VC=1.4m/s
4、拆分杆组
该六杆机构可看成由Ⅰ级机构、一个RPRⅡ级基本组和一个
RRPⅡ级基本组组成的,即可将机构分解成图示三部分。
5、绘出刨头位移线图
角度
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
330
360
位移
31.25
105
205
322.5
422.5
510
570
555
437.5
210
47.5
0
注明:
图片来自matlab
四、凸轮机构设计
1、凸轮设计要求
根据牛头刨床导杆机构结构选定凸轮轴径30mm。
凸轮基圆直径大于或等于轴径的2倍凸轮滚子半径等于基圆半径的0.2倍。
绘制凸机构从动件位移、速度、加速度线图
根据反转法原理绘制凸轮轮廓。
2、凸轮机构设计已知条件
本组选择第七种方案
3、根据以上数据及运动规律得运动方程如下
Ψ=h[(б∕б0)-sin(2лб∕б0)(2л)]
每隔十度进行角位移求解带入得
Ψ1=20°[(10∕120)-sin(2л×10∕120)(2л)]
Ψ2=20°[(20∕120)-sin(2л×20∕120)(2л)]
Ψ3=20°[(30∕120)-sin(2л×30∕120)(2л)]
Ψ4=20°[(40∕120)-sin(2л×40∕120)(2л)]
Ψ5=20°[(50∕120)-sin(2л×50∕120)(2л)]
Ψ6=20°[(60∕120)-sin(2л×60∕120)(2л)]
Ψ7=20°[(70∕120)-sin(2л×70∕120)(2л)]
Ψ8=20°[(80∕120)-sin(2л×80∕120)(2л)]
Ψ9=20°[(90∕120)-sin(2л×90∕120)(2л)]
Ψ10=20°[(100∕120)-sin(2л×100∕120)(2л)]
Ψ11=20°[(110∕120)-sin(2л×110∕120)(2л)]
Ψ12=20°[(120∕120)-sin(2л×120∕120)(2л)]
Ψ1
Ψ2
Ψ3
Ψ4
Ψ5
Ψ6
Ψ7
Ψ8
Ψ9
Ψ10
Ψ11
Ψ12
1.640
3.30
4.90
6.60
8.30
100
11.70
13.30
150
16.70
18.40
200
4、绘制凸轮机构从动件位移线图
角度
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
摆轮角度
1.6
3.3
5
6.6
8.3
10
11.7
13.3
15
16.7
18.3
20
20
20
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
280
20
20
18.3
16.7
15
13.3
11.7
10
8.3
6.6
5
3.3
1.6
0
注明:
图片来自matlab,
5、绘制凸轮机构从动件速度线图
角度
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
速度
13.39
50
100
150
186.6
200
186.6
150
100
50
13.9
0
0
0
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
280
0
0
-13.39
-50
-100
-150
-186.6
-200
-186.6
-150
-100
-50
-13.9
0
注明:
图片来自matlab,
6绘制凸轮机构从动件加速度线图
角度
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
加速度
9
15.6
18
15.6
9
0
-9
-15.6
-18
-15.6
-9
0
0
0
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
280
0
0
9
15.6
18
15.6
9
0
-9
-15.6
-18
-15.6
-9
0
注明:
图片来自matlab,
五、齿轮机构设计
1、齿轮设计要求
要求齿轮不根切,且实际中心距的尾数取为0或5,设计该传动并完成计算和验算;绘制齿轮啮合区图(可以不绘制齿廓形状),标出基圆、齿顶圆、节圆、啮合角、啮合起始点B2、B1和啮合极限点N1、N2,并注明单齿啮合区和双齿啮合区;用图上量取的实际啮合线段
B2B1确定重合度,并与公式计算值进行比较。
2、齿轮机构设计已知条件
方案参数
Z1
Z2
m(㎜)
α(°)
7
15
65
12
20
3、齿轮机构的运动示意图
4、齿轮计算
二、计算过程:
已知:
Z1=15Z2=65m=12ɑ=20°ha*=1c*=0.25
分度圆:
d1=mz=180mmd2=mz=780mm
标准中心距:
a=m(z1+z2)/2=480mm
实际中心距:
a’=480mm
啮合角:
ɑ’=ɑ=20°
节圆:
d1’=d1cosɑ/cosɑ’=180mm
d2’=d2cosɑ/cosɑ’=780mm
齿顶圆:
da1=(z1+2ha*)m=204mm
da2=(z2+2ha*)m=804mm
齿根圆:
df1=(z1-2ha*-2c*)m=150mm
df2=(z1-2ha*-2c*)m=750mm
基圆:
db1=d1cosɑ=169.14mm
db2=d2cosɑ=732.96mm
重合度:
=[z1(tanɑa1-tanɑ’)+Z2(tanɑa2-tanɑ’)]
ɑa1=arcos(r1cos/ra1)=42°
ɑa2=arcos(r2cos/ra2)=25
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- 牛头 刨床 设计 说明书 重庆 理工大学 机械 原理 课程设计 资料