牛頭刨床主傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)課件

1、蕪 湖 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院Wuhu Institute of Technology課 程 設(shè) 計(jì)題 目 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 牛頭刨床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 姓 名 LX 學(xué) 號(hào) 1500000000 學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院 年 制 三年制 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí) 機(jī)制15（2） 2016 年 6 月 20 日蕪 湖 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)2015 2016 學(xué)年 機(jī)械工程 學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 專業(yè)編號(hào)150100000000 學(xué)生 LX 1.設(shè)計(jì)題目：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 牛頭刨床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2.原始資料：牛頭刨床傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、牛頭刨床簡(jiǎn)介 牛頭刨床是加工中小

2、尺寸的平面或直槽的金屬切削機(jī)床，用于單件或小批量生產(chǎn)。為了適用不同材料和不同尺寸工件的粗、精加工，要求主執(zhí)行構(gòu)件刨刀能以數(shù)種不同速度、不同行程和不同起始位置作水平往復(fù)直線移動(dòng)，且切削時(shí)刨刀的移動(dòng)速度低于空行程速度，即刨刀具有急回現(xiàn)象。刨刀可隨小刀架作不同進(jìn)給量的垂直進(jìn)給；安裝工件的工作臺(tái)（執(zhí)行構(gòu)件之二）應(yīng)具有不同進(jìn)給量的橫向進(jìn)給，以完成平面的加工，工作臺(tái)還應(yīng)具有升降功能，以適應(yīng)不同高度的工件加工。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容1.運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)和選擇；2.執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)；3.輪系傳動(dòng)比設(shè)計(jì)計(jì)算；原始數(shù)據(jù)：方案123456789刨枕往復(fù)運(yùn)動(dòng)（次/min）484950525048475560機(jī)架lO2O4(mm)

3、380350430360370400390410380工作行程H(mm)310300400330380250390310310行程速比系數(shù)K1.461.401.401.441.531.341.501.371.46連桿與導(dǎo)桿之比lBC/ lO4B0.250.30.360.330.30.320.330.250.28橫向進(jìn)給量0.333.3十檔可調(diào)電機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）1450我們小組選擇第7組數(shù)據(jù)三、設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)參數(shù)要求主執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作行程切削平穩(wěn)、壓力角較小。進(jìn)給機(jī)構(gòu)壓力角不超過(guò)許用值。設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示（以第3組數(shù)據(jù)為例）。刨床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)參考示意圖如圖1所示。刨刀阻力曲線如圖2所示。刨刀在切入

4、、退出工件時(shí)均有0.05H的空載行程。表1 牛頭刨床設(shè)計(jì)參數(shù)主執(zhí)行機(jī)構(gòu)曲柄轉(zhuǎn)速n150機(jī)架LAC390刨刀行程H390行程速比系數(shù)K1.50連桿與導(dǎo)桿之比LDE/LCD0.33工作阻力F(N)4700導(dǎo)桿質(zhì)量m3(kg)22導(dǎo)桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JS3(kgm2)1.2滑塊質(zhì)量m5(kg)80進(jìn)給機(jī)構(gòu)從動(dòng)件最大擺角y15凸輪從動(dòng)件桿長(zhǎng)(mm)130推程許用壓力角a推程40回程許用壓力角a回程50滾子半徑rr(mm)15刀具半徑rc(mm)0.08圖10.05H0.05HHSPmaxP圖2 刨刀阻力曲線蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院Wuhu Institute of Technology 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè) 計(jì) 題 目

5、 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)牛頭刨床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 學(xué) 號(hào) 及 姓 名 指導(dǎo)教師 姓 名 2016 年 6月 摘要通過(guò)幾周的學(xué)習(xí)，讓我懂得牛頭刨床的結(jié)構(gòu)和作用，牛頭刨床是用于加工小尺寸的平面，多用于單件或小批量生產(chǎn)，是一種刨削或加工平面的機(jī)床。這也是機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。這次課程設(shè)計(jì)是分組完成的，不僅讓同學(xué)們知道團(tuán)結(jié)，也要懂得知識(shí)的互用。培養(yǎng)同學(xué)的團(tuán)隊(duì)合作精神。這次設(shè)計(jì)是對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的鞏固和加深，也培養(yǎng)同學(xué)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。讓我的學(xué)習(xí)進(jìn)一步提高，這將使我受益終生。目錄摘要7第1章 運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)和選擇101.1 運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)和選擇；101.1.1運(yùn)動(dòng)方案

6、設(shè)計(jì)101.1.2 運(yùn)動(dòng)方案的選擇13第二章 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)142.1凸輪的數(shù)據(jù)參數(shù)142.1.1凸輪基本參數(shù)142.1.2 運(yùn)動(dòng)規(guī)律選擇142.1.3.運(yùn)動(dòng)規(guī)律參數(shù)142.1.4包絡(luò)類型：142.1.5設(shè)計(jì)方向152.1.6.凸輪理論輪廓數(shù)據(jù)152.2凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)152.2.1凸輪輪廓曲線152.2.2從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)角位移曲線172.2.3機(jī)構(gòu)工藝動(dòng)作分解及運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖18第三章 輪系的傳動(dòng)比計(jì)算193.1輪系的設(shè)計(jì)19總傳動(dòng)比i0 = 輸入轉(zhuǎn)速/輸出轉(zhuǎn)速 = 145/47 =30.9193.1.2 總帶輪傳動(dòng)比193.1.4 傳動(dòng)系統(tǒng)圖20第四章 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)214.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)

7、21第5章 棘輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)245.1棘輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)245.1.1棘輪的基本參數(shù)245.1.2確定棘輪齒數(shù)Z并選擇齒形245.1.3棘輪的最大轉(zhuǎn)角max255.1.4幾何尺寸計(jì)算255.1.5棘輪和棘爪的工作圖26第6章 結(jié)論與展望286.1結(jié)論286.2展望28參考文獻(xiàn)29致謝29第一章 運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)和選擇1.1 運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)和選擇；1.1.1運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 與 說(shuō) 明主 要 結(jié) 果方案一： 此方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不會(huì)出現(xiàn)死點(diǎn)，由行程比系數(shù)k=1.5，極位夾角=36，進(jìn)而可算出在兩極限位置搖桿所夾銳角為36，又中心距LDD=390mm,可知曲柄的長(zhǎng)度LAF=126.7mm=180x （k

8、-1/k+1）=36LAF=LAB/tan18=126.7比例 1：10LAB=390mmLAF=126.7mmSmax=390mm=36mm設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 與 說(shuō) 明主 要 結(jié) 果方案二：此方案因?yàn)樗膲毫禽^小不會(huì)出現(xiàn)壓力角為90的現(xiàn)象，此外它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單構(gòu)件數(shù)和運(yùn)動(dòng)副比較少。由左右極限位置處假設(shè)曲柄與搖桿垂直，由行程比系數(shù)k=1.5，極位夾角=36，算出在兩極限位置搖桿所夾銳角為36，又中心距LAB=390mm,可知曲柄的長(zhǎng)度LAF=120mm。根據(jù)導(dǎo)桿CD與BC比值為0.33算出LCD=208mm,搖桿長(zhǎng)BC=632mm=180x （k-1/k+1）=36LAF=LAB/sin18=120

9、mmLCD=LBC x 0.33=208mm比例 1：10LAB=390mmLAF=120mmLCD=208mmLBC=632mm=36mm設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 與 說(shuō) 明主 要 結(jié) 果方案三：此方案中通過(guò)曲柄CD轉(zhuǎn)動(dòng)帶連桿DAE旋轉(zhuǎn)再由連桿DAE帶動(dòng)擺桿BE擺動(dòng)，然后通過(guò)FG帶動(dòng)牛頭刨往復(fù)運(yùn)動(dòng)，此機(jī)構(gòu)雖然可驅(qū)使牛頭刨往復(fù)運(yùn)動(dòng)，但其體積較大且擺桿較長(zhǎng)，容易導(dǎo)致螺桿彎折。=180x （k-1/k+1）=36LCD=LAC/sin18=121mmLFG=LBF x 0.33=820mm比例 1：10LEG=820mmLAB=390mmLBF=2485mmLCD=121mm=36mm1.1.2 運(yùn)動(dòng)方案的

10、選擇設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 與 說(shuō) 明主 要 結(jié) 果如圖V所示此為主執(zhí)行運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖最終選擇此方案是因?yàn)樗淖畲髩毫禽^小，不會(huì)出現(xiàn)死點(diǎn)，此外它是一個(gè)II級(jí)基本桿組，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，構(gòu)件數(shù)和運(yùn)動(dòng)副數(shù)目較少。比例 1：10LDD=390mmLAB=132mmLDE=208mmLCD=631mm=36mm第二章 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)2.1凸輪的數(shù)據(jù)參數(shù)2.1.1凸輪基本參數(shù)：基圓半徑 rb=90.000 mm滾子半徑 rt=15.000 mm中心距 a=180.000 mm擺桿長(zhǎng) L=130.000 mm凸輪轉(zhuǎn)速 n=50.000 rpm刀具半徑 rc=0.080 mm2.1.2 運(yùn)動(dòng)規(guī)律選擇：（中速中載）推程運(yùn)動(dòng)規(guī)

11、律:等加速等減速回程運(yùn)動(dòng)規(guī)律:等加速等減速2.1.3.運(yùn)動(dòng)規(guī)律參數(shù)：最大擺角 =15.000推程角 1=60.000遠(yuǎn)停角 2=0.000回程角 3=60.000近停角 4=240初始角 0=27.7962.1.4包絡(luò)類型：內(nèi)包絡(luò)2.1.5設(shè)計(jì)方向：逆 向2.1.6.凸輪理論輪廓數(shù)據(jù)：轉(zhuǎn)角（） 角位移（）000 00.00015 02.72030 09.32045 12.24060 15.00075 12.24090 09.32105 02.72120 00.00=15/11mm =1.36/mm 2.2凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)2.2.1凸輪輪廓曲線:設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 與 說(shuō) 明主要結(jié)果1.基圓半徑定為9

12、0mm，中心距定為180mm，目的是使得基圓半徑不會(huì)超過(guò)AB的長(zhǎng)度，即110mm，并且這樣使得推程最大壓力角較小。此時(shí)的推程最大壓力角為25.033，回程最大壓力角為34.957。使得最大壓力角均在許用壓力角范圍內(nèi)。2. 推程角與回程角為60，主要是考慮到刨刀回程為150，則推程角與回程角之和不能超過(guò)150。圖VII2.2.2從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)角位移曲線設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 與 說(shuō) 明主要結(jié)果圖VII2.2.3機(jī)構(gòu)工藝動(dòng)作分解及運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 與 說(shuō) 明主要結(jié)果（1）機(jī)構(gòu)工藝工作：牛頭刨床的主運(yùn)動(dòng)為電動(dòng)機(jī)變速機(jī)構(gòu)搖桿機(jī)構(gòu)滑枕往復(fù)運(yùn)動(dòng)；牛頭刨床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為電動(dòng)機(jī)變速機(jī)構(gòu)棘輪進(jìn)給機(jī)構(gòu)工作臺(tái)橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)

13、。（2）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖圖VIII 第三章 輪系的傳動(dòng)比計(jì)算3.1輪系的設(shè)計(jì)3.1.1 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)總傳動(dòng)比i0 = 輸入轉(zhuǎn)速/輸出轉(zhuǎn)速 = 145/47 =30.93.1.2 總帶輪傳動(dòng)比由于皮帶輪具有過(guò)載保護(hù)，其傳動(dòng)比不宜過(guò)大，選擇其傳動(dòng)比iv=3，主動(dòng)輪D1=100mm ，從動(dòng)輪D2=200mm3.1.3 齒輪傳動(dòng)比iz = i0/I =10.3iz= （Z4 x Z2）/（Z1x Z3）=10.3設(shè)計(jì)m=5 ；z1=30；z2=60；z3=20；z4=1033.1.4 傳動(dòng)系統(tǒng)圖 第四章 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)4.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)4.1.1 主執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖比例 1：104.1.2 執(zhí)

14、行機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)計(jì)算設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 與 說(shuō) 明主要結(jié)果LAB=LACxsin18=132.88mmLDE=LBCx0.33=208.24mmLCD=H/2 /2 x sin（/2）=631.03mm=180x（k-1/k+1）=36ly = LBC LBC-LBCxCOS（/2）/2= 1/2LBC+ 1/2LBC COS（/2）= 1/2LBC1+COS（/2）=1/2 x 632 1+COS（/2）=616LAC=430mmLDD=390mmLAB=132mmLDE=208mmLCD=631mmLy=616mm=36mm4.1.3 刨刀阻力曲線0.05H0.05HHSPmaxP圖VI 刨刀阻力曲

15、線0.05H=390x0.05=19.5第五章 棘輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)5.1棘輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)5.1.1棘輪的基本參數(shù)1.牛頭刨工作臺(tái)進(jìn)給絲桿為單螺旋P=12mm2.刨床的水平進(jìn)給量l=0.33 3.33mm5.1.2確定棘輪齒數(shù)Z并選擇齒形由于采用棘輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)絲桿實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的間歇進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，根據(jù)工作臺(tái)最小進(jìn)給量Lmin螺旋副關(guān)系式Lmin=min np/2棘輪最小轉(zhuǎn)角min=2lmin/npZ= 2/min = np/lmin =1x12/0.33=36.取棘輪齒數(shù)Z=36由于刨床要求工作臺(tái)能夠正反向進(jìn)給故選擇棘輪的齒形為矩形5.1.3棘輪的最大轉(zhuǎn)角max由于棘爪撥動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)一個(gè)齒，絲桿帶動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)給lmi

16、n = 0.33mm，因此實(shí)現(xiàn)最大進(jìn)給量lmax=3.33時(shí)，棘爪每往復(fù)一次撥動(dòng)的最多齒數(shù)k=lmax/lmin = 3.33/0.33 = 10所以 max = 360 x k/z = 360 x 10/36 = 1005.1.4幾何尺寸計(jì)算1. 參考同類機(jī)床，選取模數(shù)m=2mm，棘輪齒頂圓直徑為da= mz = 2x36 =72（mm）2. 參考書(shū)選取齒高h(yuǎn)= 2.0mm，對(duì)于雙向傳動(dòng)，該齒槽深度太淺，可采用加大齒頂圓和減少齒根圓的方法彌補(bǔ)取 da= 74mm h=3.3mm5.1.5棘輪和棘爪的工作圖 第6章 結(jié)論與展望6.1結(jié)論這次課程設(shè)計(jì)，由于沒(méi)有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)始不知從何下手。但是通過(guò)指導(dǎo)老師和同學(xué)的幫助下，順利完成了課程設(shè)計(jì)。不僅加深和鞏固了以前的知識(shí)，而且讓我明白學(xué)習(xí)的重要性，課程設(shè)計(jì)讓我知道自己還有很多知識(shí)不明白，自己需要學(xué)習(xí)的東西還很多，在以后的學(xué)習(xí)中，都應(yīng)該好好學(xué)習(xí)，提高自己的知識(shí)素養(yǎng)。再次感謝指導(dǎo)老師和同學(xué)的幫助。 6.2展望 牛頭刨床在當(dāng)今社會(huì)中技術(shù)已經(jīng)基本成熟，此次課程設(shè)計(jì)對(duì)于我來(lái)說(shuō)是一次很好的實(shí)踐機(jī)會(huì)，從中學(xué)習(xí)到很多知識(shí)，牛頭刨床在當(dāng)今機(jī)械化發(fā)展中必不可少，這