牛頭刨床機械原理課程設計9點和2點

1、精密儀器設計基礎課程設計題 目 牛頭刨床班 級姓 名學 號 指導教師 前言機械原理課程設計是高等工業(yè)學校機械類專業(yè)學生第一次較全面的機械運動學和動力學分析與設計的訓練，是本課程的一個重要實踐環(huán)節(jié)。是培養(yǎng)學生機械運動方案設計、創(chuàng)新設計以及應用計算機對工程實際中各種機構進行分析和設計能力的一門課程。其基本目的在于：（）進一步加深學生所學的理論知識，培養(yǎng)學生獨立解決有關本課程實際問題的能力。（）使學生對于機械運動學和動力學的分析設計有一較完整的概念。（）使學生得到擬定運動方案的訓練，并具有初步設計選型與組合以及確定傳動方案的能力。（）通過課程設計，進一步提高學生運算、繪圖、表達、運用計算機和查閱技術

2、資料的能力。（5）培養(yǎng)學生綜合運用所學知識，理論聯(lián)系實際，獨立思考與分析問題能力和創(chuàng)新能力。機械原理課程設計的任務是對機械的主體機構（連桿機構、飛輪機構凸輪機構）進行設計和運動分析、動態(tài)靜力分析，并根據給定機器的工作要求，在此基礎上設計凸輪；或對各機構進行運動分析。目錄第1章 概述1.1、課程設計的任務11.2、課程設計的目的11.3、課程設計的方法1第2章 牛頭刨床簡介及工作原理2.1機構簡介22.2 牛頭刨床機構工作原理3第3章 牛頭刨床的運動分析 3.1 設計數據43.2 曲柄位置的確定53.3 機構的運動分析5第4章 牛頭刨床的靜力分析4.1 機構的靜力分析10第5章 凸輪機構的設計1

3、5參考文獻20第1章 概 述1.1 課程設計的任務機械原理課程是高等學校機械類近機類專業(yè)本、?？茖W生較全面地運用已學過的知識，特別是機械原理部分已學過的知識的知識第一次較全面地對一項工程實際的應用問題從任務分析、調查研究、方案比較、方案確定、繪制出機構運動簡圖、進行機械運動和動力學分析與設計的基本訓練，是該課程的一個重要實踐環(huán)節(jié)。其目的在于運用已學過的知識培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力，用創(chuàng)新思想確定出解決工程實際問題的方案及其有關尺寸，并學會將方案繪制出機構運動簡圖的能力。培養(yǎng)學生對確定的機構運動簡圖進行機構運動分析及動力分析，學會按任務進行調研、實驗、查閱技術資料、設計計算、制圖等基本技能。在此基礎上初

4、步掌握計算機程序的編制，并能用計算機解決工程技術問題。學會運用團隊精神，集體解決技術難點的能力。1.2 課程設計的目的（1） 按設計任務書要求調研、比較設計的可能方案，比較方案的優(yōu)劣，最終確定所選最優(yōu)設計方案（2） 確定桿件尺寸（3） 繪制機構運動簡圖；（4） 對機械行運動分析，求出相關點或相關構件的參數，如點的位移、速度、加速度；構件的角位移、角速度、角加速度。列表，并繪制相應的機構運動線圖如位移與原動件角曲線；速度與原動轉角曲線；加速度與原動件轉角曲線（5） 根據給定機器的工作要求，在此基礎上設計飛輪（6） 根據方案對各機構進行運動設計，如對連桿機構按行程速比系數進行設計；對凸輪機構按從動

5、件運動規(guī)律設計凸輪輪廓曲線；對齒輪機構按傳動比要求設計齒輪減速機構，確定齒輪傳動類型，傳動比并進行齒輪幾何尺寸計算，繪制齒輪嚙合圖。按間歇運動要求設計間歇運動機等等（7） 要求學生根據設計任務，繪制必要的圖紙（8） 編制設計計算程序及相應曲線、圖形；編寫設計說明書1.3 課程設計的方法機械原理課程設計的方法，大致可分為圖解法和解析法兩種，圖解法的幾何概念氣清晰、直觀，但需逐個位置分別分析設計計算精度較低；解析法精度高，且可對各個位置進行迅速分析計算，但需要有效方便的計算軟件。隨著計算機呃普及，計算繪圖軟件增多，圖解法除了用人工繪圖分析設計，還出現(xiàn)了利用計算機進行圖解設計分析計算，他的精度也可隨

6、之提高，同時又保持了形象，直觀的優(yōu)點，因此此法也不失是一種值得提倡的方法。第二章 牛頭刨床簡介及工作原理2.1 機構簡介牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機床。電動機經皮帶和齒輪傳動，帶動曲柄2和固結在其上的凸輪8。刨床工作時,由導桿機構2-3-4-5-6帶動刨頭6和刨刀7作往復運動。刨頭右行時，刨刀進行切削，稱工作行程，此時要求速度較低并且均勻，以減少電動機容量和提高切削質量；刨頭左行時，刨刀不切削，稱空回行程，此時要求速度較高，以提高生產率。為此刨床采用有急回作用的導桿機構。刨刀每次削完一次，利用空回行程的時間，凸輪8通過四桿機構1-9-10-11與棘輪帶動螺旋機構，使工作臺連同工件作一次進

7、給運動，以便刨刀繼續(xù)切削。刨頭在工作行程中，受到很大的切削阻力，而空回行程中則沒有切削阻力。因此刨頭在整個運動循環(huán)中，受力變化是很大的，這就影響了主軸的勻速運轉，故需安裝飛輪來減少主軸的速度波動，以提高切削質量和減少電動機容量。圖1-12.2牛頭刨床機構工作原理 牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機床，如上圖所示。電動機經皮帶和齒輪傳動，帶動曲柄2和固結在其上的凸輪8。刨床工作時，由導桿機構1-2-3-4-5-6帶動刨頭6和刨刀7作往復運動。刨頭右行時，刨刀進行切削，稱工作行程，此時要求速度較低并且均勻，以減少電動機容量和提高切削質量；刨頭左行時，刨刀不切削，稱空回行程，此時要求速度較高，以提高

8、生產效率。因此，刨床采用具有急回特性的導桿機構。刨刀每切削完成一次，利用空回行程的時間，凸輪8通過四桿機構1-9-10-11與棘輪帶動螺旋機構（圖中未畫），使工作臺連同工件作一次進給運動，以便刨刀繼續(xù)切削。第三章牛頭刨床的運動分析3.1設計數據牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機床。電動機經皮帶和齒輪傳動，帶動曲柄2和固結在其上的凸輪8。刨床工作時，由導桿機構2-3-4-5-6帶動刨頭6和刨刀7作往復運動。刨頭右行時，刨刀進行切削，稱工作切削。此時要求速度較低且均勻，以減少電動機容量和提高切削質量；刨頭左行時，刨刀不切削，稱空回行程，此時要求速度較高，以提高生產效率。為此刨床采用急回作用得導桿機

9、構。刨刀每切削完一次，利用空回行程的時間，凸輪8通過四桿機構1-9-10-11與棘輪機構帶動螺旋機構，使工作臺連同工件作一次進給運動，以便刨刀繼續(xù)切削。刨頭在工作行程中，受到很大的切削阻力，而空回行程中則沒有切削阻力。因此刨頭在整個運動循環(huán)中，受力變化是很大的，這就影響了主軸的勻速運轉，故需裝飛輪來減小株洲的速度波動，以減少切削質量和電動機容量。設計內容導桿機構的運動分析符號n2LO2O4LO2ALo4BLBCLo4s4xS6yS6單位r/minmm方案64350905800.3lo4B0.5 lo4B200503.2曲柄位置的確定曲柄位置圖的作法為：取1和8為工作行程起點和終點所對應的曲柄位

10、置，1和7為切削起點和終點所對應的曲柄位置，其余2、312等，是由位置1起，順2方向將曲柄圓作12等分的位置（如下圖）。取第方案的第2位置和第9位置（如下圖）3.3機構的運動分析以速度比例尺µ=(0.01m/s)/mm和加速度比例尺µa=(0.01m/s²)/mm用相對運動的圖解法作該兩個位置的速度多邊形和加速度多邊形如下圖1-4，1-5，并將其結果列入表格（1-1） 表格 1-1位置未知量方程 2和9號位置 VA4 A4=A3+A4A3大小 ? ?方向 O4A O2A O4BVC C5=B5+C5B5大小 ? ?方向 XX O4B BCaA aA4 = + aA

11、4= aA3n+aA4A3K+aA4A3r大小: 42lO4A ? 24A4 A3 ?方向：BA O4B AO2 O4BO4B（沿導路） acac5= aB5+ ac5B5n+ a c5B5大小 ? ?方向 XX CB BCVc=0.4169272525m/saC=4.137861508m/s22號位置速度圖：由圖解得：Vc=0.4169272525m/s2號位置加速度圖由圖解的：aC=4.137861508m/s2Vc=0.6305463m/sac=8.82411923m/s29號位置速度圖由圖解得：Vc=0.6305463m/s9號位置加速度圖： 圖1-7有圖解得：ac=8.8241192

12、3m/s2表格（1-2）位置要求圖解法結果2vc（m/s）0.4169272525ac(m/s²)4.1378615089vc（m/s）0.6305463ac(m/s²)8.82411923各點的速度，加速度分別列入表1-3，1-4中表1-3項目位置24VAVBVc26.702064321.23035810.531600270.285016220.4169272596.7020643281.107913370.324856850.6425897530.6305463單位r/sr/sm/s表1-4項目位置24.042589970.04988621924.380483730.0

13、169435911.855180566.7584372694.042589970.3599132484.532808720.1114611911.250356468.82411923單位F45=AB·N=923.6688×10N=9236.688NFR16=AD·µN=126.7313×10N=1267.313NX=0.6871m第4章 牛頭刨床的靜力分析4.1 機構的靜力分析取“2”點為研究對象，分離5、6構件進行運動靜力分析，作阻力體如圖16所示，=4。 圖16已知P=9000N，G6=800N，又ac=ac5=4.37917m/s2,那么

14、我們可以計算FI6=- G6/g×ac =-800/10×4.37917=-350.3336N 又F=P+G6+FI6+F45+FRI6=0，作為多邊行如圖1-7所示，µN=10N/mm。FI4=-G4/g×as4=-220/10×3.5424N=-77.9346NMS4=-JS4·S4=-1.2×12.2148 N·m=-14.6577N·mF24=14992.77888N圖1-7由圖1-7力多邊形可得： F45=AB·µN=923.6688×10N=9236.688NFR

15、16= AD·µN=126.7313×10N=1267.313N在圖1-6中，對c點取距，有MC=-P·yP-G6XS6+ FR16·x-FI6·yS6=0代入數據得x=0.6871m 分離3,4構件進行運動靜力分析，桿組力體圖如圖1-8所示，圖1-8F24=14992.77888NFO4=572.97818×10N=5729.7818N µL=4。 已知： F54=-F45=9236.688N，G4=220NaS4=aA4· lO4S4/lO4A=4.3794×290/358.5136m/s2

16、=3.5424 m/s2 , 由此可得：FI4=-G4/g×aS4 =-220/10×3.5424N=-77.9346N MS4=-JS4·S4=-1.2×12.2148 N·m= -14.6577N·m 在圖1-8中，對O4點取矩得： MA=G4×0.07276+FI4×0.9680×0.28072+M+F5×0.9987×0.56109-F24×0.99946×0.34414=0代入數據，得F24 =14992.77888N 又 F=F54+F24+FI4+G4

17、+Fo4=0,作力的多邊形如圖1-9，µN=10N/mm FO4=572.97818×10N=5729.7818NM=45.29918N·M 圖1-9由圖1-9可得： FO4=572.97818×10N=5729.7818N 圖1-10由圖1-10可知，µL=1，h2=3.0214mm,則，對曲柄列平行方程有，MO2=M-F42×h2=0 即M=45.29918 N·M 第5章 凸輪機構的設計設計內容符號數據單位凸輪機構設計max15°lO9D135mm38°70°S10° 70

18、76;r061mmlO2O9148mm凸輪輪廓曲線設計所依據的基本原理是反轉法原理。設想給整個凸輪機構加上一個公共角速度-w，使其繞軸心O轉動。這是凸輪于推桿之間的相對運動并未改變，但此時凸輪將靜止不動，而推桿則一方面隨其機架O點以角速度-w繞軸心O轉動，一方面又在繞機架O點作勻加速擺動。這樣，推桿在這種復合運動中，其滾子中心運動的軌跡即為凸輪的理論輪廓線。以理論輪廓線上一系列點為圓心，以滾子半徑r為半徑，作一系列的圓，在作此圓族的包絡線，即為凸輪的工作廓線。1、取任意一點O2為圓心，以r0作基圓，再以O2為圓心，以r=148mm為半徑作轉軸圓，在轉軸圓上O2左上方任取一點O9。 2、以O9為圓心，以135mm為半徑畫弧與基圓交于D點。O9D即為擺動從動件推程起始位置，再逆時針方向旋轉畫的圓弧，再把圓弧按0、1、4、9、4、1、0分成6份；分別連接和圓弧上的這些點，則得到擺桿的各個位置角度；再以逆時針方向旋轉并在轉軸圓上分別畫出推程、遠休、回程，這三個階段。再以11.6對推程