1、題目：牛頭刨床主體機構(gòu)設(shè)計一工作原理及工藝動作過程牛頭刨床是一種用于切削平面的加工機床，它是依靠刨刀的往復(fù)運動和支承并固定工件的工作臺的單向間歇移動來實現(xiàn)對平面的切削加工。刨刀向左運動時切削工件，向右運動時為空回。二原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求1刨刀所切削的工件長度 L=180mm，并要求刀具在切削工件前后各有一段約 0.05L 的空刀行程。每分鐘刨削30 次。2為保證加工質(zhì)量，要求刨刀在工作行程時速度比較均勻。3為提高生產(chǎn)率，刨刀應(yīng)有急回特性，要求行程速比系數(shù) 。三設(shè)計任務(wù)1構(gòu)思刨削主體機構(gòu)運動組成方案，畫出機構(gòu)示意圖。2對所構(gòu)思出的機構(gòu)方案進行論證及評價，選出較佳方案。3詳細設(shè)計所確定的機構(gòu)，按比例

2、繪制出機構(gòu)的運動簡圖。4用“組合式可調(diào)平面連桿機構(gòu)模型”進行組裝試驗。5對機構(gòu)的設(shè)計方案提出改進意見。6撰寫機構(gòu)設(shè)計及實驗組裝說明書。實例：牛頭刨床主體機構(gòu)設(shè)計方案一、構(gòu)思刨削主體機構(gòu)運動組成方案，畫出機構(gòu)示意圖由上設(shè)計要求可知，刨削主體機構(gòu)系統(tǒng)的特點是，在運動方面，有曲柄的回轉(zhuǎn)運動變換成具有急回特性的往復(fù)直線運動，且要求執(zhí)行件行程較大，速度變換平緩；在受力方面，由于執(zhí)行件（刨刀）受到較大的切削力，故要求機構(gòu)具有較好的傳力特性。根據(jù)對牛頭刨床主體刨削運動特性的要求，可以列出以下幾個運動方案，如圖 1 所示。圖 1 刨削主體機構(gòu)運動組成方案二、對所構(gòu)思出的機構(gòu)方案進行論證及評價，選出較佳方案）采

3、用偏置曲柄滑塊機構(gòu)。結(jié)構(gòu)最為簡單，能承受較大載荷，但其存在有較大的缺點。一是由于執(zhí)行件行程較大，則要求有較長的曲柄，從而帶來機構(gòu)所需活動空間較大；二是機構(gòu)隨著行程速比系數(shù) K 的增大，壓力角也增大，使傳力特性變壞。方案（）由曲柄搖桿機構(gòu)與搖桿滑塊機構(gòu)串聯(lián)而成。該方案在傳力特性和執(zhí)行件的速度變化方面比方案（）有所改進，但在曲柄搖桿機構(gòu) ABCD 中，隨著行程速比系數(shù) K 的增大，機構(gòu)的最大壓力角仍然較大，而且整個機構(gòu)系統(tǒng)所占空間比方案（）更大。方案（c）由擺動導(dǎo)桿機構(gòu)和搖桿滑塊機構(gòu)串聯(lián)而成。該方案克服了方案（）的缺點，傳力特性好，機構(gòu)系統(tǒng)所占空間小，執(zhí)行件的速度在工作行程中變化也較緩慢。）由擺動

4、導(dǎo)桿機構(gòu)和齒輪齒條機構(gòu)組成。由于導(dǎo)桿作往復(fù)變速擺動，在空回形成中導(dǎo)桿角速度變化劇烈，雖然回程中載荷不大，但齒輪機構(gòu)會受到較大的慣性沖擊，而且在工作行程開始也會突然受到較大切削力的沖擊，由此容易引起輪齒的疲勞折斷，而且還會引起噪音和振動。此外，扇形齒輪和齒條的加工也較為復(fù)雜，成本較高。）由凸輪機構(gòu)和搖桿滑塊機構(gòu)所組成。由于凸輪與搖桿滾子也為高副接觸，在工作行程開始也會突然受到較大切削力沖擊，由此引起附加動載荷，致使凸輪接觸表面的磨損和變形加劇。當(dāng)然，此方案的優(yōu)點是：容易通過凸輪輪廓設(shè)計來保證執(zhí)行件滑塊在工作行程中作勻速運動。比較以上五種方案，從全面衡量得失來看，方案(c)作為刨削主體機構(gòu)系統(tǒng)較為

5、合理。三、詳細設(shè)計所確定的機構(gòu)，按比例繪制出機構(gòu)的運動簡圖圖 2 刨削主體機構(gòu)（六桿導(dǎo)桿機構(gòu)）設(shè)計圖1根據(jù)運動設(shè)計要求（K=2），可得到該機構(gòu)的極位夾角 為2由導(dǎo)桿機構(gòu)的運動特性可知，導(dǎo)桿的角行程=60o，由此可得到導(dǎo)桿的兩個極限位置CD1和 CD2。3根據(jù)運動要求，可得到刨刀的行程 H為由此可確定鉸鏈 D的相應(yīng)位置D1和 D2（D1和 D2兩點的水平距離為H）。4為使機構(gòu)在運動過程中具有良好的傳力特性，特要求設(shè)計時使得機構(gòu)的最大壓力角具有最小值，因此經(jīng)分析得出：只有將構(gòu)件 5 D1和 D3max具有最小值。5選定機構(gòu)的許用壓力角=30，則構(gòu)件 4的長度為6合理選則固定鉸鏈 AlAC=100

6、mm），則即可確定曲柄 AB的的長度為四、應(yīng)用虛擬樣機仿真軟件進行機構(gòu)的仿真運動模擬及驗證根據(jù)給定的刨削次數(shù)要求（30次/分鐘），得到原動件1的角速度為 1=rad/s。應(yīng)用虛擬樣機仿真軟件（ADAMS）建立上述六桿導(dǎo)桿機構(gòu)的仿真模型，并進行仿真分析，模型及分析結(jié)果見圖 3。圖 3 刨削主體機構(gòu)（六桿導(dǎo)桿機構(gòu)）虛擬仿真模型圖由仿真分析結(jié)果可以看出，刨刀在刨削工件時，刨刀的速度波動不是很大，并滿足大行程的要求。這進一步驗證該方案較優(yōu)。五、用“組合式可調(diào)平面連桿機構(gòu)模型”進行組裝試驗。/view/727db710f18583d04964594e.html課程設(shè)計指導(dǎo)/view/a74a1ad5b1

7、4e852458fb579c.html 壓片/view/00d763294b73f242336c5fae.html/view/daa7f404cc1755270722085c.html 壓片機/jxyl/chapter12/inside_12_04_m.htm/view/0e1a570203d8ce2f00662396.html 半自動鉆床/p-41741772770.html半自動鉆床/view/b322964c2b160b4e767fcf7b.html牛頭刨床/view/076d217c27284b73f2425040.html牛頭刨床/jxyl/chapter12/inside_12_0

8、3_01_m.htm 機械原理課程 /jxylwlkc/chap07/CHAP7/7.3/7.3.html 凸輪連桿機械設(shè)計第八章 組合機構(gòu) 一、機構(gòu)的組合方式1.串聯(lián)式組合：前一級子機構(gòu)的輸出構(gòu)件為后一級子機構(gòu)的輸入構(gòu)件子機構(gòu) 1：構(gòu)件1、25 組成的凸輪機構(gòu)子機構(gòu) 2：構(gòu)件2、34、5 組成的曲柄滑塊機構(gòu)構(gòu)件 2 既是凸輪機構(gòu)的從動件，又是曲柄滑塊機構(gòu)的主動件。2.并聯(lián)式組合：幾個子機構(gòu)共同用一個輸入構(gòu)件，而它們的輸出運動又同時輸入給一個多自由度的子機構(gòu)，從而形成一個自由度為 1 的機構(gòu)系統(tǒng)。子機構(gòu) 1：四桿機構(gòu) （2、3、4 和機架）子機構(gòu) 2：四桿機構(gòu) （6、7、8 和機架）子機構(gòu) 3

9、：五桿機構(gòu) （4、5、8、9 和機架）主動件凸輪帶動子機構(gòu) 1 和子機構(gòu) 2 運動，而子機構(gòu) 1 和子機構(gòu) 2 的輸出運動又同時傳給子機構(gòu) 3，從而使連桿 9 上的 P 點描繪出一條工作所要求的運動軌跡。反饋式組合：多自由度子機構(gòu)的一個輸入運動是通過單自由度子機構(gòu)從該多自由度機構(gòu)的輸出構(gòu)件回授的。子機構(gòu) 1：蝸桿1 和蝸輪2 組成的自由度為 1 的蝸輪蝸桿機構(gòu)子機構(gòu) 2 2和推桿3 組成的自由度為 1 的移動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)。蝸桿 1 的一個輸入運動（沿軸線方向的移動）是通過凸輪機構(gòu)從蝸輪 2 回授的。復(fù)合式組合：由一個或幾個串聯(lián)的基本機構(gòu)去封閉一個具有兩個或多個自由度的基本機構(gòu)。子機構(gòu)

10、 1：1、4、5 組成的自由度為1 的凸輪機構(gòu)子機構(gòu) 2：1、2、3、5 組成的自由度為 2 的五桿機構(gòu)構(gòu)件 1 為主動件，C 點的運動是構(gòu)件 1 和構(gòu)件 4 運動的合成。* 與串聯(lián)機構(gòu)的區(qū)別與聯(lián)系：子機構(gòu)1 和子機構(gòu)2 組成關(guān)系是串聯(lián)，但子機構(gòu) 2 的輸入運動并不完全是子機構(gòu) 1 的輸出運動。與并聯(lián)機構(gòu)的區(qū)別與聯(lián)系：C 點的輸出運動是兩個輸入運動的合成，但這兩個輸入運動一個來自子機構(gòu) 1，而另一個來自主動件。二、組合機構(gòu)概念用一種機構(gòu)去約束和影響另一個多自由度機構(gòu)所形成的封閉式機構(gòu)，或由幾種基本機構(gòu)有機聯(lián)系、互相協(xié)調(diào)和配合所組成的機構(gòu)系統(tǒng)。子機構(gòu)：組合機構(gòu)中的單個基本機構(gòu)稱為組合機構(gòu)的子機構(gòu)

11、基礎(chǔ)機構(gòu)：在組合機構(gòu)中，自由度大于1 的差動機構(gòu)稱為組合機構(gòu)的基礎(chǔ)機構(gòu)。附加機構(gòu)：自由度為1的基本機構(gòu)稱為組合機構(gòu)的附加機構(gòu)。組合機構(gòu)可以是同類基本機構(gòu)的組合（如輪系一章中所介紹的封閉式差動輪系就是這種組合機構(gòu)的特例），更多的是不同類型基本機構(gòu)的組合。 一、凸輪-連桿組合機構(gòu)1、實現(xiàn)復(fù)雜運動軌跡的凸輪-連桿組合機構(gòu)例 1：平板印刷機吸紙機構(gòu)基礎(chǔ)機構(gòu)：自由度為2的五桿機構(gòu)附加機構(gòu)：兩個自由度為1 的擺動從動件凸輪機構(gòu)固連在一起的凸輪 1 和 1轉(zhuǎn)動時，推動從動件 2、3 分別按和的運動規(guī)律運動，并將這兩個運動輸入五桿機構(gòu)的兩個連架桿，從而使固結(jié)在連桿 5 上的吸紙盤 P 走出一個矩形軌跡，完成吸

12、紙和送紙動作。例 2 刻字、成形機構(gòu) 2的四桿四移動副機構(gòu)（構(gòu)件234 和機架組成，稱為十字滑塊機構(gòu)）附加機構(gòu)：兩個自由度為1 的凸輪機構(gòu)槽凸輪 1、桿件 2 和機架組成槽凸輪 1、桿件 3 和機架組成槽凸輪 1 和 1固結(jié)在一根軸上，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動時，其上的曲線凹槽將通過滾子推動從動件 2、3 分別在 X 軸、Y 軸上移動，從而使桿 2 和桿 3 組成移動副的十字滑塊 4 上的 M點描繪出一條復(fù)雜的軌跡。凸輪槽的形狀決定了滑塊 M 點的運動軌跡。2、實現(xiàn)復(fù)雜運動規(guī)律的凸輪-連桿組合機構(gòu)例 1：基礎(chǔ)機構(gòu)：自由度為2的五桿機構(gòu)（構(gòu)件 1、2、3、4、5 組成）附加機構(gòu)：槽凸輪機構(gòu)（1、5、6）只要適

13、當(dāng)?shù)卦O(shè)計凸輪的輪廓曲線，就能使從動滑塊 3 按照預(yù)定的復(fù)雜規(guī)律運動。例 2：基礎(chǔ)機構(gòu)：自由度為2的旋轉(zhuǎn)四桿機構(gòu)（構(gòu)件 1、2、3、4 和機架組成）附加機構(gòu)：槽凸輪機構(gòu)當(dāng)主動件 1 等速回轉(zhuǎn)時，裝在桿件 2、3 鉸接點 C 處的滾子 6 將沿著固定凸輪 5 的凹槽運動，迫使主動件 1 和桿件 2 之間的夾角 發(fā)生變化。因此，從動件 4 的運動將是主動件 1 的運動和因 角變化而使從動件 4 獲得的附加運動的疊加。凸輪-連桿組合機構(gòu)，既發(fā)揮了兩種基本機構(gòu)的特長，又克服了它們各自的局限性。單一的連組合后，既實現(xiàn)了從動件整周回轉(zhuǎn)，又準確地實現(xiàn)了工作要求的預(yù)定運動規(guī)律，在工程實際中，獲得了日益廣泛的應(yīng)用

14、。二、齒輪-連桿組合機構(gòu)實現(xiàn)復(fù)雜運動軌跡的齒輪-連桿組合機構(gòu)基礎(chǔ)機構(gòu)：自由度為2的連桿機構(gòu)附加機構(gòu)：自由度為1的齒輪機構(gòu)例 1：圖8-9 所示基礎(chǔ)機構(gòu)：自由度為2的五桿機構(gòu)（由構(gòu)件 1、2、3、4、5 組成）附加機構(gòu)：定軸輪系、4、5改變兩輪的傳動比、相對相位角、和各桿長度時，連桿上 M 點可描繪出不同的軌跡。例 2- 8-10）基礎(chǔ)機構(gòu)：五桿機構(gòu)ABCDE附加機構(gòu)：定軸輪系（由齒輪1、2、3 組成）主動輪 1 轉(zhuǎn)動時，同時帶動齒輪23 ABCDE 使連桿上的 M 點描繪出復(fù)雜軌跡。調(diào)節(jié)兩曲柄 AB、DE 的相位角，可方便地改變 M 點的軌跡，以滿足軋制工藝要求。實現(xiàn)復(fù)雜運動規(guī)律的齒輪-連桿組

15、合機構(gòu)基礎(chǔ)機構(gòu)：自由度為2的差動輪系附加機構(gòu)：自由度為1的連桿機構(gòu)*最具特色的是用曲柄搖桿機構(gòu)來封閉自由度為 2 的差動輪系而形成的齒輪-連桿機構(gòu)（圖8-11），有兩輪式、三輪式和多輪式幾種組合。圖 8-11a)的基礎(chǔ)機構(gòu)是由齒輪 52和系桿 1 123、4 組成的四桿機構(gòu)。由于故運動說明：當(dāng)曲柄 1 勻速轉(zhuǎn)動時，從動輪 5 作非勻速轉(zhuǎn)動。改變四桿機構(gòu)各構(gòu)件的尺寸和兩輪齒數(shù)，可使從動輪5 獲得各種不同的運動規(guī)律，在某些條件下，從動輪可以實現(xiàn)瞬時停歇。圖 c)所示的三輪式齒輪-連桿機構(gòu)，其基礎(chǔ)機構(gòu)為齒輪56 和桿 3 組成的自由度為 2 的差動輪系，附加機構(gòu)為桿件 1、2、3、4 組成的自由度為

16、 1 的四桿機構(gòu)。由圖 8-12 可知，則瞬心 的位置與 A、D 之間的位置有關(guān)。當(dāng)，在主動輪轉(zhuǎn)一周時， 先從 AB 延長線上某點逐漸移到 AD 之間，然后再回到AD 延長線上，從動輪6 改變兩次轉(zhuǎn)向，有兩次停歇。當(dāng)時，在主動輪轉(zhuǎn)一周時， 總是落在 AD 延長線上，從動輪轉(zhuǎn)向不變，只作周期性的增、減速運動；當(dāng) 時，主動輪轉(zhuǎn)一周， 先從 AB 延長線上某點逐漸移到 A 點，然后返回原處，從動輪只有一次瞬時停歇。利用這一特性，可將其用作停歇時間很短的步進機構(gòu)。*實現(xiàn)復(fù)雜運動規(guī)律的行星式齒輪-連桿組合機構(gòu)當(dāng)齒數(shù)比，C 點運動為三條內(nèi)擺線 cc AB 桿轉(zhuǎn)過 ，滑塊3 處于近似停歇狀態(tài)。三、凸輪-齒輪

17、機構(gòu)例 1基礎(chǔ)機構(gòu)：自由度為2的差動輪系（齒輪 1、行星輪 2、系桿 H）附加機構(gòu)：自由度為1的凸輪機構(gòu)（擺動從動件凸輪機構(gòu)）當(dāng)輸入構(gòu)件系桿 H 轉(zhuǎn)動時，帶動行星輪 2 的軸線作周轉(zhuǎn)運動。由于行星輪 2 上的滾子 3 置于固定凸輪 4 的槽中，凸輪廓線將迫使行星輪 2 相對于系桿 H 1 輸出運動就是系桿 H 的運動與行星輪相對于系桿的運動之合成。故當(dāng) 為常數(shù)時，改變凸輪 4 的廓線形狀，即可改變行星輪 2 相對于系桿 H 的運動，即可得到不同的輸出運動 ，當(dāng)凸輪的某段廓線滿足時，從動輪在這段時間內(nèi)處于停歇狀態(tài)。因此，利用該組合機構(gòu)可以實現(xiàn)具有任意停歇時間的間歇運動。*凸輪-齒輪組合機構(gòu)多用來

18、使從動件產(chǎn)生多種復(fù)雜運動規(guī)律的轉(zhuǎn)動，使輸出軸按一定的運動規(guī)律作周期性的增速、減速、反轉(zhuǎn)和步進運動；也可使從動件實現(xiàn)具有任意停歇時間的間歇運動；還可實現(xiàn)機械傳動校正裝置中所要求的特殊的補償運動。例 2 圖 8-15 所示的滾齒機工作臺校正機構(gòu)基礎(chǔ)機構(gòu)：中心輪2、行星輪3 和系桿 H 組成的差動輪系附加機構(gòu)：凸輪4 和擺桿3組成的擺動從動件凸輪機構(gòu)輸入構(gòu)件：齒輪 2輸出構(gòu)件：蝸桿 1 一、并聯(lián)式組合機構(gòu)1、機構(gòu)特點：原動件的運動同時輸入給 個單自由度的附加機構(gòu)，而這些附加機構(gòu)的輸出運動又同時輸入給一個自由度為 的基礎(chǔ)機構(gòu)，再合成為一個運動輸出。通常。2、設(shè)計要點根據(jù)工件要求實現(xiàn)的運動規(guī)律或軌跡，選

19、擇一合適的多自由度機構(gòu)；分析該多自由度機構(gòu)的輸出運動與輸入運動之間的關(guān)系；并根據(jù)該多自由度機構(gòu)的特點，選擇和設(shè)計合適的附加機構(gòu)。設(shè)計實例鐵板輸送機構(gòu)為例，說明這類組合機構(gòu)的設(shè)計思路和方法?；A(chǔ)機構(gòu)：齒輪2、4 及系桿 H 組成的自由度為 2 的差動輪系附加機構(gòu)：齒輪機構(gòu)、2 和曲柄搖桿機構(gòu) ABCD齒輪 1 和桿 AB 固結(jié)在一起，桿 CD 與系桿 H 是一個構(gòu)件。在主動曲柄 AB（齒輪 1）等速轉(zhuǎn)動一周的時間內(nèi)，從動齒輪 4 按下述規(guī)律運動：當(dāng)曲柄開始轉(zhuǎn)過時，齒輪 4 停歇不動，以等待剪切機構(gòu)將鐵板剪斷；在主動曲柄轉(zhuǎn)過一周中其，這時剛好將鐵板輸送到所要求的長度。且為了提高傳動的余角度時，輸出

20、構(gòu)件 4 轉(zhuǎn)過效率，要求四桿機構(gòu)的最小傳動角大于 。在齒輪 2、3、4 及系桿 H 組成的差動輪系中：則在齒輪 1、2 組成的定軸輪系中：故或上式可見：齒輪 4 的輸出運動為構(gòu)件 1 和系桿 H 的運動之合成。欲使主動齒輪 1 從某瞬時開始轉(zhuǎn)過時構(gòu)件 4 此式反映了該組合機構(gòu)中四桿機構(gòu)的主、從動桿之間的傳動關(guān)系。欲使從動齒輪 4 能實現(xiàn)停歇，就必須設(shè)計出一個能滿足上式的曲柄搖桿機構(gòu)。該組合機構(gòu)的設(shè)計步驟如下：確定齒數(shù) 和設(shè)主動輪 1 轉(zhuǎn)一周的時間為 T，將上式兩邊積分后得：今要求當(dāng)齒輪 1 轉(zhuǎn)一周時，齒輪 4 轉(zhuǎn)，因此：選取則確定齒數(shù) 和假定齒輪 2 固定不動，差動輪系就變成了以系桿 H 為輸入構(gòu)件，中心輪 4 為輸出構(gòu)件的行星輪系了。則得確定曲柄搖桿機構(gòu)的尺寸今選取得由同心條件得得曲柄搖桿機構(gòu)需同時滿足三個條件：曲柄 AB 轉(zhuǎn)過期間內(nèi)，每一瞬時主、從動件要滿足公式主動桿 AB 能做整周回轉(zhuǎn)最小傳