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牛头刨床六杆机构的设计

原理课程设计的任务机械原理课程设计的任务是对机械的主体机构连杆机构凸轮机构齿轮机构以及其他机构进行设计和运动分析动态静力分析，并根据给定机器的工作要求，在此基础上设计凸轮齿轮或对各机构进行运动分析。要求学生根据设计任务，绘制必要的图纸，编写说明书。三械原理课程设计的方法机械原理课程设计的方法大致可分为图解法和解析法两种。图解法几何概念较清晰直观解析法精度较高。根据教学大纲的要求，本设计主要应用图解法进行设计。目录概述机构机械原理课程设计的目的二机械原理课程设计的任务三械原理课程设计的方法第章机构简介第二章设计数据第三章设计内容第节导杆机构的运动分析第二节凸轮机构的设计第三节齿轮机构的设计第四章设计总结第五章参考资料设计名称牛头刨床第章机构简介机构简图如下所示牛头刨床是种用于平面切削加工的机床，如上图所示。电动机经皮带和齿轮传动，带动曲柄和固结在其上的凸轮。刨床工作时，由导杆机构带动刨头和刨刀作往复运动。刨头右行时，刨刀进行切削，称工作行程，此时要求速度较低并且均匀，以减少电动机容量和提高切削质量刨头左行时，刨刀不切削，称空回行程，此时要求速度较高，以提高生产效率。因此，刨床采用具有急回特性的导杆机构。刨刀每切削完成次，利用空回行程的时间，凸轮通过四杆机构与棘轮带动螺旋机构图中未画，使工作台连同工件作次进给运动，以便刨刀继续切削。第二章设计数据各已知数据如下图所示，未知数据可有已知数据计算求得。设计内容导杆机构的运动分析凸轮机构设计符号单位方案Ⅰ.设计内容齿轮机构设计符号单位方案Ⅰ.第三章设计内容第节导杆机构的运动分析㈠导杆机构设计要求概述已知曲柄每分钟的转数，各构件尺寸，且刨头导路位于导杆端头所作圆弧的平分线上。要求作机构的运动简图，并作机构个位置的速度加速度多边形以及刨头的运动线图，画在号图纸上。位置的机构简图㈡计算过程由已知数据得.求点的速度确定构件上点的速度构件与构件用转动副相联，所以。又求的速度选取速度比例尺.方向⊥⊥用图解法求解如图式中表示构件和构件上点的绝对速度，表示构件上点相对于构件上点的速度，其方向平行于线段，大小未知构件上点的速度方向垂直于线段，大小未知。在图上任取点，作的方向线，方向垂直于，指向与的方向致，长度等于，其中为速度比例尺。过点作直线垂直于⊥代表的方向线，再过作直线平行于线段代表的方向线这两条直线的交点为，则矢量和分别代和。由速度多边形得求的角速度曲柄位于起点时位置图如设计指导书图此时为又由位置起将曲柄圆周作等分则当曲柄转到位置时，如图杆的角速度.杆的速度.求点的速度方向⊥⊥速度图见图式中表示点的绝对速度。表示点相对点的相对速度其方向垂直于构件，大小未知，点的速度方向平行于，大小未知，图上任取点作代表的矢量其方向垂直于指向于转向相反，长度等于为速度比例尺。过点作直线平行于，代表的方向线，再点作直线垂直于代表的方向线，这两方向线的交点为则矢量和便代表。则点的速度为求点的加速度求因曲柄匀速转动故选取加速度比例尺.求方向⊥⊥加速度见下图式中是的切向和切法向加速度，是点相对于的相对加速度，由于构件与构件构成移动副，所以则其方向平行于相对移动方向，即平行于,大小未知，为哥氏加速度，它的大小为，其中为相对速度和牵连角速度矢量之间的夹角，但是对于平面运动，的矢量垂直于运动平面而位于运动平面内，故，从而哥氏加速度的方向是将沿的转动方向转即图中的方向。在上面的矢量方程中只有的大小未知，故可用图解法求解。如右图，从任意极点连续作矢量代表再过作垂直于线段，大小然后再过作的平行线，代表的方向，过作垂直于，的直线，代表的方向线，它们相交点则矢量代表。求点加速度构件的角加速度为求点的加速度方向⊥⊥加速度图见下图式中，表示点相对点的法向加速度其方向为从指表示点相对点的切向加速度，其方向垂直于。又因速度多边形已作出，所以上式法向加速度可求出点作水平运动，故点的法向加速度为。仅有的大小未知，同样可以用图解法求解。如右图，在图上任取点作代表，方向为平行于并从指向，长度为，其中为加速度比例尺。过作代表，方向垂直于，长度为，连接，它表示，再过过作代表，方向平行并从指向，长度为过作垂直于代表的方向线又从作平行于的方向线，两线交点为，则矢量便代表。.此时点位置如下图选取长度比例尺为则此时点的位移为第二节凸轮机构的设计㈠凸轮机构的设计要求概述⒈已知摆杆作等加速等减速运动，要求确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径，将凸轮实际轮廓画在号图纸上。该凸轮机构的从动件运动规律为等加速等减速运动。各数据如表符号单位数据由以上给定的各参数值及运动规律可得其运动方程如下表推程回程推程回程.依据上述运动方程绘制角位移角速度及角加速度的曲线角位移曲线取凸轮转角比例尺.和螺杆摆角的比例尺.在轴上截取线段代表，过点做横轴的垂线，并在该垂线上截取代表先做前半部分抛物线.做的等分点两点，分别过这两点做轴的平行线。将左方矩形边等分成相同的分数,得到点和。将坐标原点分别与点相连,得线段,和,分别超过点且平行与轴的直线交与,和.将点,连成光滑的曲线,即为等加速运动的位移曲线的部分,后半段等减速运动的位移曲线的画法与之相似.角速度曲线选凸轮转角比例尺.和角速度比例尺.,在轴上截取线段代表。由角速度方程可得求得换算到图示长度,点处,故位于过点且平行与轴的直线.由于运动为等加速等减速,故连接即为此段的角速度图,下端为等减速连接即为这段角速度曲线。其他段与上述画法相同,只是与原运动相反。角加速度曲线选取与上述相同的凸轮转角比例尺.和角加速度比例尺.在轴上截取线段代表。由角加速度方程求的角加速度.因运动为等加速,等减速,故各段加速度值也相同,只是方向相反.段为加速段为正值,轴上取做平行于的直线段即为段的加速度，其余各段与做法相似。序号偏角作摆动从动件盘形凸轮轮廓设计设计原理设计凸轮轮廓依据反转法原理。即在整个机构加上公共角速度为原凸轮旋转角速度后，将凸轮固定不动，而从动件连同机架将以绕凸轮轴心逆时针方向反转，与此同时，从动件将按给定的运动规律绕其轴心相对机架摆动，则从动件的尖顶在复合运动中的轨迹就是要设计的凸轮轮廓。设计凸轮轮廓绘制凸轮的理论轮廓线既滚子轴心实际轮廓将曲线图如图的推程运动角和回程运动角个分成等份，按式求个等分点对应的角位移值，的数值见表。选取适当的长度比例尺定出和的位置选取.。以为圆心，以为半径，作圆，再以以为圆心，以为半径作基圆。以为圆心，以为半径，作圆弧交基圆与。则便是从动件的起始位置，注意，要求从动件顺时针摆动，故图示位置位于中心线的左侧。以为圆心，以为半径作圆，沿即为逆时针方向自开始依次取推程运动角，远休止角，回程运动角和远休止角,并将推程和回程运动角各分成等份,得各点。它们便是逆时针方向反转时，从动体轴心的各个位置。分别以为圆心，以为半径画圆弧，它们与基圆相交于，并作，分别等于摆杆角位移。并使则得与重合各点，这些点就是逆时针方向反转时从动件摆杆端滚子轴心的轨迹点。将点连成光滑曲线。连成的光滑曲线便是凸轮的理论轮廓，亦即为滚子轴心的轮廓轨迹。绘制凸轮的实际轮廓在上述求得的理论轮廓线上，分别以该轮廓线上的点为圆心，以滚子半径为半径，作系列滚子圆。作该系列圆的内包络线，即为凸轮的实际轮廓，如图。校核轮廓的最小曲率半径在设计滚子从动件凸轮的工作轮廓时，若滚子半径过大，则会导致工作轮廓变尖或交叉。在理论轮廓线上选择曲率最大的点，以为圆心作任意半径的小圆，再以该圆与轮廓的两个交点和为圆心，以同样半径作两个小圆，三个小圆相交于四点连得交点，则点和长度可近似地分别作为理论轮廓上的曲率中心和曲率半径。由图可知故该凸轮轮廓的最小曲率半径符合要求。第三节齿轮机构的设计设计要求计算该对齿轮传动的各部分尺寸，以号图纸绘制齿轮传动的啮合图，整理说明书。齿轮机构的运动示意图已知各数据如表符号单位数据.二计算过程因为得ˊ分度圆直径基圆直径.齿顶圆直径齿根圆直径分度圆齿厚分度圆齿距中心距得三绘制啮合图齿轮啮合图是将齿轮各部分按定比例尺画出齿轮啮合关系的种图形.它可以直观的的表达对齿轮的啮合特性和啮合参数,并可借助图形做必要的分析。渐开线的绘制渐开线齿廓按渐开线的形成原理绘制,如图以齿轮轮廓线为例，其步骤如下按齿轮几何尺寸计算公式计算出各圆直径”画出各相应圆,因为要求是标准齿轮啮合,故节圆与分度圆重合.连心线与分度圆节圆的叫点为节点,过节点作基圆切线,与基圆相切与,则即为理论啮合线的段，也是渐开线发生线的段．将线段分成若干等份根据渐开线特性，圆弧长不易测得，可按下式计算弧所对应弦长代入数据按此弦长在基圆上取点。将基圆上的弧长分成同样等份，的基圆上的对应分点。过点作基圆的切线，并在这些切线上分别截取线段，使其得诸点，光滑连接各点的曲线即为节圆以下部分的渐开线。将基圆上的分点向左延伸，作出，取，可得节圆以上渐开线各点，．直至画到超出齿顶圆为止。当时，基圆以下段齿廓取为径向线，在径向线与齿根圆之间以.为半径画出过渡圆角当时，在渐开线与齿根圆之间画出过渡圆角。啮合图的绘制选取比例尺,定出齿轮与的中心以心作出基圆，分度圆，节圆，齿根圆，齿顶圆．画出工作齿轮的基圆内公切线，它与连心线的交点为点，又是两节圆的切点，内公切线与过点的节圆切线间夹角为啮合角过节点分别画出两齿轮在齿顶圆与齿根圆之间的齿廓曲线．按已算得的齿厚和齿距计算对应的弦长和。按和在分度圆上截取弦长得,点，则,取中点连两点为轮齿的对称线，用纸描下右半齿形，以此为模板画出对称的左半部分齿廓及其他相邻的个齿廓，另齿轮做法相同。作出齿廓的工作段。第四章设计总结美丽的花朵必须要通过辛勤的汗水浇灌.有开花才有结果,有付出才有收获.通过几天日日夜夜的奋斗，在老师亲切地指导下，在同学们的密切配合下，当然也有自己的努力和辛酸,这份课程设计终于完成了,心里无比的高兴,因为这是我们努力的结晶.在这几天中，我有很多的体验，同时也有我也找到许多的毛病，仅就计算机辅助绘图而言，操作的就远远不够熟练，专业知识也不能熟练应用。但是通过这次实践设计，我觉得我有了很打的提高。其次，通过这次设计我学会了查找些相关的工具书，并初步掌握了些设计数据的计算方法再次，自己的计算机绘图水平也有了定的提高，并对所学知识有了进步的理解。当然，作为自己的第次设计，其中肯定有太多的不足，希望在今后的设计中，能够得到改正，使自己日益臻于成熟，专业知识日益深厚。我在这次设计中感到了合作的力量，增强了自己的团队精神。这将使我受益终生。“功到自然成.”只有通过不锻炼,自己才