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1、安徽理工大学机械原理课程设计目 录一、设计题目21、牛头刨床的机构运动简图22、工作原理2二、原始数据3三、机构的设计与分析4 1、齿轮机构的设计4 2、凸轮机构的设计10 3、导杆机构的设计16四、设计过程中用到的方法和原理26 1、设计过程中用到的方法26 2、设计过程中用到的原理26五、参考文献27六、小结28一、设 计 题 目牛头刨床传动机构1、牛头刨床的机构运动简图2、工作原理牛头刨床是对工件进行平面切削加工的一种通用机床，其传动部分由电动机经带传动和齿轮传动z0z1、z1、z2，带动曲柄2作等角速回转。刨床工作时，由导杆机构2、3、4、5、6带动刨刀作往复运动，刨头右行时，刨刀进行
2、切削，称为工作行程；刨头左行时，刨刀不进行切削，称为空回行程，刨刀每切削完一次，利用空回行程的时间，固结在曲柄O2轴上的凸轮7通过四杆机构8、9、10与棘轮11和棘爪12带动螺旋机构（图中未画），使工作台连同工件作一次进给运动，以便刨刀继续切削。二、原 始 数 据设计数据分别见表1、表2、表3.表1 齿轮机构设计数据设计内容齿轮机构设计符号n01d01d02z0z1z1m01m12n2单位r/minmmmmmmmmr/min方案14401003002040103.5860方案144010030016401341064方案14401003001950153.5872表2 凸轮机构设计数据设计内容
3、凸轮机构设计符号LO2O4LO4D020010/r0rr摆杆运动规律单位mmmmmmmm方案15013018452057510708515等加速等减速方案16515015452107010709520余弦加速度方案1601401845215750709018正弦加速度方案15513520452057010759020五次多项式表3 导杆机构设计数据设计内容导杆机构尺度综合和运动分析符号Kn2LO2AHLBC单位r/minmm方案1.46601103200.25LO3B方案1.3964902900.3LO3B方案1.42721154100.36LO3B表4 机构位置分配表位置号 位置组号学生号A
4、BCD11 3 6 8/ 102 5 8 10 7/1/ 4 7 8 101 5 7/ 9 1221/ 4 7 8 111 3 6 8/ 112 5 7/ 9 111/ 3 6 8/ 1132 5 7/ 9 121/ 4 7 9 121 3 6 8/ 122 4 7 8 10三、机构的设计与分析1、齿轮机构的设计已知条件设计内容齿 轮 机 构 设 计符号单位方案144010030016401341064设计内容与步骤（1）计算齿轮的齿数由 （11） 得 （2）选择传动类型 ：按满足不根切、重迭系数、齿顶圆齿厚、节点位于单齿啮合区4个条件从封闭图中选择变位系数 （12）故采用正传动。 ：按满足不
5、根切、重迭系数、齿顶圆齿厚、节点位于单齿啮合区4个条件从封闭图中选择变位系数 （13）故采用负传动。（3）验算不根切最小变位系数 ： （14） 不会发生根切 （15） 不会发生根切 ： （16） 不会发生根切 （17） 不会发生根切（4）计算中心距变动系数（y）和齿顶高降低系数（y） ：由无侧隙啮合方程 （18）得 由表得，则插值： （19） 得 标准中心距为 （110） 实际中心距为 （111） 中心距变动系数为 （112） 齿顶高降低系数为 （113） ：由无侧隙啮合方程 （114）得 由表得，则插值 （115） 得 标准中心距为 （116） 实际中心距为 （117） 中心距变动系数为 （
6、118） 齿顶高降低系数为 （119）（5）计算齿轮的几何尺寸 小齿轮（mm）大齿轮（mm）表3-1 ：小齿轮（mm）大齿轮（mm）表3-2（6）检验齿顶圆齿厚和重迭系数 ： 由渐开线齿廓压力角的定义得： 齿顶圆压力角： （120） （121）小齿轮的齿顶圆齿厚 （122） 大齿轮的齿顶圆齿厚 （123） 重迭系数 （124） 所以，校核满足条件。 ：由渐开线齿廓压力角的定义得： 齿顶圆压力角 （125） （126）小齿轮的齿顶圆齿厚 （127）大齿轮的齿顶圆齿厚 （128）重迭系数 （129） 所以，校核满足条件 。 （7）按比例绘出单、双齿对啮合区：选取比例尺 图中粗实线部分为双齿对啮合区
7、，其余为单齿对啮合区。 图2 ： 选取比例尺 图中粗实线部分为双齿对啮合区，其余为单齿对啮合区。 图32、凸轮机构的设计已知条件设计内容凸 轮 设 计符号摆杆运动规律单位mmmmmmmm方案15013018452057510708515等加速等减速设计内容与步骤（1）计算各分点的角位移值 推程运动阶段 摆杆按等加速运动规律上摆（） （21） 其中，取为一个分度值，则（）07.51522.53037.5（）00.361.443.245.769摆杆按等减速运动规律上摆（） （22） 其中，取为一个分度值，则（）37.54552.56067.575（）9122414.7616.5617.6418回程
8、运动阶段摆杆按等加速运动规律下摆（） （23） 其中，取为一个分度值，则（）05101520253035（）1817.81617.26516.34715.06113.40811.3889摆杆按等减速运动规律下摆（） （24） 其中，取为一个分度值，则（）3540455055606570（）96.6124.5922.9391.6530.7350.1840（2）选取，由作出凸轮的基圆，以凸轮轴心为圆心，以为半径作一圆，摆杆的回转轴心在反转过程中依次所占据的位置即在此圆上，如图所示。（3）用反转法作图绘制凸轮的理论轮廓与实际轮廓，如图所示。（4）由定性分析可知，最大压力角出现在远休止阶段，如图所示。 从图中量得，而摆动推杆，所以 故压力角满足力学条件，符合设计要求。（5）用解析法计算凸轮理论轮廓和实际轮廓，计算值与图解法的相应点的值进行比较，并计算误差。摆杆的初始位置角 （25）滚子中心处D点的直角坐标为 （26） 计算理论轮廓 推程阶段： 点4：， 从图中量得， 误差： 点8：， 从图中量得，误差： 回程阶段：点17：， 从图中量得，误差： 点23：， 从图中量得， 误差： 计算实际轮廓 推程阶段： 点4：， 因为凸轮的工作线为内等距线，所以 从图中量得，误差： 点8：， 因为凸轮的工作线为内等距线，所以 从图中量得，误差： 回程阶段： 点17：，
