1、-. z.機(jī)械原理設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目： 牛頭刨床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué) 生： 汪在福 班 級(jí) ： 鐵車二班學(xué) 號(hào) ： 20116473 指導(dǎo)教師： 何 俊機(jī)械原理設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目： 牛頭刨床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué)生* 汪在福 班 級(jí) 鐵車二班 學(xué) 號(hào) 20116473 一、設(shè)計(jì)題目簡介牛頭刨床是用于加工中小尺寸的平面或直槽的金屬切削機(jī)床，多用于單件或小批量生產(chǎn)。 為了適用不同材料和不同尺寸工件的粗、精加工，要求主執(zhí)行構(gòu)件刨刀能以數(shù)種不同速度、不同行程和不同起始位置作水平往復(fù)直線移動(dòng)，且切削時(shí)刨刀的移動(dòng)速度低于空行程速度，即刨刀具有急回現(xiàn)象。刨刀可隨小刀架作不同進(jìn)給量的垂直進(jìn)給；安裝工件的工作臺(tái)應(yīng)具有不同進(jìn)給量的橫向

2、進(jìn)給，以完成平面的加工，工作臺(tái)還應(yīng)具有升降功能，以適應(yīng)不同高度的工件加二、 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與要求電動(dòng)機(jī)軸與曲柄軸2平行，刨刀刀刃D點(diǎn)與鉸鏈點(diǎn)C的垂直距離為50mm，使用壽命10年，每日一班制工作，載荷有輕微沖擊。允許曲柄2轉(zhuǎn)速偏差為5。要求導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的最大壓力角應(yīng)為最小值；凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角應(yīng)在許用值之內(nèi)，擺動(dòng)從動(dòng)件9的升、回程運(yùn)動(dòng)規(guī)律均為等加速等減速運(yùn)動(dòng)。執(zhí)行構(gòu)件的傳動(dòng)效率按0.95計(jì)算，系統(tǒng)有過載保護(hù)。按小批量生產(chǎn)規(guī)模設(shè)計(jì)題號(hào)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速機(jī)架工作行程行程速比系數(shù)連桿與導(dǎo)桿之比工作阻力導(dǎo)桿質(zhì)量滑塊質(zhì)量導(dǎo)桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量從動(dòng)件最大擺角從動(dòng)桿桿長許用壓力角推程運(yùn)動(dòng)角遠(yuǎn)

3、休止角回程運(yùn)動(dòng)角C504304001.40.36380022801.21513042651065三、 設(shè)計(jì)任務(wù)1、根據(jù)牛頭刨床的工作原理，擬定23個(gè)其他形式的執(zhí)行機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)，并對這些機(jī)構(gòu)進(jìn)展分析比照。2、根據(jù)給定的數(shù)據(jù)確定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸。并將設(shè)計(jì)結(jié)果和步驟寫在設(shè)計(jì)說明書中。3、用軟件VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)展運(yùn)動(dòng)仿真，并畫出輸出機(jī)構(gòu)的位移、速度、和加速度線圖。4、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析。通過參數(shù)化的建模，細(xì)化機(jī)構(gòu)仿真模型，并給系統(tǒng)加力，寫出外加力的參數(shù)化函數(shù)語句，打印外加力的曲線，并求出最大平衡力矩和功率。5、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)所給定的參數(shù)，確定

4、凸輪的根本尺寸基圓半徑ro、機(jī)架lO2O9和滾子半徑rr，并將運(yùn)算結(jié)果寫在說明書中。將凸輪機(jī)構(gòu)放在直角坐標(biāo)系下，在軟件中建模，畫出凸輪機(jī)構(gòu)的實(shí)際廓線，打印出從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律和凸輪機(jī)構(gòu)仿真模型。6、編寫設(shè)計(jì)說明書一份。應(yīng)包括設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)計(jì)算過程等。四.設(shè)計(jì)過程一方案選擇與確定方案一：如圖1采用雙曲柄六桿機(jī)構(gòu)ABCD，曲柄AB和CD不等長。方案特點(diǎn)：主動(dòng)曲柄AB等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)曲柄DC做變速運(yùn)動(dòng)，并有急回特性。在雙曲柄機(jī)構(gòu)ABCD上串聯(lián)偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)DCE，并在滑塊上固結(jié)刨頭，兩個(gè)連桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)，使急回作用更加顯著。同時(shí)回程有較大的加速度，提高了刨床的效率。圖一方案二：方案為偏置曲柄滑

5、塊機(jī)構(gòu)。如圖二圖二方案特點(diǎn)：構(gòu)造簡單，能承受較大載荷，但其存在有較大的缺點(diǎn)。一是由于執(zhí)行件行程較大，則要求有較長的曲柄，從而帶來機(jī)構(gòu)所需活動(dòng)空間較大；二是機(jī)構(gòu)隨著行程速比系數(shù)K的增大，壓力角也增大，使傳力特性變壞。方案三：由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)與搖桿滑塊機(jī)構(gòu)串聯(lián)而成。該方案在傳力特性和執(zhí)行件的速度變化方面比方案二有所改良，但在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABCD中，隨著行程速比系數(shù)K的增大，機(jī)構(gòu)的最大壓力角仍然較大，而且整個(gè)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)所占空間比方案二更大。如圖三圖三方案四：由擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)串聯(lián)而成。該方案克制了方案三的缺點(diǎn)，傳力特性好，機(jī)構(gòu)系統(tǒng)所占空間小，執(zhí)行件的速度在工作行程中變化也較緩慢。如圖四圖四方案

6、確定：綜上，方案四較為合理二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)尺寸確實(shí)定 令點(diǎn)為基點(diǎn)用以確定尺寸，滑塊6導(dǎo)程回路距基點(diǎn)距離；擺動(dòng)導(dǎo)桿運(yùn)動(dòng)所繞圓心距基點(diǎn)距離；導(dǎo)桿的長度；導(dǎo)桿的長度；連桿長度。由題目尺寸及相互關(guān)系：機(jī)架 ； 工作行程H=400mm；連桿與導(dǎo)桿之比 ； 行程速比系數(shù)。.根據(jù)所給數(shù)據(jù)確定機(jī)構(gòu)尺寸極位夾角：導(dǎo)桿長度mm連桿長度：=0.36=278mm曲柄長度:mm為了使機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過程中具有良好的傳動(dòng)力特性；即要求設(shè)計(jì)時(shí)使得機(jī)構(gòu)的最大壓力角具有最小，,應(yīng)此分析得出:只有將構(gòu)件5即B點(diǎn)移到兩極限位置連線的中垂線上,才能保證機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程的最大壓力角具有最小值。分析如下：解：當(dāng)導(dǎo)桿擺到左邊最大位置時(shí)，最大壓力角為，刨頭

7、可能的最大壓力角位置是導(dǎo)桿B和，設(shè)壓力角為 ， 見下列圖五。根據(jù)幾何關(guān)系=。由于與，呈背離關(guān)系，即增加則，減小且。則要使機(jī)構(gòu)整體壓力最小，只要有=，當(dāng)刨頭處于導(dǎo)桿擺弧平均置處 =，則 所以圖五 圖六三機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制選取一長度比例尺，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪圖如圖六所示通過上面的計(jì)算，確定數(shù)據(jù)匯總?cè)缦拢簶O位夾角：30度連桿：278mm導(dǎo)桿：778mm曲柄：111mm高度：760mm四靜力分析1對曲柄,由平衡條件有：=0, +=0； =0, +=0； =0；lsin2-lcos2-T=02對導(dǎo)桿，又平衡條件有：=0, F+F-Fsin=0 ； =0, F+F+ Fcos-mg=0；=0, - Flsi

8、n+ Flcos-1/2 mg lcos+ Fs=0 3對滑塊, 由平衡條件有 =0, Fsin-F=0=0, - Fcos-F=04)對連桿，由平衡條件有=0, -F-F=0；=0, F-F=0；=0， Flcos+ Flsin=0綜上所述聯(lián)立方程求得F=- FF=- FtanF=- FtanF=Flsin- Ftanlcos+1/2 mg lcos/ sF=- F+Flsin- Ftanlcos+1/2 mg lcossin/ sF= mg- Ftan-Flsin- Ftanlcos+1/2 mg lcoscos/ sF=-Flsin- Ftanlcos+1/2 mg lcossin/ s

9、F=Flsin- Ftan lcos+1/2 mg lcoscos/ s= F= FT=Flsin- Ftanlcos+1/2 mg lcoslcos(-)/ s五凸輪設(shè)計(jì)1. 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求概述： 1擺桿9作等加速等減速運(yùn)動(dòng)，要求確定凸輪機(jī)構(gòu)的根本尺寸，選取滾子半徑，有題目可以知道該凸輪機(jī)構(gòu)的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律為等加速等減速運(yùn)動(dòng)。各數(shù)據(jù)如表：符號(hào)ma*lO9DlO9O2ro rrs單位mm。數(shù)據(jù)15. 130 150611565 106542 2由以上給定的各參數(shù)值及運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得其運(yùn)動(dòng)方程如下表： 推程02o /2 回程o+so+s+o/2=24*/(25*)=/12-24-17/362/2

10、5=96/25=-96-17/362/25=192/25=-192/25推程o /2o回程o+s+o/2o+s+o=/12-245/12-2/25=248/9-2/25=965/12-2/12=-968/9-2/25=-192/25=192/253依據(jù)上述運(yùn)動(dòng)方程繪制角位移、角速度、及角加速度的曲線： 1、角位移曲線：、取凸輪轉(zhuǎn)角比例尺/mm和螺桿擺角的比例尺=0.5/mm在軸上截取線段代表，過3點(diǎn)做橫軸的垂線，并在該垂線上截取33代表(先做前半局部拋物線).做03的等分點(diǎn)1、2兩點(diǎn)，分別過這兩點(diǎn)做軸的平行線。 、將左方矩形邊等分成一樣的分?jǐn)?shù),得到點(diǎn)1和2 。、將坐標(biāo)原點(diǎn)分別與點(diǎn)1,2,3相連,得線段O1,O2和03,分別超過1,2,3點(diǎn)且平行與軸的直線交與1,2和3.、將點(diǎn)0,1,2,3連成光滑的曲線,即為等加速運(yùn)動(dòng)的位移曲線的局部,后半段等減速運(yùn)動(dòng)的位移曲線的畫法與之相似. (2)角速度曲線:、選凸輪轉(zhuǎn)角比例尺=1.25/mm和角速度比例尺=0.0837(rad/s)/mm,在軸上截取線段代表。由角速度方程可得=o/2, = ma* ,求得v換算到圖示長度,3點(diǎn)處=0/2,故ma*位于過3點(diǎn)且平行與軸的直線.由于運(yùn)動(dòng)為等加速、等減速,故連接03即為此段的角速度圖,下一端為等減速連