機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)-牛頭刨床

機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)——小型平面刨削機(jī)床運(yùn)動(dòng)簡圖設(shè)計(jì)與分析一、課程設(shè)計(jì)目的：1.綜合運(yùn)用理論知識，進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)和主要機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。3．訓(xùn)練從事機(jī)械設(shè)計(jì)工作的基本技能，包括設(shè)計(jì)計(jì)算、查閱資料、工程繪圖、計(jì)算機(jī)操作等方面的能力。2．培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力及創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)小型平面刨削機(jī)床運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖設(shè)計(jì)要求1．刨削速度盡可能為勻速，并要求刨刀有急回特性。2．刨削時(shí)工件靜止不動(dòng)，刨刀空回程后期工件作橫向進(jìn)給，且每次橫向進(jìn)給量要求相同，橫向進(jìn)給量很小并可隨工件的不同可調(diào)。3．工件加工面被拋去一層之后，刨刀能沿垂直工件加工面方向下移一個(gè)切削深度，然后工件能方便地作反方向間歇橫向進(jìn)給，且每次進(jìn)給量仍然要求相同。4．原動(dòng)機(jī)采用電動(dòng)機(jī)。設(shè)計(jì)參數(shù)參數(shù)項(xiàng)目題號123刨削平均速度vm(mm/s)530550600行程速度變化系數(shù)K1.461.401.45刨刀沖程H(mm)310300370切削阻力Fr(N)350045005000刨刀越程量ΔS(mm)161519機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)許用不均勻系數(shù)[δ]0.050.050.05每班學(xué)號1-13號—題號1；14~26號—題號2；27之后—題號3設(shè)計(jì)內(nèi)容1）對小平面刨削機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分解、擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖和執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型。2）選定運(yùn)動(dòng)方案：切削運(yùn)動(dòng)選用平面連桿機(jī)構(gòu)，至少要選出3種機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)示意圖，從中選出2個(gè)進(jìn)行尺度綜合和運(yùn)動(dòng)分析(兩張A1圖)，確定最終方案；工件橫向進(jìn)給選棘輪機(jī)構(gòu)和螺旋機(jī)構(gòu)串連；刨刀垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)選螺旋機(jī)構(gòu)。3）確定電動(dòng)機(jī)的功率和型號。4）確定傳動(dòng)比及傳動(dòng)比分配，選定減速機(jī)構(gòu)。5）確定飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。6）繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖（1張A1圖）。7）編寫設(shè)計(jì)說明書（20頁左右）。8）答辯。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分解根據(jù)機(jī)器的工藝功能要求，其工藝動(dòng)作分解如下：1.刨刀的切削運(yùn)動(dòng)：往復(fù)移動(dòng)，近似勻速，具有急回特性。2．工件的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：間歇移動(dòng)，每次移動(dòng)量相同，在刨刀空回程后期完成移動(dòng)，要求移動(dòng)量小且調(diào)整容易。工件刨去一層之后能方便地作反向間歇橫向移動(dòng)進(jìn)給，同樣要求反向進(jìn)給量每次相同且易調(diào)整。3．刨刀的垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：間歇移動(dòng)，工件刨去一層之后刨刀下移一次，移動(dòng)量調(diào)整方便。擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖考慮到刨刀的垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)周期相對較長，而且一個(gè)周期中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間比靜止時(shí)間短得多，為了簡化機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，此運(yùn)動(dòng)可以采用手動(dòng)，所有該設(shè)計(jì)只要求：擬定刨刀切削運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和工件橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的順序和協(xié)調(diào)配合關(guān)系。機(jī)構(gòu)選型-刨刀切削運(yùn)動(dòng)將電動(dòng)機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)→刨刀的雙向移動(dòng)，常用于實(shí)現(xiàn)這一功能的執(zhí)行機(jī)構(gòu)有以下幾種：1）移動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)：易實(shí)現(xiàn)工作行程為勻速及具有急回特性的要求，但受力差，易磨損，行程大時(shí)基圓大，凸輪尺寸大，較難平衡和制造。2）平面連桿機(jī)構(gòu)：受力好，磨損小，工作可靠，且具有急回特性，但只能實(shí)現(xiàn)近似均速運(yùn)動(dòng)。3）齒條機(jī)構(gòu)：可實(shí)現(xiàn)工作行程為勻速移動(dòng)的要求，但行程開始及終止時(shí)有沖擊，適用于大行程而不宜小行程，且必須增加換向變速機(jī)構(gòu)才能得到急回運(yùn)動(dòng)。4）螺旋機(jī)構(gòu)：能得到均速移動(dòng)的工作行程，且為面接觸，受力好，但行程開始和終止時(shí)有沖擊，安裝和潤滑較困難，且必須增設(shè)換向和變速機(jī)構(gòu)，才能得到急回運(yùn)動(dòng)。5）組合機(jī)構(gòu)：如凸輪——連桿組合機(jī)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)要求，但具有凸輪機(jī)構(gòu)存在的缺點(diǎn)，且設(shè)計(jì)制造較復(fù)雜。機(jī)構(gòu)選型-工件橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)工件的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)量是很小的，且每次要求等量進(jìn)給，又因?yàn)楸仨毞乐构ぜ谂傧髁Φ淖饔孟卵貦M向移動(dòng)，所以橫向進(jìn)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)除了能實(shí)現(xiàn)小而且等量進(jìn)給外。因此，可選用螺旋機(jī)構(gòu)作為橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。工件要能間歇移動(dòng)，螺旋必須作間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，所以在螺旋機(jī)構(gòu)之前必須串聯(lián)一個(gè)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，且與刨刀切削運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相聯(lián)，能夠?qū)崿F(xiàn)將連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)有：1）槽輪機(jī)構(gòu)：每次轉(zhuǎn)角較大且不可調(diào)整，為了反向回轉(zhuǎn)，必須增加反向機(jī)構(gòu)。2）曲柄搖桿棘輪機(jī)構(gòu)：每次轉(zhuǎn)角較小，容易調(diào)整且為等量轉(zhuǎn)動(dòng)，采用雙向式棘輪還可以方便地實(shí)現(xiàn)棘輪反轉(zhuǎn)。3）不完全齒輪機(jī)構(gòu)：可實(shí)現(xiàn)等速轉(zhuǎn)位和等量轉(zhuǎn)角，但不可調(diào)整，如需反轉(zhuǎn)必須增加反向機(jī)構(gòu)。4）凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)：每次轉(zhuǎn)角不可調(diào)，如需反轉(zhuǎn)應(yīng)增設(shè)反向機(jī)構(gòu)。5）星輪機(jī)構(gòu)：具有槽輪機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)性能，又兼有不完全齒輪機(jī)構(gòu)等速轉(zhuǎn)位的優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)等量轉(zhuǎn)角，但不可調(diào)，同時(shí)星輪加工制造困難。機(jī)構(gòu)選型-刨刀垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為了實(shí)現(xiàn)刨刀的垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，可以在刨刀切削運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件上設(shè)置一個(gè)在垂直于刨削方向上能作間歇移動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。與橫向進(jìn)給類似，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)同樣應(yīng)具有小進(jìn)給量可調(diào)且在非進(jìn)給時(shí)具有自動(dòng)固定的功能，同時(shí)考慮到動(dòng)力源可以采用手動(dòng)，因此采用一個(gè)簡單螺旋機(jī)構(gòu)作為刨刀垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，既簡單又工作可靠。運(yùn)動(dòng)方案確定

1．刨刀切削運(yùn)動(dòng)采用平面連桿機(jī)構(gòu)。（建議選用平面六桿機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)要求不少于三種，只要求任選兩種進(jìn)行尺度綜合及運(yùn)動(dòng)特性評定，并確定最終方案。）2．工件橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用曲柄搖桿棘輪機(jī)構(gòu)與螺旋機(jī)構(gòu)串聯(lián)。3．刨刀垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用螺旋機(jī)構(gòu)。運(yùn)動(dòng)方案示例機(jī)構(gòu)尺度綜合

刨刀工作行程的刨削平均速度曲柄AB角速度極位夾角可得1．原動(dòng)件曲柄AB的轉(zhuǎn)速n1(r/min)機(jī)構(gòu)尺度綜合

2．針對選定兩種平面六桿機(jī)構(gòu)示意圖，確定各構(gòu)件運(yùn)動(dòng)尺寸。

假定曲柄長度：100mm刨刀終端連桿取150mm機(jī)構(gòu)尺度綜合

2．針對選定兩種平面六桿機(jī)構(gòu)示意圖，確定各構(gòu)件運(yùn)動(dòng)尺寸。

假定曲柄長度：100mm刨刀終端連桿取150mm運(yùn)動(dòng)特性評定

因?yàn)橐笏俣炔▌?dòng)越小越好，所以可以按照速度均方根偏差最小的