牛頭刨床課程設(shè)計說明書

1、 .中南大學(xué)CENTRAL  SOUTH  UNIVERSITY課程設(shè)計題目： 牛頭刨床的設(shè)計學(xué)生： + + + 學(xué)院： 機電工程學(xué)院專業(yè)班級： 機械+ 班 完成時間： 7月10日指導(dǎo)老師： + + + 目錄一、設(shè)計步驟- 2 -二、課程設(shè)計的性質(zhì)、目的和任務(wù)- 2 -三、機械原理課程設(shè)計的容和方法- 2 -四、設(shè)計任務(wù)分配- 3 -五、設(shè)計原始數(shù)據(jù)- 3 -六、設(shè)計容- 4 -七、機構(gòu)工藝動作分解與運動循環(huán)圖- 5 -八、桿件機構(gòu)的分析- 5 -1.速度分析：- 5 -2.加速度分析：- 8 -3.導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)的力分析- 9 -九、小組成員數(shù)據(jù)與其繪制的曲

2、線- 11 -十、飛輪轉(zhuǎn)動慣量的計算- 12 -十一、電動機的選擇與確定- 14 -十二、凸輪機構(gòu)的設(shè)計- 17 -十三、參考文獻- 21 -十四、心得體會- 21 -一、 設(shè)計步驟（1） 確定扭頭刨床工作原理。（2） 設(shè)計刨床各部件尺寸。（3） 分配設(shè)計任務(wù)，確定分析點位。（4） 分析刨床桿組機構(gòu)各構(gòu)件速度，刨刀的速度。（5） 分析刨床桿組機構(gòu)各構(gòu)件加速度，刨刀的加速度。（6） 分析刨床桿組機構(gòu)個構(gòu)件力，確定曲柄的理論驅(qū)動力矩。（7） 收集、整理、矯正各點數(shù)據(jù)，在同一坐標系中進行繪制。（8） 設(shè)計飛輪轉(zhuǎn)動慣量（9） 設(shè)計凸輪輪廓。（10） 選用合理電機裝置二、 課程設(shè)計的性質(zhì)、目的和任務(wù)&#

3、160;1. 課程設(shè)計的目的：機械原理課程設(shè)計是高等工業(yè)學(xué)校機械類專業(yè)學(xué)生第一次較全面的機械運動學(xué)和動力學(xué)分析與設(shè)計的訓(xùn)練，是本課程的一個重要教學(xué)環(huán)節(jié)。其意義和目的在于： 以機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計為結(jié)合點，把機械原理課程設(shè)計的各章理論和方法融會貫通起來，進一步鞏固和加深學(xué)生所學(xué)的理論知識； 培養(yǎng)學(xué)生獨立解決有關(guān)本課程實際問題的能力，使學(xué)生對于機械運動學(xué)和動力學(xué)的分析和設(shè)計有一個較完整的概念，具備計算、制圖和使用技術(shù)資料的能力。2. 課程設(shè)計的任務(wù)：機械原理課程設(shè)計的任務(wù)是對機器的主題機構(gòu)進行運動分析。動態(tài)靜力分析，并根據(jù)給定的機器的工作要求，在次基礎(chǔ)上設(shè)計；或?qū)Ω鱾€機構(gòu)進行運

4、動設(shè)計。要求根據(jù)設(shè)計任務(wù)，繪制必要的圖紙，編寫說明書等。三、 機械原理課程設(shè)計的容和方法a) 本次設(shè)計主要容有牛頭刨床的原理學(xué)習(xí)b) 牛頭刨床中曲柄滑塊，曲柄導(dǎo)桿機構(gòu)的尺寸設(shè)計c) 牛頭刨床中刨刀的速度，加速度以與曲桿驅(qū)動力的分析d) 根據(jù)最大盈虧功進行飛輪的設(shè)計e) 凸輪機構(gòu)的設(shè)計以與繪制凸輪理論實際輪廓曲線f) 了解電機的相關(guān)知識，為機構(gòu)選擇合理電機本次設(shè)計主要采用矢量圖解法作為最主要的設(shè)計和分析方法，借用AutoCAD2012、Excel2010、Origin PRO 8.0等軟件進行說明書的編寫。無論是采用作圖法還是解析法設(shè)計凸輪廓線，所依據(jù)的基本原理都是反轉(zhuǎn)法原理。在設(shè)計凸輪廓線時，

5、可假設(shè)凸輪靜止不動，而其推桿相對凸輪作反轉(zhuǎn)運動，同時又在其導(dǎo)軌作預(yù)期運動，作出推桿在這種復(fù)合運動中的一系列位置，則其尖頂?shù)能壽E就是所要求的凸輪廓線。這就是凸輪廓線設(shè)計方法的反轉(zhuǎn)法原理。四、 設(shè)計任務(wù)分配本小組一共有機械1113班某某某、某某某、某某某、某某某、某某某、某某、某某某七名成員，在課程設(shè)計的開始進行了任務(wù)分配。主要是對于扭頭刨床的曲柄導(dǎo)桿，曲柄滑塊，凸輪的設(shè)計上進行了任務(wù)的分配。在曲柄滑塊，曲柄導(dǎo)軌的設(shè)計中，我們組以曲柄豎直向下的位置作為分析的始點，每隔60度進行一次分析，分析容包括了速度矢量圖解法分析，加速度矢量圖解法分析，力的矢量圖解分析，這些點位分別由1（某某某）,2(某某),

6、5（某某某）,6（某某某）,7（某某某）,10（某某某）計算。在這些點位的基礎(chǔ)上做出兩個極位（曲柄順時75度和逆時針75度）（某某某）以與切削始點（順時98度）（某某某）切削末點（逆時103度）（某某某）。普通分割點以與極位的選取可通過直接作圖得到。切削始點的得來是在左極位中C點的位置向刨刀導(dǎo)軌右向皮平移0.05H，后以作為半徑以點C為圓心作圓與點為圓心相交取兩個交點中右側(cè)交點即可。切削終點位置的選取亦可由此方案得到。五、 設(shè)計原始數(shù)據(jù)刨床參數(shù)參數(shù)項目刨削平均速度(mm/s)550行程速度變化系數(shù)K1.40刨刀行程H(mm)300切削阻力4500空行程摩擦阻力225刨刀越程量(mm)15刨頭重

7、量520桿件比重（N/m）200機器運轉(zhuǎn)速度許用不均勻系數(shù)0.05導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計原始數(shù)據(jù)參數(shù)項目數(shù)值方案II(mm)90(mm)117凸輪原始數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)項目推桿運動規(guī)律單位mmmmmmmm2組15014018751070205458515等加速等減速六、 設(shè)計容（1） 確定導(dǎo)桿和機架的長度由K=得由此可得導(dǎo)桿設(shè)計數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)項目到刨刀平臺的距離數(shù)值（mm）579.6347.7569.7確定好了導(dǎo)桿部分的參數(shù)后我們定以曲柄為最低點作為整個曲柄運動的起始點（即），以60度為分位的角度順時開始記點分別為1、2、5、6、7、10再加上兩個極位點3和9,以與切削始點4，切削末點8。七、 機構(gòu)工藝動作分解與運動循

8、環(huán)圖（1）機構(gòu)工藝工作：牛頭刨床的主運動為電動機變速機構(gòu)搖桿機構(gòu)滑枕往復(fù)運動；牛頭刨床的進給運動為電動機變速機構(gòu)棘輪進給機構(gòu)工作臺橫向進給運動。（2）機構(gòu)運動循環(huán)圖八、 桿件機構(gòu)的分析選取點位71. 速度分析：如圖所示曲柄角速度 曲柄的角速度為當曲柄位于7位置時 第一個點： 大小 ： ？ ？ 方向 ： 取.做速度矢量圖. 由速度影像法得大小 ： ？ ？方向 ： /導(dǎo)桿 繼續(xù)做速度矢量圖2. 加速度分析：大小 ： ？ ？方向 ： 取.做加速度矢量圖.由加速度影像法得：大小 ： ? ？方向 ： 繼續(xù)做加速度矢量圖.3. 導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)的力分析：對桿件5和6，受力分析如下其中:(向右)（方向與相反）（可以

9、忽略）而對于桿件5，有：(與CB垂直)23.4 ？ 11.48 520 ? 4500 151.89 8.695向下 /CB 向下 向上 向左 向右 與相反以此做矢量方程由力的影像法，可得到：對桿件3和4，有慣性力矩：慣性力：得出：=5836.73N又，九、 小組成員數(shù)據(jù)與其繪制的曲線點位編號1234567891011備注左極位切削始點切削終點右極位角度0607598120180240257285300360速度-1360-31504806308015684660-308-1360加速度-26981566966.246603450160-3308-3960-6941-8800-269曲柄力矩48

10、13.6020突變到201374.13545.68349.8190突變到2018.3748速度圖：加速度圖：力矩圖十、 飛輪轉(zhuǎn)動慣量的計算1環(huán)取取曲柄為等效構(gòu)件，根據(jù)機構(gòu)位置和切削阻力Fr 確定一個運動循的等效阻力矩根據(jù)值，采用數(shù)值積分中的梯形法，計算曲柄處于各個位置時的功。因為驅(qū)動力矩可視為常數(shù)，所以按照確定等效驅(qū)動力矩。利用軟件Origin pro 我們可得：2.與的數(shù)值和圖3. 根據(jù)最大盈虧功的定義，做（角度）-（Mr-Md）圖，如下圖所示利用軟件Origin Pro 8.0算面積可以得到：最大虧功為-16794.3255最大贏功為17789.268875最大盈虧功不計算，飛輪的最小轉(zhuǎn)動

11、慣量：十一、 電動機的選擇與確定由上面的討論得出1）根據(jù)機構(gòu)位置和切削阻力Fr確定一個運動循環(huán)中阻力矩所做的功。Wr = Fr ×（0.9H）+ 0.1Fr1×（1.1H）=1222.43J2)計算刨刀切削運動所需的功率 Pr = Wr ×k vm / H (1 +k) =1307.32W3)考慮到機械摩擦損失與工件橫向進給運動所需功率查閱資料可以得到，轉(zhuǎn)速應(yīng)為中等轉(zhuǎn)速較好，減速機構(gòu)齒輪齒數(shù)不會太大，根據(jù)牛頭刨床的工況為低速輕載，速度比較穩(wěn)定，具有飛輪調(diào)速，沖擊較小的特點。應(yīng)該選用的電機為：Y112M-6型電動機額定功率為2.2KW。轉(zhuǎn)速為940r/min.十二、

12、 凸輪機構(gòu)的設(shè)計已知條件凸輪的分工安排：由某某某、某某某畫完，共計30個點，并對一些點的進行了理論輪廓曲線和實際輪廓曲線的解析法驗證，對其誤差進行了分析，胡長風(fēng)對回程階段選取了一些點進行分析。設(shè)計容與步驟二次項運動規(guī)律：當處于推程等加速運動規(guī)律上擺階段：始點： 終點： 因此，當處于推程等減速運動規(guī)律上擺階段： 始點： 終點：， 因此，所以可知回程等加速、等減速運動規(guī)律下擺階段的運動方程為：回程階段：解析法檢驗理論輪廓線點17：， 從圖中量得，誤差：點23：，從圖中量得， 誤差：回程階段的檢驗解析法檢驗實際輪廓線點17：，因為凸輪的工作線為等距線，所以從圖中量得，誤差：點23：，因為凸輪的工作線

13、為等距線，所以從圖中量得，誤差：十三、 參考文獻1) 桓等 機械原理，高等教育，2005.52) 鄒慧君，機械設(shè)計原理，交通大學(xué)，1995.73) 文緯、吳克堅，機械原理（第七版），高等教育，2002.64) ，機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書，高等教育，2002.65) ，機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書，高等教育，2002.6十四、 心得體會將近兩周的課程設(shè)計快結(jié)束了，通過這兩周天的課程設(shè)計，我更深入的了解了機械原理中用矢量圖解這一重要接替方法，并復(fù)習(xí)使用了AUTO CAD這類二維畫圖軟件。這次實踐性質(zhì)的課程設(shè)計給我很多思考和收獲。之前在學(xué)習(xí)機械原理這門課程的時候，覺得自己還學(xué)得不錯，一般的題目都能解得出來，但是遇到了課程設(shè)計，這就完全不同于平時的題目了，這就涉與到各種復(fù)雜的情況了，更接近于我們參加工作以后可能會碰到的工程的難題。這次課程設(shè)計就給了我一次很好的鍛煉的就會。再對于二維畫圖軟件AUTO CAD，我覺得這是每一個機械生的基本功，但是到了這次用CAD畫圖的時候，我還是有一些命令和畫圖方法忘記了，不過經(jīng)過半小時的摸索，以前工程制圖里面的知識還是回憶起一些來了。以后繪圖軟件要多接觸，多練習(xí)。還有機械創(chuàng)新設(shè)計大賽快要開始了