工藝夾具畢業(yè)設計61牛頭刨床孫宇萌課程設計

機械原理 課程設計報告 設計 題目 牛頭刨床 （ 大題目 ） 主傳動機構(gòu)（ 小題目 ） 學 院 工學院 專業(yè) 年級 車輛 083 姓名 學號 孫宇萌 0807070410 郭陶 0807070407 指導教師 張云文 （ 2010 年 7月） 中國農(nóng)業(yè)大學教務處制 成績 目錄 一、牛頭刨床簡介 1-1 功能簡介 1-2 設計參數(shù) 1-3 設計任務 二、 整機工作的運動循環(huán)圖 三、減速系統(tǒng) 3-1 減速比 3-2 傳動方案論證 3-3 各級減速比 分配各級減速比 過載保護裝置 3-4 齒輪傳動 四、執(zhí)行機構(gòu) 刨床主傳動機構(gòu) 4-1 運動方案論證 4-2 機構(gòu)運動分析 4-3 機構(gòu)受力分析 主傳動機構(gòu) 設 計總結(jié) 參考文獻 1 檀潤華 .創(chuàng)新設計 TRIZ:發(fā)明問題解決理論 .北京：機械工業(yè)出版社 .2002. 2 檀潤華，苑彩云，張瑞紅，曹東興 .基于技術(shù)進化的產(chǎn)品設計過程研究 .機械工程學報 .2002. (12) 1-5 3 朱孝錄 .中國機械設計大典 4.江西：江西科學技術(shù)出版社 .2001.1568. 一、 牛頭刨床功能簡介 1、 牛頭刨床設計功能簡介 牛頭刨床是一種常用于金屬平面且削加工的機床，如圖 1-1。 電動機 D 經(jīng)減速系統(tǒng) J 減速后將動力分配給傳動系統(tǒng)一、二。傳動系統(tǒng)一把原動件的 轉(zhuǎn)動變?yōu)榕俅驳耐鶑椭本€運動，刨刀安裝在刨頭上。工作行程為切削行程，要求刨刀切削行程速度較低而均勻，以提高切削質(zhì)量。刨刀回程為空行程，可以抬起以免刮傷加工表面，且速度較高，以提高生產(chǎn)效率。刨刀每切削一次進入空行程后，由傳動系統(tǒng)二驅(qū)使工作臺完成一次橫向進給運動（工件安裝在工作臺上），以便刨刀進行再切削 。刨刀在工作行程中受到切削阻力 P 的作用，回程時刨刀可抬起。如圖 1-2，在切削開始和結(jié)束之前，各有一段 H。 的空刀刀矩，而在空行程時沒有切削阻力，一次主軸轉(zhuǎn)速波動較大。為此，在刨床上安裝飛輪一減小速度波動，提高切削質(zhì)量 ，減小電動機容量。 二、 設計參數(shù) 刨刀行程 H=300mm，空刀距 H。 =0.05H； 工作臺進給量 0.3mm/次； 刨頭重量 G=400N； 切削阻力 P=2.5KN； 行程速比系數(shù) K=1.1 速度不均勻系數(shù)值【】 =0.05； 主傳動機構(gòu)許用壓力角【】 =41，輔助傳動機構(gòu)【】 =70； 工作頻率 60 次 /分； 電動機轉(zhuǎn)速 n 電 =1450r/min； 電動機功率儲備系數(shù) =1.5 三、 設計任務 一、設計減速系統(tǒng) 設計減速傳動系統(tǒng)。 電動機轉(zhuǎn)速 n 電 =1450r/min，要減到工作頻率 60 次 /分，試設計傳動方案及各級減速傳 動比的大小 ，繪制傳動簡圖。說明機器的過載保護裝置。 設計齒輪傳動。若減速系統(tǒng)采用了齒輪傳動，按等強度或等壽命原則設計齒輪傳動，繪制齒輪傳動嚙合圖。編寫程序，計算基本幾何尺寸，驗算重合度、小輪齒頂厚度、不根切條件及過渡曲線不干涉條件。 二、設計刨削傳動系統(tǒng) 設計運動方案，繪制機構(gòu)示意圖。 設計機構(gòu)尺寸，繪制機構(gòu)運動簡圖。 機構(gòu)運動分析，打印結(jié)果數(shù)表，繪制輸出構(gòu)件刨刀的位移、速度、加速度圖。 設計飛輪轉(zhuǎn)動慣量，確定電動機功率。 若要對行程 H 進行調(diào)節(jié)，請繪制可調(diào)行程的機構(gòu)簡圖。病就是先形成變化的參數(shù)對機構(gòu)進行運 動分析和受力分析，輸出必要的圖標，得出對比結(jié)論。 二、整機工作的運動循環(huán)圖 三、減速系統(tǒng)的設計 一、 減速比 二、 傳動方案論證 四 刨床主傳動機構(gòu) 4-1 運動方案論證 1. 如圖 1所示執(zhí)行機構(gòu)， F=3*5-2*7=1,自由度為 1，具有確定的運動， 利用曲柄滑塊機構(gòu)帶動刨刀的運動 2. 如圖 2 所示執(zhí)行機構(gòu)， 利用四桿機構(gòu)的急回特性，將曲柄滑塊機構(gòu)鉸接于 連桿之上，帶動刨刀的運動，相對于結(jié)構(gòu) 1來說，在后續(xù)橫向進給機構(gòu)的連接上不夠便利。 3. 如圖 3所示機構(gòu)，利用雙滑塊 的鉸接，以及滑塊與桿之間的移動副連接實現(xiàn)刨刀的運動，但是 1桿的長度確定很復雜且對于機構(gòu)的流暢性有很大影響。 綜上所述，選擇第一種方案作為最終的主傳動機構(gòu)。 4. 機構(gòu)運動尺寸的設計 設計數(shù)據(jù) 導桿機構(gòu)的運動分析 n2 lo2o4 l02A lo4B lBC lo4s4 xs6 ys6 r/min Mm III 72 430 110 810 0.36lo4B 0.5lo4B 180 40 導桿機構(gòu)的動 靜態(tài)分析 G4 G6 P yp Js4 N mm III 220 620 8000 100 1.2 飛輪轉(zhuǎn)動慣量的確定 no z1 zo” z1” Jo2 Jo1 Jo” Jo r/min kg III 0.16 1440 15 19 50 0.5 0.3 0.2 0.2 凸輪機構(gòu)的設計 max lo9D s mm III 15 130 42 75 10 65 4-2 導桿機構(gòu)的運動分析 已知曲柄每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)以及各構(gòu)件尺寸，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 。 曲柄位置的做法為取 1 和 8為工作的起點和終點對應的曲柄位置， 1和 7為切削起點和終點所對應的位置。 1.設計導桿機構(gòu)?；瑝K 6 的導路 x-x 的位置根據(jù)連桿 5 給滑塊 6 的最有利條件來確定位于 B點所畫 圓弧高的平分線上。 2.1） 選取長度比例尺 l=lo2A/o2A，做出機構(gòu)在位置 4的運動簡圖。 分子為構(gòu)件的實際長度，分母為構(gòu)件在圖樣上的尺寸。 2）求 VA和 aA 4A v2A+ v24AA方向： 丄 4 丄 AO2 4 大小： ？ 1 lAO2？ 定出速度比例尺 在圖紙中，取 p 為速度極點，取矢量 pa 代表 v2A,則速度比例尺 v（ m s 1 /mm） v=pav 2A =0.002 ms 1 /mm 作速度多邊形，求出 2 、 4 根據(jù)矢量方程式作出速度多邊形的 pd1 部分，則 v2A(m/s)為 v2A=vpa=0.829m/s 4 = v2A/ l4AO=1.3rad/s 其轉(zhuǎn)向為順時針方向。 4B= 4 l4bO=0.612 m/s B 點速度為4B，方向與 v2A同向 . 列出 C 點速度矢量方程，作圖求解 V6C、 V46BCV6C= 4B+ V46BC方向： 水平 丄 B 4 丄 BC 大?。?？ 4 l4bO？ 通過作圖，確定點速度為 ,輸出構(gòu)件的矢量圖如圖 b V32AA=vbc=0.2909m/s p c VC vpc=1.2207m/s 式中 V32AA 5點速度，方向丄 BC 式中 VC 點速度，方向為 p c。 3） 解待求點的加速度及其相關構(gòu)件的角加速度 列出點加速度矢量方程式 牽連速度為移動時 絕對加速度牽連加速度相對加速度 牽連運動為轉(zhuǎn)動時 絕對加速度牽連加速度相對加速度哥氏加速度 要求點加速度，得先求出點加速度， aA = a An + a A = a2on+ a2o+ aA + a哥方向： ？ 丄 AO2 丄 AO2 丄 大?。?？ 4 2 l4AO？ 2 l2AO0 ? 2 4 v24AA定出加速度比例尺 取 p 為加速度極點， pa代 表 a An ，則加速度比例尺 a（ ms 2 /mm） a=anpaB=0.219 m/s2 /mm (3)作加速度多邊形，求出 a B 、 aA 、 aB 根據(jù)矢量方程圖的 panka 部分，則 a A =aa a=0.7949 m/s2 aA =aka=6.247m/s2 aA =apa=0.519 rad/s2 方向為 水平向右下 12 a B = a A l4bO/ l2AO=3.279m/s2 a Bn = 4 2 l4bO=1.225 m/s2 (4)列出 C 點加速度矢量方程，作圖求解 ac、 a CBn 、 a CB ac= a CBn + a CB + a Bn + a B 方向： 水平 BC 丄 BC AB 丄 AB 大?。?？ V46BC2 /lBC ? 4 2 l4bOa A l4bO/ l2AO由上式可得： a CB =0.0.15m/s2 ac=0.178m/s2 確定構(gòu)件 4 的角加速度 a4由理論力學可知，點 A4的絕對加速度與其重合點 A3的絕對加速度之間的關系為 3343444 aaaaa k aar aanata 方向： O4B O4B O4B O4A O2A 大?。?？ 24 lo2A ? 24Va4a3 22 lo2A 其中 a 的是和444 anata aa法向和切向加速度。 akaa 34為科氏加速度。 從任意極點 O 連續(xù)作矢量 O3a和 k代表 aA3 和科氏加速度，其加速度比例尺 1:0.219；再過點 o 作矢量 oa4”代表 anaa 34，然后過點 k作直線 ka4平行于線段 oa4”代表相對加速度的方向線，并過點 a4作直線 a4a4垂直與線段 ka4，代表 ata4的方向線，它們相交于 a4，則矢量 oa4便代表 a4。 構(gòu)件 3 的角加速度為 ata4/