机械原理牛头刨床课程设计说明书

目录

一、设计题目与原始数据 ..................................... - 1 -

二、牛头刨床示意图......................................... - 2 -

三、导杆机构设计........................................... - 2 -

四、机构的运动分析......................................... - 4 -

五、机构动态静力分析....................................... - 9 -

六、飞轮设计.............................................. - 13 -

七、设计凸轮轮廓曲线...................................... - 15 -

八、齿轮设计及绘制啮合图 .................................. - 15 -

九、解析法................................................ - 16 -1．导杆机构设计 (16)

2．机构运动分析 (17)

3．凸轮轮廓曲线设计 (19)

4.齿轮机构设计 (22)

十、本设计的思想体会...................................... - 22 -参考文献.................................................. - 22 -附录.................................................. - 23 -

一、设计题目与原始数据

1．题目：

牛头刨床的综合设计与分析

2．原始数据：

刨头的行程H=550mm

行程速比系数K=1.6

机架长L O2O3=400mm 质心与导杆的比值L O3S4/L O3B=0.5 连杆与导杆的比值L BF/L O3B=0.3 刨头重心至F点距离X S6=160mm 导杆的质量m4=15

刨头的质量m6=58

导杆的转动惯量J S4=0.7

切割阻力F C=1300N

切割阻力至O2的距离Y P=175mm

构件2的转速n2=80

许用速度不均匀系数[δ]=1/40

齿轮Z1、Z2的模数m12=15

小齿轮齿数Z1=18

大齿轮齿数Z2=46

凸轮机构的最大摆角φmax=16º

凸轮的摆杆长L O4C=140mm 凸轮的推程运动角δ0=60º

凸轮的远休止角δ01=10º

凸轮的回程运动角δ0'=60º

凸轮机构的机架长L o2o4=150mm 凸轮的基圆半径r o=55mm

凸轮的滚子半径r r=15mm

二、牛头刨床示意图

如图1所示

图1

三、导杆机构设计

1、已知：行程速比系数K=1.6

刨头的行程H=550mm

机架长度L O2O3=400mm

连杆与导杆的比L BF/L O3B=0.3

2、各杆尺寸设计如下

A、求导杆的摆角：

ψmax =180°×（K-1）/（K+1）=180°×（1.6-1）/（1.6+1）=42°B、求导杆长：

L O3B1=H/[2sin（ψmax/2）]=550/[2sin（42°/2）]=776mm

C、求曲柄长：

L O2A =L O2O3×sin（ψmax/2）=400×sin21°=142mm

D、求连杆长：

L BF=L O3B×L BF/L O3B=776×0.3=233mm

E、求导路中心到O3的距离：

L O3M =L O3B-L DE/2=L O3B{1-[1-cos(ψmax/2)]/2}=750mm

F、取比例尺：

μL=0.005m/mm

在1#图纸中央画机构位置图，机构位置图见1#图纸。大致图形如下：

图2

四、机构的运动分析

已知：曲柄转速：n 2=80rpm

各构件的重心：

构件6的重心：X S6=150mm

第3点：A 、速度分析

①求V A3

V A3 =V A2=L O2A ×ω2= L O2A ×πn/30=0.142×80×3.14/30=1.19m/s ②求V A4

4A V = A3V + A4A3V

大小： ？ 1.19 ？ 方向：⊥O 3A ⊥O 2A ∥O 3A 取μV =V A3/Pa 3=0.02mm

s

m /，在1#图纸的左下方画速度多边形 ③求V B

用速度影像求V B =64×0.02=1.28m/s ④求V F

F V = B V + FB V

大小： ？ 0.98 ？ 方向： 水平 ∥导路 ⊥BF 接着画速度多边形，由速度多边形求得：

V F =pf ———

μV =64×0.02=1.28m/s 方向：水平向右 ⑤求ω4

ω4=ω3=V A4/L O3A =41×0.02/（98×0.005）=1.67 rad/S 方向：顺时针 ⑥求V A4A3

V A4A3= a3a4×μV =37×0.02=0.74m/s 方向：如速度图所示

B 、加速度分析

①求a K A4A3

a K A4A3=2ω4V A4A3=2×1.67×0.74=2.47m/s 2 方向：如速度图所示

②求a A3

a A3=a A2=ω22×L O2A =8.372×142/1000=9.996m/s 2 方向：A →O 2

③求a n A4

a n A4=ω23×L O3A =1.672×98×0.005=1.366m/s 2 方向：A →O 3

④求a A4

A4n a + A4t a = A3a + A4A3k a + A4A3r a

大小：1.366 ？ 9.996 2.472 ? 方向：A →O 3 ⊥O 3A √ ⊥O 3A ∥O 3A

取μa =a A3/pa 3 =9.996/100=0.10mm

s m 2

/

在1#图的左下方画加速度多边形，由加速度多边形求得：

a A4= pa4×μa =42×0.10=4.2m/s 2 方向：如图所示 ⑤求a B :用加速度影像求a B =66×0.10=6.6m/s 2 方向：如图所示 ⑥求a F

F a = B a + FB n a + FB t a

大小： ？ 6.6 0.336 ? 方向：水平 √ F →B ⊥BF a n FB = V 2BF / L BF =(14×0.02) 2 /(233/1000)=0.336 m/s 2 接着画加速度多边形，由加速度多边形求得：

a F =p′f′————

×μa =67×0.10=6.7 m/s 2 方向：水平向右

第10’点：A 、速度分析

①求V A3

V A3 =V A2=L O2A ×ω2= L O2A ×πn/30=0.142×80×3.14/30=1.19m/s ②求V A4

4A V = A3V + A4A3V

大小： ？ 1.19 ？ 方向：⊥O 3A ⊥O 2A ∥O 3A