机械原理课程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1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123456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005H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;牛头刨床主传动机构设计1刨头左行时,刨刀不切削工件,称为空回程,该行程要求刨刀运动速度快,以提高生产率。大发888手机版登录刨刀每削完一次,利用回程的时间,经凸轮机构189、铰链四杆机构191011和棘轮11112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N55R/MIN刨刀工作行程H380MM行程速比系数K14LO1O2400MM3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N55R/MINΩ257596RAD/SH380MMK14LO1O2400MM??????????30184180KΘMLO52SINSI21A2?ΘHLBO10473/0SI8/SIN1????MLLBE597212COS2C01????MLBC70147301????所设计的牛头刨床主传动机构运动简图如图2所示。图22运动分析21OL?AOL2BOL14?BCL5图二1曲柄导杆机构(1234)运动分析(参考解图3)2图3由解图32中封闭向量多边形得AO21ALL????21将上式各相量投影到X、Y轴上得⑴??AALLCOSCOS22?⑵ININ122?由⑴、⑵式可得??2214COSSINTANLL??412SINLA?⑴、⑵式对时间求一阶导得⑶???4422SINCOSSINLVLAA???⑷??44422COSSINCOSLVLAA?联立⑶、⑷式化简得LA4224??SIN422???LVA⑴、⑵式对时间求二阶导得⑸?????????42444422COSSINSIN2COSCOSLLVALAAAA?????⑹INCOCOININLLL??联立⑸、⑹式化简得LLVAASIN242244???????COS42224?????LLAAA2导杆滑块机构(1456)运动分析(参考解图3)由解图32中封闭向量多边形得DCBO1CELLLL?????54将上式各相量投影到X、Y轴上得⑺LLLC????5544COSCOS⑻LLLE5544ININ由⑺、⑻式可得LLLE5445SINSIN??????5544COSCOSLLLC??LCECL??2145142⑺、⑻对时间求一阶导得⑼VLLC???????5544SINSIN⑽0COCO5544?LL联立⑼、⑽式化简得??544COSIN???LVC???55445COSLL??⑺、⑻对时间求二阶导得⑾ALLLLC????????????5525544244COSSINCOSSIN3⑿0SINCOSSINCOS5525544244????????????LLLL联立⑾、⑿式化简得????5525442544COSSINLLLAC?????????????CSSININCOSLLLL3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CCAAASLVL、、、、、、、、、、、554442V??A45,之后利用EXCEL的本列自动递加复制功能,在A列个格中构造间隔为的值。?5??3602?依次按公式进行编辑Φ4在B4格编入DEGREESATAND2SINRADIANSA4B2/D2COSRADIANSA4LA在C4格编入D2SINRADIANSA4B2/SINRADIANSB4Ω4在D4格编入L2D2COSRADIANSA4B4/C4VA在E4格编入L2D2SINRADIANSA4B4Ε4在F4格编入2D4E4L22D2SINRADIANSA4B4/C4Φ5在G4格编入DEGREESASINJ2F2SINRADIANSB4/H2LC在H4格编入F2COSRADIANSB4H2COSRADIANSG4SC在I4格编入D2F2/B2SQRTH22J2F2/B2SQRTB22D222H4H4VC在J4格编入D4F2SINRADIANSB4G4/H2COSRADIANSG4在K4格编入D4F2COSRADIANSB4/H2COSRADIANSG4AC在L4格编入F4F2SINRADIANSB4G4D42H2COSRADIANSB4G4K42H2/COSRADIANSG4上面表达式中F2、H2等表示不随行号变化的常数。4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5?出,有很好的传力性能;该方案中,若极位压力角,中位压力角;??254MAX?,?LE????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?LE????LLBOE12/COS1???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、大发888手机版登录,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