機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)--牛頭刨床設(shè)計(jì)說明書

1、<p>　　機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書</p><p><b>　　牛頭刨床設(shè)計(jì)說明書</b></p><p><b>　　班級(jí)：</b></p><p><b>　　學(xué)號(hào):</b></p><p><b>　　姓名:</b></p>

2、<p><b>　　組別:</b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師：</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一 概論……………………………………………3</p><p>　　1、設(shè)計(jì)目的………………………………………………3&

3、lt;/p><p>　　2、設(shè)計(jì)任務(wù)………………………………………………3</p><p>　　3. 扭頭刨床機(jī)構(gòu)簡介及工作原理………………………………3</p><p>　　二 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析…………………………4</p><p>　　1、刨頭位移線圖…………………………………………….11</p><p>　　2

4、、速度分析………………………………………………6</p><p>　　三 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………11</p><p>　　1、凸輪設(shè)計(jì)要求…………………………………………11</p><p>　　2、凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件位移、速度、加速度線圖…………13</p><p>　　四 齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………14</

5、p><p>　　1、齒輪設(shè)計(jì)要求…………………………………………14</p><p>　　2、齒輪計(jì)算………………………………………………15</p><p>　　3、繪制齒輪嚙合區(qū)圖……………………………………18</p><p>　　五 課程設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)與分析</p><p>　　六 課程設(shè)計(jì)的心得體會(huì)…………………

6、………………18</p><p>　　七 課程設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)……………………...................20</p><p><b>　　一、概論</b></p><p>　　1.1機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)目的 </p><p>　　機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生掌握機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)能力的技術(shù)基礎(chǔ)課程，它是機(jī)械原理課

7、程學(xué)習(xí)過程中的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)目的在于鞏固和加深所學(xué)的理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決有關(guān)本課程實(shí)際問題的能力，使學(xué)生對(duì)于常用機(jī)構(gòu)（連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)和齒輪機(jī)構(gòu)）設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)分析有比較完整的認(rèn)識(shí)，。以及熟悉機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟及方法，其中包括選型、運(yùn)動(dòng)方案的確定、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的分析和整體設(shè)計(jì)等，進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)計(jì)算和解決工程技術(shù)問題的能力。</p><p>　　1.2機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求</p

8、><p>　　機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)是對(duì)主體機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)分析，并根據(jù)給定機(jī)器的工作要求，在此基礎(chǔ)上繪制凸輪、齒輪；或?qū)Ω鳈C(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。要求：1、學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成1# 設(shè)計(jì)圖一張，3# 設(shè)計(jì)圖兩張，設(shè)計(jì)說明書一份（20頁左右）。2、要求計(jì)算正確、作圖規(guī)范，圖面整潔，說明書步驟清晰有條理，書寫端正。 </p><p>　　1.3牛頭刨床機(jī)構(gòu)簡介及工作原理</p>

9、<p>　　1.3.1扭頭刨床簡介 </p><p>　　牛頭刨床是刨削類機(jī)床中應(yīng)用較廣的一種。它適合刨削長度不超過1000mm的中、小型零件。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)。</p><p>　　1—橫梁 2—進(jìn)刀機(jī)構(gòu) 3—變速機(jī)構(gòu) 4—擺桿機(jī)構(gòu) 5—床身 6—滑枕 7—刀架

10、 8—工作臺(tái)</p><p>　　牛頭刨床的主要組成部份及作用如下：</p><p>　　（1）床身 床身5用于支承和連接刨床的各部件，其頂面導(dǎo)軌供滑枕6作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，側(cè)面導(dǎo)軌供橫梁1和工作臺(tái)8升降。床身內(nèi)部裝有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。</p><p>　　（2）滑枕 用于帶動(dòng)刨刀作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)(即主運(yùn)動(dòng))，其前端裝有刀架7。</p><p>　?。?）刀架

11、 刀架用以夾持刨刀，并可作垂直或斜向進(jìn)給。扳轉(zhuǎn)刀架手柄9時(shí)，滑板7即可沿轉(zhuǎn)盤6上的導(dǎo)軌帶動(dòng)刨刀作垂直進(jìn)給?；逍栊毕蜻M(jìn)給時(shí)，松開轉(zhuǎn)盤6上的螺母，將轉(zhuǎn)盤扳轉(zhuǎn)所需角度即可?；?上裝有可偏轉(zhuǎn)的刀座1，刀座中的抬刀板2可繞軸5向上轉(zhuǎn)動(dòng)。刨刀安裝在刀夾3上。在返回行程時(shí)，刨刀繞軸5自由上抬，可減少刀具后刀面與工件的摩擦。</p><p>　　1—刀座 2—抬刀板 3—刀夾 4—緊固螺釘 5—軸 6—刻度轉(zhuǎn)盤 7—滑板 8

12、—刻度環(huán) 9—手柄（4）工作臺(tái) 用于安裝工件，可隨橫梁上下調(diào)整，并可沿橫梁導(dǎo)軌橫向移動(dòng)或橫向間歇進(jìn)給。</p><p>　　（5）橫梁：可帶動(dòng)工作臺(tái)沿床身垂直導(dǎo)軌作升降運(yùn)動(dòng)，其空腔內(nèi)裝有工作臺(tái)進(jìn)給絲桿。</p><p>　　1.3.2扭頭刨床工作原理</p><p><b>　　圖一</b></p><p>　　牛頭刨

13、床是一種用于平面切削加工的機(jī)床，如圖一，電動(dòng)機(jī)經(jīng)皮帶和</p><p>　　齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng)曲柄2 和固接在其上的凸輪8。刨床工作時(shí)，由導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)2-3-4-5-6帶動(dòng)滑枕6和刨刀7作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。要求工作行程時(shí)，滑枕6應(yīng)速度較低，且近似等速移動(dòng)，而空回行程時(shí)，滑枕具有較高速度，實(shí)現(xiàn)快速返回。另外，齒輪等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過四桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)棘輪G轉(zhuǎn)動(dòng)。棘輪與絲桿相連，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)刀。刨床機(jī)構(gòu)在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)，主軸速度波動(dòng)很大，為此，

14、常采用飛輪調(diào)整速度波動(dòng)。 </p><p>　　二、牛頭刨床導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析</p><p>　　2.1牛頭刨床導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知條件</p><p>　　2.2導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求</p><p>　　導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)連桿5傳力給滑枕的最有利條件確定擺動(dòng)導(dǎo)桿長度和滑枕導(dǎo)路X—X的位置，即曲柄和擺桿轉(zhuǎn)動(dòng)副連線應(yīng)垂直于導(dǎo)路X—X，且X—X應(yīng)位于擺

15、桿端點(diǎn)所畫圓弧高的平分線上。作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)位置圖。以滑枕6的左極限位置時(shí)曲柄 的位置作為起始點(diǎn)1，每隔30°取一個(gè)位置，共12個(gè)位置。每個(gè)小組的每一個(gè)人分配liang個(gè)位置（特殊位置除外）作運(yùn)動(dòng)分析，繪速度多邊形.</p><p>　　以刨頭左極限點(diǎn)為基點(diǎn)，收集12個(gè)位置測(cè)量出的位移，繪出刨頭位移線圖。分析連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成（拆分桿組），并說明該機(jī)構(gòu)的級(jí)別。 </p><p>　　2

16、.2.3（1） 選取曲柄特定的位置(xxx)作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖</p><p><b>　?。?）拆分桿組 </b></p><p>　　該六桿機(jī)構(gòu)可看成由一個(gè)Ⅰ級(jí)基本桿組、兩個(gè)I級(jí)基本桿組組成的，即可將機(jī)構(gòu)分解成圖示三部分。</p><p>　　2.4測(cè)得各個(gè)位置刨頭位移如下表所示，并繪出刨頭位移線圖</p><p>&l

17、t;b>　　2.5速度分析</b></p><p>　?。?）確定各桿件的長度：</p><p>　　=6.28rad/s </p><p>　　LO2A=170.0mm</p><p>　　L04B=776.7mm</p><p>　　LBC=194.2mm</p><p>

18、;<b>　?。?）速度分析：</b></p><p>　　選取速度比例尺μ=0.05（m∕s）∕mm</p><p>　　大?。?.66 ？ ？</p><p>　　方向：⊥O2A ⊥O4A ∥O4B</p><p>　　VA2=1.66*sin6.7=0.194m/s</p>

19、<p>　　W2=VA2/O4A=0.65rad/s</p><p>　　VB=W2*O4B=0.534m/s</p><p><b>　　VC=VB+VCB</b></p><p>　　大小： ？ 0.534 ？</p><p>　　方向：水平 ⊥O4B ⊥CB</p><p>

20、;　　量得VC=0.45m/s</p><p><b>　　三、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知條件</p><p><b>　　本組選擇第一種方案</b></p><p>　　3.2凸輪設(shè)計(jì)要求 </p><p>　　1根據(jù)牛頭刨床導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)結(jié)

21、構(gòu)選定凸輪軸徑（25~40mm）；</p><p>　　2凸輪基圓直徑大于或等于軸徑的（1.6~2）倍；</p><p>　　3凸輪滾子半徑等于基圓半徑的（0.1~0.5）倍；</p><p>　　4繪制凸機(jī)構(gòu)從動(dòng)件位移、速度、加速度線圖</p><p>　　5根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理繪制凸輪輪廓。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)

22、要求，本小組取軸徑為30mm，基圓直徑為軸徑的2倍，凸輪滾子半徑為基圓半徑的0.1倍。</p><p>　　3.3、根據(jù)以上數(shù)據(jù)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律得運(yùn)動(dòng)方程如下</p><p>　　Ψ=h[(б∕б0) -sin(2лб∕б0)( 2л)]</p><p>　　每隔十度進(jìn)行角位移求解帶入得</p><p>　　Ψ1=20°[(10∕120)

23、 -sin(2л×10∕120)( 2л) ]</p><p>　　Ψ2=20°[(20∕120) -sin(2л×20∕120)( 2л) ]</p><p>　　3.4、（1）繪制凸輪廓線圖</p><p>　　（2）繪制凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件位移線圖</p><p>　?。?）、繪制凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件速度線圖</

24、p><p>　?。?）、繪制凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件加速度線圖</p><p><b>　　四 齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知條件</p><p><b>　　4.2齒輪設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　要求齒輪不根切，且實(shí)際中心距的尾數(shù)取為0或5，

25、設(shè)計(jì)該傳動(dòng)并完成計(jì)算和驗(yàn)算；繪制齒輪嚙合區(qū)圖（可以不繪制齒廓形狀），標(biāo)出基圓、齒頂圓、節(jié)圓、嚙合角、嚙合起始點(diǎn)B2、B1和嚙合極限點(diǎn)N1、N2，并注明單齒嚙合區(qū)和雙齒嚙合區(qū)；用圖上量取的實(shí)際嚙合線段</p><p>　　B2B1確定重合度，并與公式計(jì)算值進(jìn)行比較。</p><p>　　4.3齒輪數(shù)據(jù)計(jì)算及校核</p><p><b>　　計(jì)算過程：<

26、/b></p><p>　　已知：Z1=15 Z2=60 m=10 ɑ=20° ha*=1 c*=0.25</p><p>　　分度圓：d1=mz1=150mm d2=mz2=600mm</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)中心距: a=m(z1+z2)/2=375mm</p><p>　　實(shí)際中心距：a’=375mm&l

27、t;/p><p>　　嚙合角：ɑ’=ɑ=20°</p><p>　　變位系數(shù)：x1+x2=0 x1=(17-z1)/17=0.118 x2=-0.118</p><p>　　中心距變動(dòng)系數(shù)： y=(ɑ’-ɑ)/m=0</p><p>　　齒頂高降低系數(shù)： Δy=(x1+x2)+y=0</p><p>　　節(jié)圓

28、： d1’=d1cosɑ/ cosɑ’=150mm</p><p>　　d2’=d2cosɑ/ cosɑ’=600mm</p><p>　　齒頂圓：da1=d1+2ha*= d1+2(ha*+x1-Δy)m=172.36mm</p><p>　　da2=d2+2ha*= d2+2(ha*+x2-Δy)m=617.64mm</p><p>　

29、　齒根圓：df1=d1-2hf1=d1-2(ha*+c*-x1)m=127.36mm</p><p>　　df2=d2-2hf2=d2-2(ha*+c*-x2)m=572.64mm</p><p>　　基圓： db1= d1cosɑ=61.21mm</p><p>　　db2= d2cosɑ=244.84mm</p><p>　　ɑa1=ar

30、cos(r1cos/ra1)=35.14°</p><p>　　ɑa2=arcos(r2cos/ra2)=24.10°</p><p>　　S1=(л/2+2x1tana)m=16.6mm</p><p>　　S2=(л/2+2x2tana)m14.84mm</p><p>　　Sa1=s1*ra1/r1-2ra1(inv

31、aa1-inva)=5.62mm</p><p>　　Sa2=s2*ra2/r2-2ra2(invaa2-inva)=8.03mm</p><p>　　Sa1>0.4m=4mm</p><p>　　Sa2>0.4m=4mm</p><p><b>　　所以齒輪合格。</b></p><p&

32、gt;　　理論重合度： XXX=[z1(tanɑa1-tanɑ’)+Z2(tanɑa2-tanɑ’)]</p><p><b>　　=1.67</b></p><p>　　由作圖得： B1B2=44.8mm</p><p>　　Pb=Pcosɑ=лmcosɑ=29.4mm</p><p>　　=B1B2/ Pb=1.

33、52>1</p><p>　　相對(duì)誤差η=|εα-εα’|/εα=8.9%</p><p>　　綜上，齒輪矯正合格。</p><p>　　4.4繪制齒輪嚙合圖</p><p>　　五、課程設(shè)計(jì)分析及其評(píng)價(jià) </p><p>　　1，機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)=3*5-(2*7+1)=1,曲柄為機(jī)構(gòu)原動(dòng)件。</p&

34、gt;<p>　　2,通過曲柄帶動(dòng)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和滑塊機(jī)構(gòu)使刨刀往復(fù)移動(dòng),實(shí)現(xiàn)切削功能，能滿足功能要求.且滑塊行程可以根據(jù)桿長任意調(diào)整；</p><p>　　3,工作性能, 工作行程中，刨刀速度較慢，變化平緩符合切削要求, 擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)使其具有急回作用，可滿足任意行程速比系數(shù)K的要求；</p><p>　　4,傳遞性能, 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角恒為90度，傳動(dòng)性能好，能承受較大的載荷，機(jī)構(gòu)

35、運(yùn)動(dòng)鏈較長，傳動(dòng)間隙較大；</p><p>　　5,動(dòng)力性能 ,傳動(dòng)平穩(wěn)，沖擊震動(dòng)較小.</p><p>　　6,結(jié)構(gòu)合理性,結(jié)構(gòu)簡單合理,尺寸和重量也較小,制造和維修也較易.</p><p>　　7,經(jīng)濟(jì)性，無特殊工藝和設(shè)備要求,成本較低.</p><p>　　六．課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)</p><p>　　通過一段時(shí)間的

36、設(shè)計(jì)，讓我對(duì)所學(xué)知識(shí)得到了更深的理解，也學(xué)會(huì)了運(yùn)用各種資料、工具，體會(huì)到了同伴之間的密切合作的重要性等等。同時(shí)這之間的種種工作也離不開老師的熱情指導(dǎo)，在此表示深深的謝意。</p><p>　　首先,對(duì)機(jī)械原理這門課程有了更深入的了解.平時(shí)的只停留在一個(gè)初等的感性認(rèn)識(shí)水平,沒有真正的理解透所學(xué)的具體原理的應(yīng)用問題,但在自己做設(shè)計(jì)過程中老在問為什么,如何解決,通過這樣的想法,是自己對(duì)自己所學(xué)的理論有了深入的理解.在設(shè)

37、計(jì)過程中,如何才能</p><p>　　把所學(xué)的理論運(yùn)用到實(shí)際中,這才是我們學(xué)以所獲,學(xué)以致用的真正</p><p>　　宗旨,這也是當(dāng)我們從這個(gè)專業(yè)畢業(yè)后所必需具有的能力,這也更是從學(xué)到時(shí)間的過程,才能為自己在以后的工作中游刃有余,才能為機(jī)械工業(yè)的發(fā)展盡綿薄之力.</p><p>　　其次對(duì)所學(xué)的專業(yè)課產(chǎn)生了很大的興趣.在做設(shè)計(jì)的過程中,發(fā)現(xiàn)機(jī)械的很多東西滲透在我

38、們生活的方方面面,小到鐘表,大到航天器，都用到了機(jī)械的相關(guān)內(nèi)容。這也給自己很大的學(xué)習(xí)范圍和任務(wù)，更給了自己很大的發(fā)展空間和興趣的培養(yǎng)。</p><p>　　同時(shí)，我也深深體會(huì)到，過而能改，善莫大焉。在課程設(shè)計(jì)過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。最終的檢測(cè)調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問題，最后在老師的指導(dǎo)下，終于游逆而解。

39、在今后社會(huì)的發(fā)展和學(xué)習(xí)實(shí)踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進(jìn)行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠(yuǎn)不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠(yuǎn)不可能得到社會(huì)及他人對(duì)你的認(rèn)可！課程設(shè)計(jì)誠然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識(shí)以及專業(yè)技能上的提升，同時(shí)又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時(shí)，設(shè)計(jì)讓我感觸很深

40、。使我對(duì)抽象的理論有了具體的認(rèn)識(shí)。</p><p>　　最后對(duì)團(tuán)隊(duì)的合作有了更深的體會(huì)。每個(gè)人不可能方方面面都會(huì)，這就需要團(tuán)隊(duì)組員各自發(fā)揮自己的優(yōu)點(diǎn)，說出各自的想法，取長補(bǔ)短，這樣才能從別人身上學(xué)到自己所缺的能力和品質(zhì)，在現(xiàn)代的企業(yè)合作中，團(tuán)隊(duì)合作精神是很重要的，各個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)都需要很多人傾注心血，這樣才能是企業(yè)有長遠(yuǎn)的發(fā)展。團(tuán)結(jié)就是力量，只有互相之間默契融洽的配合才能換來最終完美的結(jié)果。</p>

41、<p>　　此次設(shè)計(jì)也讓我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及時(shí)請(qǐng)教或上網(wǎng)查詢，只要認(rèn)真鉆研，動(dòng)腦思考，動(dòng)手實(shí)踐，就沒有弄不懂的知識(shí)，收獲頗豐。</p><p>　　雖然這次設(shè)計(jì)已告一段落，但是我知道學(xué)海無涯、學(xué)無止境，這是一個(gè)結(jié)尾，同時(shí)也只是一個(gè)開始。今后，我會(huì)以更飽滿的熱情投入到今后的學(xué)習(xí)生活中，做一個(gè)不斷探索，勇于創(chuàng)新的大學(xué)生。</p><p><b>　

42、　七、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 孫恒，陳作模。機(jī)械原理（第七版）。北京：高等教育出版社，2006.5</p><p>　　[2] 李 笑 劉福利 陳 明。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書（試用稿）。哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004.7</p><p>　　[3] 牛鳴歧 王保民 王振甫。 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè). 重慶：重慶大學(xué)出版社，20

43、01</p><p>　　[4]王知行 李瑰賢. 機(jī)械原理電算程序設(shè)計(jì). 哈爾濱，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2003</p><p>　　[5] 孟憲源 姜琪. 機(jī)構(gòu)構(gòu)型與應(yīng)用. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[6] 申永勝. 機(jī)械原理教程. 北京：清華大學(xué)出版社，1999</p><p>　　[7 ] 陳明等. 機(jī)械系統(tǒng)方