個人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用目錄一、概述-----------------------------------------------------------------1§1.1、課程設(shè)計的目的----------------------------------------------------1§1.2.、課程設(shè)計的任務(wù)---------------------------------------------------1二、課程設(shè)計的要求--------------------------------------------------1§、牛頭刨床簡介------------------------------------------------------12.1§2.2導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計的相關(guān)數(shù)據(jù)和圖形----------------2§2.3凸輪機構(gòu)設(shè)計的相關(guān)數(shù)據(jù)和要求----------------------------3§2.4齒輪機構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)和要求------------------------------------4三、導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計的相關(guān)數(shù)據(jù)和圖形-----------------------------5§3、1導(dǎo)桿設(shè)計數(shù)據(jù)-----------------------------------------------------5§3、2導(dǎo)桿機構(gòu)的運動分析-------------------------------------------6§3、3機構(gòu)位置2和6的運動簡圖----------------------------------6§3、4導(dǎo)桿的速度和加速度分析-------------------------------------7四、凸輪機構(gòu)設(shè)計-----------------------------------------------------10§4、1凸輪機構(gòu)設(shè)計的相關(guān)數(shù)據(jù)和要求-----------------------------10§4、2凸輪相關(guān)數(shù)據(jù)的計算--------------------------------------------10§4、3凸輪的相關(guān)數(shù)據(jù)--------------------------------------------------12§4、4凸輪的CAD畫法及圖形-----------------------------------------13五、齒輪機構(gòu)設(shè)計------------------------------------------------------14§5、1齒輪機構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)和要求-------------------------14§5、2齒輪機構(gòu)設(shè)計分析-----------------------------------------------15六、課程設(shè)計的心得體會---------------------------------------------18七、設(shè)計參考文獻(xiàn)------------------------------------------------------20個人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用一、概述1、1）課程設(shè)計的目的：機械原理課程設(shè)計的高等院校機械類學(xué)生第一次全面的機械設(shè)計和分析的訓(xùn)練，是本課程的一個重要教案環(huán)節(jié)。起目的在于進(jìn)一步加深學(xué)生所學(xué)的理論知識，培養(yǎng)學(xué)生的獨立解決有關(guān)課程實際問題的能力，使學(xué)生對于機械運動學(xué)分析和設(shè)計有一個比較完整的概念，具備計算，和使用科技資料的能力。并進(jìn)一步培養(yǎng)解決實際問題的能力。2、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(jìn)行運動分析，并根據(jù)給定的機器的工作要求和相關(guān)數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計，并進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的計算和驗算，在滿足要求的情況下，按照課程設(shè)計任務(wù)，繪制必要的圖紙，編寫說明書等。二、課程設(shè)計要求2、1）牛頭刨床簡介：牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機床，如圖一，電動機經(jīng)皮帶和齒輪傳動，帶動曲柄2和固接在其上的凸輪8。刨床工作時，由導(dǎo)桿機構(gòu)2-3-4-5-6帶動滑枕6和刨刀7作往復(fù)運動。要求工作行程時，滑枕6應(yīng)速度較低，且近似等速移動，而空回行程時，滑枕具有較高速度，實現(xiàn)快速返回。 另外，齒輪等速轉(zhuǎn)動時，通過四桿機構(gòu)帶動棘輪 G轉(zhuǎn)動。棘輪與絲桿相連，實現(xiàn)自動進(jìn)刀。刨床機構(gòu)在一個工作循環(huán)內(nèi)，主軸速度波動很大，為此，常采用飛輪調(diào)整速度波動。個人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用2、2>導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計的相關(guān)數(shù)據(jù)和圖形符號n2KHL0204LBC/LO4B方案r/minmmmm4801.76505000.28<1）導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計應(yīng)根據(jù)連桿 5傳力給滑枕的最有利條件確定擺動導(dǎo)桿長度和滑枕導(dǎo)路X—X的位置，即曲柄和擺桿轉(zhuǎn)動副連線應(yīng)垂直于導(dǎo)路 X—X，且X—X應(yīng)位于擺桿端點所畫圓弧高的平分線上。 <2）作機構(gòu)運動位置圖。以滑枕 6的左極限位置時曲柄的位置作為起始點 1，每隔30°取一個位置，共 12個位置。每個小組的每一個人分配一個位置

<特殊位置除外）作運動分析，繪速度多邊形和加速度多邊形。

<3

）以刨頭左極限點為基點，收集

12個位置測量出的位移，繪出刨頭位移線圖。

<4）分析連桿機構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成

<拆分桿組），并說明該機構(gòu)的級別。個人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用2、3）凸輪機構(gòu)設(shè)計的相關(guān)數(shù)據(jù)和要求：參數(shù)

LO9

運動規(guī)律方案

度

度 毫

M

度 度

度

推程

回程2

20 40/60

135 150

40 120

等加等減

余弦加速根據(jù)牛頭刨床導(dǎo)桿機構(gòu)結(jié)構(gòu)選定凸輪軸徑<范圍25～40mm）。凸輪基圓直徑大于或等于軸徑的<1.6～2）倍；凸輪滾子半徑等于基圓半徑的<0.1～0.5）倍；繪制凸輪機構(gòu)從動件位移、速度、加速度線圖；根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理繪制凸輪輪廓。個人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用2、4）齒輪機構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)和要求：參數(shù) Z1 Z2 m(mm> (度>方案2 14 56 12 20要求齒輪不根切，且實際中心距的尾數(shù)取為 0或5，設(shè)計該傳動并完成計算和驗算；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B2、B1和嚙合極限點N1、N2，并注明單齒嚙合區(qū)和雙齒嚙合區(qū)；用圖上量取的實際嚙合線段 B2B1確定重合度，并與公式計算值進(jìn)行比較。個人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用個人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用三、導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計的相關(guān)數(shù)據(jù)和圖形3、1）設(shè)計數(shù)據(jù)：符號n2KHLO2OLBC/LO4B方案4r/mmmmmm1601.54805500.252601.87304500.353641.55004300.324801.76505000.285901.65804000.3061201.86504000.4071001.65705500.363、2）導(dǎo)桿機構(gòu)的運動分析已知：曲柄每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) n2，各構(gòu)件尺寸及重心位置，且刨頭導(dǎo)路 x-x位于導(dǎo)桿端點B所作的圓弧高的平分線上。要求：做機構(gòu)的運動簡圖，并作機構(gòu)兩位置的速度、加速度多邊形以及刨頭的運動線圖。以上內(nèi)容與后面的動靜力分析一起畫在 1號圖紙上。曲柄位置圖的作法為取1和8’為工作形成起點和終點對應(yīng)的曲柄位置，1和7’為切削起點和終點所對應(yīng)的位置，其余2，312等，是由位置1起順v2方向?qū)⑶鷪A周作12等分的位置。3、3>機構(gòu)位置2和6的運動簡圖個人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用3、4）導(dǎo)桿的速度和加速度分析1、選擇表Ⅰ中方案Ⅱ。2、曲柄位置“2”做速度分析，加速度分析 <列矢量方程，畫速度圖，加速度圖）取曲柄位置“2”進(jìn)行速度分析。取構(gòu)件3和4的重合點A進(jìn)行速度分析。有ω2=2×3.14×64/60=6.67rad/s其轉(zhuǎn)向為順時針方向。列速度矢量方程，得υA4=υA3+υA4A3大小? √?方向⊥O4A⊥O2A∥O4B取速度極點P，速度比例尺μv=0.01(m/s>/mm，作速度多邊形如圖。\圖1-1個人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用則由圖1-1知，υA4=pa4·μv=0.005m/s方向p→a4υA4A3=a3a4·μv=0.006m/s方向a3→a4ω=υ/l ·μ=0.2rad/s4 A4 O4A l其轉(zhuǎn)向為順時針方向。取5構(gòu)件為研究對象，列速度矢量方程，得υC=υB5+υCB5大小? √ ?方向∥XX ⊥O4B⊥BC其速度多邊形如圖 1-1所示，有υ·μ=0.01m/s方向→C=pcvpcυ=bc·μ=0.002m/s方向b5→cCB55v取曲柄位置“2”進(jìn)行加速度分析.取曲柄構(gòu)件3和4的重合點A進(jìn)行加速度分析.列加速度矢量方程,得n+aA4t=aA3+aA4A3k+aA4A3raA4=aA4大小?√?√√?方向?A→O⊥OBA→O⊥OB<向右）∥OB44244an=ω2×l·μ=0.01m/s2A44O4AlaA3=ω2×l·μ0.67m/s22O2Al=ak=2ωυ=0.0048m/s2A4A34A4A3方向a3′→k取曲柄構(gòu)件3和4的重合點A進(jìn)行加速度分析.列加速度矢量方程,得n+aA4t=aA3+aA4A3k+aA4A3raA4=aA4大小?√?√√?方向?A→O⊥OBA→O⊥OB<向左）∥O4B4424aA4n=ω42×lO4A·μl=0.01m/s2個人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用方向p′→nω22方向p′→aaA3=2×lO2A·μl=0.67m/s3′k=2ωυ·μ2方向a′→kaA4A34A4A3v=0.0048m/s3取加速度極點為 P＇,加速度比例尺μ=0.1<m/s2）/mm,作加速度多邊形圖a圖1-2則由圖1─2知，aA4t=n1·a4′·μa=0.04m/s2方向n→a4′aA4A3r=ka4′·μa=0.055m/s2方向k→a4′αt2/lO4A·μl=0.16rad/s4=aA4轉(zhuǎn)向為逆時針方向。′·μ2方向p′→aaA4=pa′4a=0.043m/s4′aA4A3=a3′·a4′·μ2方向aa=0.065m/s3′→a4′取5構(gòu)件的研究對象，列加速度矢量方程，得aC=aBn+aBτ+aCBn+aCBτ大小?√√√?方向 ∥xxB→A⊥ABC→B⊥BC個人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用其加速度多邊形如圖 1─1所示，有aB=pb′·μa=0.1m/s2a t=n ′·μ=0.08m/s2CB 2C aaC=pC′·μa=0.05m/s2四、凸輪機構(gòu)設(shè)計4、1）凸輪機構(gòu)設(shè)計的相關(guān)數(shù)據(jù)和要求參數(shù)LO9運動規(guī)律方案度度毫M度度度推程回程22040/6013515040120等加等減余弦加速根據(jù)牛頭刨床導(dǎo)桿機構(gòu)結(jié)構(gòu)選定凸輪軸徑<范圍25～40mm）。凸輪基圓直徑大于或等于軸徑的<1.6～2）倍；凸輪滾子半徑等于基圓半徑的<0.1～0.5）倍；繪制凸輪機構(gòu)從動件位移、速度、加速度線圖；根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理繪制凸輪輪廓。根據(jù)要求和相關(guān)數(shù)據(jù)，根據(jù)牛頭刨床導(dǎo)桿機構(gòu)結(jié)構(gòu)選定凸輪軸徑<范圍25～40mm）。凸輪基圓直徑大于或等于軸徑的<1.6～2）倍，取基圓直徑30mm；凸輪滾子半徑等于基圓半徑的<0.1～0.5）倍，取滾子半徑為基圓半徑的0.5倍即6mm。繪制凸輪機構(gòu)從動件位移、速度、加速度線圖；根據(jù)凸輪的各個已知尺寸可計算得到凸輪在推程、遠(yuǎn)休止階段、回程以及近休止階段的各個位移、速度以及加速度：可設(shè)基圓半徑r=30mm滾子半徑r1=6mm4、2）凸輪相關(guān)數(shù)據(jù)的計算推程段為等加速等減速運動規(guī)律，其運動方程如下：等加速推程段：s=ν=a=等減速推程段：s= /ν=a=個人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用回程段為余弦加速運動規(guī)律，其運動方程如下：s= /2ν=a=根據(jù)以上公式可求的速度、加速度和位移。推程階段凸輪轉(zhuǎn)過角度150度，分為10份，每份15度，則可以有公式得到各個對應(yīng)位置的速度、加速度和位移，所得結(jié)果如下：根據(jù)運動規(guī)律方程求出推桿位移 s，速度v和加速度a：δsva0°00015°0.93770.785560.3290630°3.75081.571130.3290645°8.43932.35670.3290660°15.00323.142260.3290675°23.44253.92780.3290690°31.88183.14226-0.32906105°38.44572.3567-0.32906120°43.13421.57113-0.32906135°45.94730.18556-0.32906150°46.8850-0.32906165°46.88500180°46.88500190°46.88500210°43.7443-1.92807-0.54933230°35.1638-3.3395-0.3172250°23.4425-3.85610270°11.7213-3.33950.3172290°3.1407-1.928070.54933310°000.6343330°000個人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用360° 0 0 04、3）凸輪的相關(guān)數(shù)據(jù)圖形4、3、1）、位移S的數(shù)據(jù)圖4、3、2）速度V的數(shù)據(jù)圖個人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用4、3、3）加速度a的數(shù)據(jù)圖4、4）凸輪的CAD畫法及圖形凸輪若順時針轉(zhuǎn)動，則用反轉(zhuǎn)發(fā)將擺桿逆時針旋轉(zhuǎn)。推程階段每 15度取一個位置，共取 10個位置，用反轉(zhuǎn)法將其在各個位置的位置標(biāo)出，所得的輪廓線為理論闊個人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用線。在遠(yuǎn)休止階段，半徑保持不變，以轉(zhuǎn)軸中心為圓心畫半徑為46.885mm的圓，遠(yuǎn)休止角40度。此時到達(dá)回程階段，回程階段角度120度，分為每段20度，共六段，每段20度。按同樣的方法畫出回程階段的輪廓線，同樣為理論廓線。這時滾子達(dá)到近休止階段，近休止角50度。以轉(zhuǎn)軸中心為圓心，基圓半徑為半徑畫圓，最后完成凸輪廓線的設(shè)計。根據(jù)數(shù)據(jù)用CAD軟件畫出的圖形如下：個人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用五、齒輪機構(gòu)設(shè)計5、1）齒輪機構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)和要求：參數(shù) Z1 Z2 m(mm> (度>方案2 14 56 12 20要求齒輪不根切，且實際中心距的尾數(shù)取為 0或5，設(shè)計該傳動并完成計算和驗算；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B2、B1和嚙合極限點N1、N2，并注明單齒嚙合區(qū)和雙齒嚙合區(qū)；用圖上量取的實際嚙合線段 B2B1確定重合度，并與公式計算值進(jìn)行比較。Cad作圖如下：個人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用5、2）齒輪機構(gòu)設(shè)計和分析：解讀：由Z12=14Z=56m=12mm標(biāo)準(zhǔn)中心距 a=(Z1+Z2>m/2=420mm由于其尾數(shù)為‘0’，故應(yīng)取其值，由相關(guān)知識可得，兩個齒輪應(yīng)采用等變位傳動。則Xmin1=個人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用Xmin2=在給X1X2取值是應(yīng)滿足 X1+X2=0X1 Xmin1X2 Xmin2故取 X1=0.3 X2=-0.3由 r1= =84mm由于是等變位，故 y=0所以重合度由個人資