牛头刨床六杆机构的设计

本科毕业设计（论文）通过答辩

概述

一、机构机械原理课程设计的目的：

机械原理课程设计是高等工业学校机械类专业学生第一次较全面的

机械运动学和动力学分析与设计的训练，是本课程的一个重要实践环节。其基本目的在于：

（１）进一步加深学生所学的理论知识，培养学生独立解决有关本课程实际问题的能力。

（２）使学生对于机械运动学和动力学的分析设计有一较完整的概念。

（３）使学生得到拟定运动方案的训练，并具有初步设计选型与组合以及确定传动方案的能力。

（４）通过课程设计，进一步提高学生运算、绘图、表达、运用计算机和查阅技术资料的能力。

二、机械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 (1)

一、机构机械原理课程设计的目的： (1)

二、机械原理课程设计的任务： (1)

三、械原理课程设计的方法： (1)

第一章机构简介： (3)

第二章设计数据： (4)

第三章设计内容： (4)

第一节导杆机构的运动分析 (4)

第二节凸轮机构的设计 (10)

第三节齿轮机构的设计： (16)

第四章设计总结 (18)

第五章参考资料： (19)

[设计名称]牛头刨床

第一章机构简介：

机构简图如下所示：

牛头刨床机构简图

牛头刨床是一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2和固结在其上的凸轮8。刨床工作时，由导杆机构1-2-3-4-5-6带动刨头6和刨刀7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。刨刀每切削完成一次，利用空回行程的时间，凸轮8通过四杆机构1-9-10-11与棘轮带动螺旋机构（图中未画），使工作台连同工件作一次进给运动，以便刨刀继续切削。

第二章 设计数据：

第三章 设计内容：

第一节 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2n ，各构件尺寸，且刨头导路x x

-位于导杆端头B 所作圆弧的平分线上。要求作机构的运动简图，并作机构一个位置的速度、加速度多边形以及刨头的运动线图，画在 2号图纸上。 10位置的机构简图：

㈡计算过程：

由已知数据n2=60r/min得ω2=2π×60/60(rad/s)= 2πrad/s .

1、求C点的速度：

⑴确定构件3上A点的速度：

构件2与构件3用转动副A相联，所以υA3=υA2。

又υA2=ω2l O2A =0.110×2π=0.22πm/s=0.69m/s.

V的速度：

⑵求

4

A

选取速度比例尺：μv=0.023(m/s)/mm;

υA4 = υA3 + υA4A3

方向：⊥BO4 ⊥AO2 ∥BO4

用图解法求解如图1：

图1

式中υA3、υA4表示

构件3和构件4上 A 点的绝对速度，υA4A3表示构件4上A 点相对于构件3上A 点的速度，其方向平行于线段BO 4，大小未知；构件4上A 点的速度方向垂直于线段BO 4，大小未知。在图上任取一点P ，作υA3 的方向线p a3 ，方向垂直于AO 2，指向与ω2的方向一致，长度等于υA3/μv ，（其中μv 为速度比例尺）。过点p 作直线垂直于⊥BO 4 代表υA4的方向线，再过a 3作直线平行于线段BO 4 代表υA4A3的方向线这两条直线的交点为a 4，则矢量p a 4和a 3a 4分别代υA4和υA4A3 。

由速度多边形43a pa 得：

υA4=μv ´ p a 4=μv ´ 20 = 0.483 m/s υA4A3=μv ´ a 3a 4=μv ´ 19 = 0.437 m/s ⑶ 求BO 4的角速度4ω：

曲柄位于起点1时位置图如设计指导书图（1）：此时42O AO ∠为：

o 17.7383.1690380

110

arcsin 2arcsin

2

42242=-=-=-=

∠ππ

O O AO l l O AO 又由1位置起将曲柄圆周作12等分则当曲柄转到10位置时，如图

（1）： ∠ο83.1617.7327036042=︒ ︒ ︒=O AO

A

O O O A

O A O O O l l l l l O O A 2424422cos 222242•-+=

∠

\mm

l O A 55.2764= 杆BO 4的角速度4ω：

4ω=V A4/l BO 4= 0.4830.277

rad/s =1.75 rad/s

杆BO 4的速度V 4:

V 4=4ω× l BO 4=1.75*1.54m/s =0.9431m/s

⑷ 求C 点的速度υc ：

υc = υB + υCB

方向： ∥X-X ⊥BO 4 ⊥BC

图2

速度图见图2：式

中υc 、υB 表示点的绝对速度。υCB 表示点C 相对点B 的相对速度其方向垂直于构件CB ，大小未知，点C 的速度方向平行于X-X ，大小未知，图上任取一点p 作代表υB 的矢量pb 其方向垂直于BO 4指向于2ω转向相反，长度等于v B V μ/（v μ为速度比例尺）。过点p 作直线平行于X-X ，代表υc 的方向线，再点b 作直线垂直于BC 代表υCB 的方向线，这两方向线的交点为C 则矢量pc 和bc 便代表 υ

c 、υCB 。

则C 点的速度为：υc =μv ×pc =μv × 40 = 0.92 m/s υCB =μv ×cb=μv × 5 = 0.115 m/s 2、求C 点的加速度： ⑴ 求a A2：

因曲柄匀速转动：故