機(jī)械原理牛頭刨床課程設(shè)計(jì)

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目： 牛頭刨床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)分析院系： 南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院機(jī)電工程系設(shè)計(jì)者：XXX班級(jí)： XXXXXXX學(xué)號(hào)： XXXXXXXXXX指導(dǎo)教師： XXX日期： 2008-6-262008-7-9 目錄 一 緒論.11.牛頭刨床機(jī)構(gòu)工作原理.12. 設(shè)計(jì)目的.23. 設(shè)計(jì)任務(wù).3二 設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程及說(shuō)明.31. 牛頭刨床機(jī)構(gòu)示意圖及原始數(shù)據(jù).3 2.齒輪機(jī)構(gòu)基本參數(shù).43.連桿設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)分析.54. 編寫的計(jì)算源程序.7 5. 電算的源程序和結(jié)果.96. 設(shè)計(jì)圖解法的圖紙.13三 設(shè)計(jì)小結(jié).131. 對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的分析討論.13四 參考文獻(xiàn).131. 列出主要參

2、考資料.13一. 緒論 1.1 牛頭刨床機(jī)構(gòu)工作原理 牛頭刨床是一種靠刀具的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)及工作臺(tái)的間歇運(yùn)動(dòng)來(lái)完成工件的平面切削加工的機(jī)床。電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)減速傳動(dòng)裝置（皮帶和齒輪傳動(dòng)）帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)）完成刨刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和間歇移動(dòng)。牛頭刨床的滑枕的直線運(yùn)動(dòng)不能說(shuō)是偏心輪的作用。 牛頭刨床的動(dòng)力，經(jīng)過(guò)減速后，在大齒輪的一面有一個(gè)固定短軸，短軸和齒輪中心有一定距離，裝一個(gè)方形滑塊。 在齒輪的下方，有一個(gè)軸承座，安裝了一個(gè)長(zhǎng)搖桿，齒輪上的方形滑塊始終在長(zhǎng)桿上滑動(dòng)。 搖桿的上端，有滑枕的方形滑塊，也是在桿上滑動(dòng)，搖桿就使得滑枕前后運(yùn)動(dòng)。這兩個(gè)滑塊都是能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的。 當(dāng)大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由滑塊帶動(dòng)搖桿前后扇形

3、擺動(dòng)?；瑝K位置在中心下面時(shí)，同等的轉(zhuǎn)動(dòng)圓心角，搖桿可以運(yùn)動(dòng)較大的角度，帶動(dòng)滑枕快速后退。 當(dāng)大齒輪滑塊在上方時(shí)，同樣的圓心角，搖桿的運(yùn)動(dòng)就慢得多，這樣滑枕就能夠有較大的切削力。 調(diào)整大齒輪滑塊的中心距，就能夠調(diào)整滑枕行程。 滑枕是慢進(jìn)快退，這樣符合工作要求。本實(shí)驗(yàn)以牛頭刨床刀具運(yùn)動(dòng)的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為設(shè)計(jì)對(duì)象，通過(guò)對(duì)具有急回特性的機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，掌握機(jī)構(gòu)的選型、構(gòu)型方法，利用機(jī)構(gòu)構(gòu)型的組合原理完成方案設(shè)計(jì)、比較，確定最終結(jié)果。最后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)模擬。牛頭刨床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理如下：當(dāng)牛頭刨床的主要工作機(jī)構(gòu)滑枕右行時(shí)，刨刀進(jìn)行切削，成為工作行程；此時(shí)要求刨頭的速度較低且平穩(wěn)，以提高切削質(zhì)量；刨頭左行時(shí)，不工作，

4、稱為回程，此時(shí)要求刨頭的速度較高以提高生產(chǎn)率，這個(gè)關(guān)鍵特性稱為“急回”特性。用急回系數(shù)K加以描述。 式中為擺桿兩極限位置的夾角故要實(shí)現(xiàn)“急回”特性，就必須使機(jī)構(gòu)的存在。角越大，K也越大，急回運(yùn)動(dòng)越明顯。并通過(guò)改變桿件的長(zhǎng)度，改變其“急回”特性。1.2 設(shè)計(jì)目的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是機(jī)械原理課程的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的是：（1）進(jìn)一步鞏固和加深學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)；（2）培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)獨(dú)立解決有關(guān)本課程實(shí)際問(wèn)題的能力，使學(xué)生對(duì)機(jī)械的分析和設(shè)計(jì)有一個(gè)較完整和系統(tǒng)的概念；（3）通過(guò)對(duì)具體問(wèn)題的分析、計(jì)算、制圖、技術(shù)資料的使用，電算程序的編制及計(jì)算機(jī)使用等各環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)

5、題的工程技術(shù)能力。1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)本設(shè)計(jì)的任務(wù)主要包括二部分： （1）按機(jī)械的幾何、運(yùn)動(dòng)等性能要求，進(jìn)行低副機(jī)構(gòu)的尺度綜合和高副機(jī)構(gòu)的輪廓線設(shè)計(jì)。（2）對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。要求用解析法分析機(jī)構(gòu)整個(gè)工作循環(huán)過(guò)程，并同時(shí)用圖解法分析機(jī)構(gòu)某幾個(gè)瞬時(shí)位置的運(yùn)動(dòng)，對(duì)兩種方法的分析結(jié)果作對(duì)比分析。二 設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程及說(shuō)明2.1 牛頭刨床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖及原始數(shù)據(jù)2.1.1 機(jī)構(gòu)示意圖：機(jī)構(gòu)示意圖：該機(jī)構(gòu)由齒輪1驅(qū)動(dòng)齒輪2，在齒輪2上鉸接有滑塊，再由導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)刨刀滑枕的 切削運(yùn)動(dòng)。2.1.2 原始數(shù)據(jù)：齒輪參數(shù)： 壓力角 ，齒頂高系數(shù)=1 ，頂隙系數(shù)齒輪轉(zhuǎn)速n1（rpm）模數(shù)m（mm）齒數(shù)Z1齒數(shù)Z2

6、距離L1（mm）滑枕沖程H（mm）行程數(shù)比系數(shù)K距離L2（mm）中心距O2O3220615581854701.6355350 2.2齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 齒輪1不發(fā)生根切的最小變位系數(shù)x1min= = =0.118齒輪2不發(fā)生根切的最小變位系數(shù)x2min= =-2.41 假設(shè)X1=0.6，X2=0.4。因?yàn)閆1<17 且X1，所以該齒輪不會(huì)發(fā)生根切。又由 Z2 > Zmin=17,所以齒輪2也不會(huì)發(fā)生根切現(xiàn)象。2/730.364+0.014904=0.024876,由內(nèi)插法求得:=齒輪傳動(dòng)的中心距： =224.52 mm中心距變動(dòng)系數(shù)： y=1=（-1）=0.9125.齒高變動(dòng)系數(shù)：

7、=1-0.9125=0.0875.齒頂圓壓力角： = arc cos(/)=38.62°= arc cos(/)=26°重合度： = z1(tan38.62°-tan20°)+ z2(tan26°-tan20° )/2=1.343分度圓直徑：=m=156 mm =90 mm ，= m =586 =348 mm 基圓直徑: = cos=90cos20°=84.57 mm = cos=348cos20°=327.01 mm 齒頂圓直徑: =2-+2m(-)=2224.52-348+12 (1-0.4) =108.24

8、mm =2-+2m(-)=2224.52-90+12 (1-0.6) =363.84 mm 齒根圓直徑：Df1=m(z1-2-2+2)=6（15-2-20.25+20.6）=82.2 mm Df2=m (z2-2-2+2)=6（58-2-20.25+20.4）=337.8 mm變位齒輪分度圓上齒厚：s= =12.04 mm 齒槽寬: e=6.799 mm小齒輪齒頂圓齒厚：= =2.56 mm 因?yàn)?> 0.4m=2.4mm,所以變位系數(shù)取值正確。 2.3連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)分析 由k=1.6知，。由=，且在此極限位置時(shí)，求得=124.12mm又，求得=327.25.將機(jī)構(gòu)置于圖示坐標(biāo)系中，

9、各構(gòu)件的矢量指向如圖所示，其適量方程為 將上式分別向x軸和y軸投影的方程組 其中只有和兩個(gè)未知數(shù)，故可以通過(guò)解方程求解。將上方程組兩邊平方后相加 .將上方程組第二式除以第一式得 .將上方程組對(duì)時(shí)間求一階導(dǎo)數(shù)得：其中只有和兩個(gè)未知數(shù)，故可以通過(guò)解方程求解。解得同理將第二個(gè)方程組對(duì)時(shí)間 t求導(dǎo)并合并同類項(xiàng)，得 其中只有和兩個(gè)未知數(shù)，解得：= 式中= 為科氏加速度。同理可得= - 2.4計(jì)算機(jī)源程序及注解 令的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1, 的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，的長(zhǎng)度為S1，滑塊A的位移為S，速度為V，加速度為a , 與X軸的夾角為J1，與X軸的夾角為J2，角速度為，的角速度為。的角加速度為e3.2.4.1源程序#incl

10、ude<math.h>#include<stdio.h>#define PI 3.1415926int i;float n1=220,m=6,z1=15,z2=58,Lo2o3=350,Lo2a=124.12;float j1,j2,tanj2,S,Lo2a,Lo3a,w1,w2,w3,V,e3,akab,a;PRINT(float j1) FILE *fp;fp=fopen("d:nTB5.txt","a");tanj2=(Lo2o3+Lo2a*sin(j1)/(Lo2a*cos(j1);j2=atan(tanj2); /*j2

11、為桿與水平線夾角,j1為桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)角度*/S=sqrt(Lo2o3)*(Lo2o3)+(Lo2a)*(Lo2a)+2*Lo2a*Lo2o3*sin(j1);w1=2*PI*n1/(60);w2=w1*z1/(z2);w3=Lo2a*w2*cos(j1-j2)/(S); /*搖桿的角速度*/V=-w2*Lo2a*sin(j1-j2); /*滑塊A相對(duì)于桿的速度*/e3=-(akab+Lo2a*w2*w2*sin(j1-j2)/(S); /*桿的角加速度*/akab=2*V*w3; /*科氏加速度*/a=（S*w3*w3）-（Lo2a*w2*w2*cos(j1-j2)）; /*滑塊A相對(duì)于桿的加

12、速度*/printf("%2d%12.3f%16.3f%16.3f%16.3fn",i,(j1/(PI)*180,S,V,a);fprintf(fp,"%2d%12.3f%18.3f%18.3f%18.3fn",i,(j1/(PI)*180,S,V,a);fclose(fp);main() FILE *fp;if(fp=fopen("d:nTB5.txt","w+")=NULL)exit(0);printf("NO:t j1tt Stt Vtt ann");for(j1=0,i=1;j1<

13、=2*PI;j1=j1+(5*(PI)/180),i+) PRINT(j1);if(i%20=0)system("pause");fclose(fp);system("pause"); 2.4.2運(yùn)行結(jié)果及圖形 角度位移速度加速度0371.357697.001-1308.2035381.416676.036-1550.6310391.143651.688-1770.44315400.491624.274-1969.75120409.416594.08-2150.35925417.881561.368-2313.830425.849526.379-2461

14、.36835433.29489.339-2594.14840440.175450.457-2713.04745446.477409.93-2818.81850452.176367.947-2912.08455457.249324.685-2993.35960461.681280.319-3063.06165465.456235.014-3121.52770468.562188.934-3169.02675470.988142.237-3205.76680472.72695.079-3231.90385473.77147.616-3247.54390474.120-3252.7595473.77

15、147.6165546.707100472.72695.0795507.496105470.988142.2365442.236110468.562188.9335351.066115465.456235.0145234.183120461.681280.3195091.852125457.249324.6854924.409130452.176367.9464732.269135446.477409.934515.94140440.175450.4574276.039145433.29489.3394013.304150425.849526.3793728.627155417.881561.

16、3683423.075160409.417594.083097.928165400.491624.2742754.727170391.143651.6882395.321175381.416676.0362021.937180371.3576971637.247185361.017714.2341244.458190350.455727.351847.397195339.733735.92450.606200328.922739.46459.417205318.099737.459-320.001210307.35729.327-680.666215296.768714.45-1014.912

17、20286.457692.179-1314.689225276.531661.859-1572.12230267.112622.872-1780.325235258.33574.699-1934.568240250.324517.002-2033.597245243.233449.729-2080.914250237.195373.225-2085.51255232.341288.334-2061.493260228.783196.459-2026.147265226.61199.55-1996.479270225.880.001-1985.044275226.61199.5496735.84

18、9280228.783196.4586469.746285232.341288.3336053.646290237.195373.2245522.425295243.233449.7284914.83300250.324517.0024267.628305258.33574.6983611.707310267.112622.8712970.369315276.531661.8582359.372320286.457692.1791788.24325296.768714.451260.675330307.35729.327778.201335318.099737.459339.25b328.922739.464-58.814345339.733735.92-419.234350350.455727.351-745.429355361.017714.235