机械课程设计_牛头刨床主传动机构运动分析_雾.doc

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1、机 械 原 理 课 程 设 计牛头刨床主传动机构设计设计者: 学号:专业:机械设计制造及其自动化班级:指导教师:设计时间:11. 工作原理及工艺动作过程牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床,如图1所示。电动机经皮带和齿轮传动(图中未画出),带传动曲柄2和固结在其上的凸轮8.刨床工作时,曲柄2主动,经经导杆1-2-3-4-5-6传动,将曲柄2的旋转运动变换为刨头(刨刀)6的往复直线运动,实现切削运动。刨头右行时,刨刀切削工件7,称为工作行程,该行程在前、后各有一段0.05H的空刀距离,工作行程要求刨刀运动速度慢且在切削工件时近似为匀速,以提高切削质量;刨头左行时,刨刀不切削工件,称为空回程,该行

2、程要求刨刀运动速度快,以提高生产率。刨刀每削完一次,利用回程的时间,经凸轮机构1-8-9、铰链四杆机构1-9-10-11和棘轮1-11-12带动螺旋机构(图中未画出)运动,使工作台连同工件在垂直纸面方向作一次简写进给运动,以便继续切削。图12. 原始数据牛头刨床主传动机构的设计数据曲轴转速n=55r/min刨刀工作行程H=380mm行程速比系数K=1.4lo1o2=400mm3. 设计要求a.设计一机构将转动变换为移动,以实现刨刀的要求;b.机构在运动过程中具有良好的传力性能。4. 设计内容a.根据牛头刨床的工作原理,确定主传动机构的方案;b.根据题目给定的数据进行机构的运动设计,以便确定机构

3、的运动尺寸;c.分析所设计的机构是否满足设计要求,包括运动连续性分析和运动过程中刨头的压力 角分析等; d.机构的运动分析,即分析刨刀的位移、速度和加速度;e.绘制一张设计结果图(3号图纸)。作图要求仔细认真,做到正确、整洁。机构的任意一个位置用粗实现表示,二个极限位置用虚f.线表示,其他辅助线用昔时贤表示。图上还应注明比例尺、安装尺寸及必要的说明符号;g.整理设计说明书。5. 设计方案(1) 机构简图及数据n=55 r/min (2=5.7596 rad/s) H=380mm K=1.4 lo1o2=400mm 所设计的牛头刨床主传动机构运动简图如图2所示。图2(2) 运动分析 图二 曲柄导

4、杆机构(1-2-3-4)运动分析(参考解图3):图3由解图3-2中封闭向量多边形得: 将上式各相量投影到x、y轴上得: 由、式可得: 、式对时间求一阶导得: 联立、式化简得: 、式对时间求二阶导得: 联立、式化简得: 导杆滑块机构(1-4-5-6)运动分析(参考解图3): 由解图3-2中封闭向量多边形得: 将上式各相量投影到x、y轴上得: 由、式可得: 、对时间求一阶导得: 联立、式化简得: 、对时间求二阶导得: 联立、式化简得: 运动分析结果 将以上已知尺寸和参数作为固定参量放在excel表的第2行,第3行A、B、C列分别键入,从第4行开始计算数据:A4格=0;A5格=A4+5,之后利用ex

5、cel的本列自动递加复制功能,在A列个格中构造间隔为的值。依次按公式进行编辑:4在B4格编入=DEGREES(ATAN($D$2*SIN(RADIANS(A4)+$B$2)/($D$2*COS(RADIANS(A4)lA在C4格编入=($D$2*SIN(RADIANS(A4)+$B$2)/(SIN(RADIANS(B4)4在D4格编入=($L$2*$D$2*COS(RADIANS(A4-B4)/C4vA在E4格编入=-$L$2*$D$2*SIN(RADIANS(A4-B4)4在F4格编入=-(2*D4*E4+($L$22)*$D$2*SIN(RADIANS(A4-B4)/C45在G4格编入=D

6、EGREES(ASIN($J$2-$F$2*SIN(RADIANS(B4)/$H$2)lC在H4格编入=$F$2*COS(RADIANS(B4)+$H$2*COS(RADIANS(G4)SC在I4格编入=($D$2*$F$2/$B$2)+SQRT($H$22-($J$2-($F$2/$B$2)*SQRT($B$22-$D$22)2)-H4-H4vC在J4格编入=-(D4*$F$2*SIN(RADIANS(B4-G4)/$H$2*COS(RADIANS(G4)在K4格编入=-(D4*$F$2*COS(RADIANS(B4)/$H$2*COS(RADIANS(G4)aC在L4格编入=-(F4*$F

7、$2*SIN(RADIANS(B4-G4)+D42*$H$2*COS(RADIANS(B4-G4)+K42*$H$2)/COS(RADIANS(G4)上面表达式中$F$2、$H$2等表示不随行号变化的常数。 运动分析结果牛头刨床主运动机构的运动分析结果见附表二。机构的压力角大小等于的值。,由附表可以得出,有很好的传力性能;该方案中,若极位压力角,中位压力角;若,极位压力角,中位压力角,所以应选择,才可以满足有较小的压力角,从而提高机构的传力性能。*参考文献 机械原理课程设计指导书、交大城市学院、2011年6月 机械原理及机械设计、诸文俊 钟发祥主编、西北大学出版社、2009年注:相关Excel表格在百度文库搜索 :“牛头刨床主传动机构运动分析图_雾”“牛头刨床主传动机构运动分析表_雾” 按指导书修改所使用的相关数据即可

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