牛头刨床主传动机构设计

目录

一、牛头刨床主传动机构设计

二、机械系统运动方案的拟定

三、所选机构的运动分析与设计

四、所选机构的动力分析与设计

五、设计原理说明

六、参考文献

七、心得体会

一课程设计题目

1题目：牛头刨床主传动机构设计

2设计数据：

3课程设计要求

牛头刨床主传动机构的设计，要求将电动机输出的旋转运动动转换为刨刀的直线运动。整个行程中，工作行程要求速度较低，以提高切削质量。工作行程结束后，为提高工作效率，需要有急回运动，整个机构要求简洁实用。

二机械系统运动方案的拟定

方案一：

电动机输出转速经变速箱变速到达齿轮带

动齿轮转动，同时通过齿轮轴带动圆弧齿轮转动，工作行程结束或由附属的弹簧机构将刨刀迅速拉回工作开始位置。

评价：该机构为齿轮传动机构，传动精确稳定，机会性较好，但工作冲击较大，且圆弧齿轮与齿条初始咬合时，冲击较大因而机构寿命短，维修保养费用高。

方案二：

电动机带曲柄，曲柄带动连杆，连杆带动滑块直线运动。

评价：该方案机构设计简单，传动性能价差，不宜承受较大的工作阻力，急回性能不够好，效率较低不宜选用。

方案三：

电动机带动曲柄，曲柄带动滑块移动滑块带

动摇杆摆动，摇杆带动另一滑块直线运动。

评价：该方案的工作性能相当好，无论从传动性还是急回性。精确性上相比较，都很合适。

三所选机构的运动分析与设计

取1和8为工作行程起点和终点所对应的曲柄位置，1’和7’为切削起点和终点所对应的曲柄位置，其余2、3…12等，是由位置1起，顺ω2方向将曲柄圆作12等分的位置（如上图）。

取第Ⅱ方案的第4位置和第10位置（如上图）速度分析

以速度比例尺:(0.01m/s)/mm和加速度比例尺:( 0.01m/s²)/mm用相对运动的图解法作该两个位

的置的速度多边形和加速度多边形如下图，

位置要求图解法结果

位置4点v c（m/s）0.7834359597

各点的速度，加速度分别列入表中

项目

位置

ω2ω4V A4V B V c

位置4点 6.70

2064328 1.34896

914

0.59029

00361

0.78240

21012

0.78343

59597

位置10点

6.70

2064328

1.10791

3363

0.32485

68491

0.64258

97508

0.63547

6693

单位1/s 1/s m/s

四所选机构的动力分析与设计设计数据

矢量图解法：

由力多边形可知：

F45=706.1099715N

F I6=705.9209846 N

对杆组示力体分析

共受5个力分别为F`54,F23,F I4,G4,R14 ,其中

F45,F54大小相等方向相反，方向沿C指向B，G4已知，方向竖直向下，惯性力F i S4大小可由运动分析求得，R23大小未知，方向垂直于杆4，R14大小方向均未知。选取比例尺μ=(50N）/mm,作受

力多边形。将方程列入。

6i F =705.9209846N 6G = 800 N F 54=-F 45= 706.1099715N

αS4=α4=15.50615379rad/s 2

4i F =

g

G 4

4s a =98.95261167 N 4G = 220 N

对4O 求矩有：

ΣM A =G 4×X 4+F I 4×X 4i + M S4+F 54×X 54-F 23×X 23=0 M S4=J S4·α4

代入数据， 得F 23 =1578.158398N

对曲柄分析，共受2个力，分别为R 32,R 12和一个力偶M ，由于滑块3为二力杆，所以R 32= R 34，方向相反，因为曲柄2只受两个力和一个力偶，所以F R 12与F R 32等大反力，由此可以求得:

将各个运动副的反力列入表

五设计原理说明

1速度瞬心法对机构速度分析；

2矢量方程图解对速度加速度分析；

3解析法做机构的运动简图；

4速度影像法。

六参考文献

1《机械原理》西北工业大学机械原理及机械零件教研室编，高等教育出版社；

2《机械原理课程设计指导书》罗洪田主编；

3《理论力学》哈尔滨工业大学理论力学教研室编，高等教育出版社第七版。

七心得体会

通过本次机械原理课程设计，收获颇丰。当自己设计选定机构时，通过查阅资料并融会以前学过的专业知识，对自己拟定的几个机构不断比较分析筛选，运动学分析，静力学分析，真正的将以前的各种分析法运用有一定的难度，当自己的第一次独立设计，一定将设计尽善尽美，当画一些速度矢量多边形时，尤其要注意方向长度，尽量减少带来的误差，虽然过程很辛苦，但收获了很多，感受到

初次作为一个设计人员的辛甜苦辣，更加坚定了自己以后的就业方向，并在自己的专业领域内又深入一步，为以后的发展奠定基础。