1、機械原理課程設計報告機械原理課程設計報告題 目： 牛 頭 刨 床 設 計專 1機械原理課程設計報告目錄2機械原理課程設計報告牛頭刨床是一種靠刀具的往復直線運動及工作臺的間歇運動來完成工件的平面切削加工的機床。 圖 1是參考示意圖。電動機經過減速傳動裝置帶動執行機構（導桿機構和凸輪機構）完成刨刀的往復運動和間歇運動。刨床工作時，刨頭由曲柄帶動右行，刨刀進HH 0.05 F為常數；刨刀左行時，即為空回行程，此行程無工作阻力。在刨刀空回行程時，由擺動從動件盤形凸輪機構通過四桿機構驅動棘輪機構，棘輪機構帶動螺旋機構使工作臺連同工件在垂直紙面方向上做一次進給進給運動，以便刨刀繼續切削。電動機軸與曲柄軸平

2、行，刨刀刀刃點與鉸鏈點的垂直距離為 50mm，使用壽命 10年，每日一班制工作，載荷有輕微沖擊。允許曲柄轉速偏差為5。要求導桿機構的最大壓力角應為最小值；凸輪機構的最大壓力角應在許用值 之內，擺動從動件的升、回程運動規律均為等加速、等減速運動。轉速n()行程速比系數 K2凸輪機構運動分析許用壓力角推程運動角遠休止角0s角 ()長 ()()()角 ()03機械原理課程設計報告F Nm1、根據牛頭刨床的工作原理，擬定 23 個其他形式的執行機構（連桿機構），并對這些機構進行分析對比。4、根據給定的數據確定機構的運動尺寸，用 Autocad軟件按 1：1 繪制所設計的機構運動簡圖。要求用圖解法設計，

3、并將設計結果和步驟寫在設計說明書中。5滑塊的速度和加速度。6（）、導桿機構動態靜力分析，確定機構一個位置（導桿擺到與機架位于同一直線位置）的各運動副反力及應加于曲柄上的平衡力矩。6(b) 、繪制從動件滑塊的位移、速度、加速度曲線圖。6（）和 6（b）任選一個內容進行分析。7、凸輪機構設計。根據所給定的已知參數，確定凸輪機構的基本尺寸（基圓半徑、機架和滾子半徑），并將運算結果寫在說明書中。用圖解法畫出凸輪機構的實際廓線（用Autocad軟件）。8、編寫設計說明書一份。應包括設計任務、設計參數、設計計算過程等。4機械原理課程設計報告第一個方案：因為其自由度F=3*5-2*7=1，機構具有確定的運動

4、。與原方案相比，結構同樣簡單，但由于此方案中刨頭會受到曲柄轉動時向上的力，不利于力的傳動。第二個方案：因為其自由度F=3*5-2*7=1，機構具有確定的運動。此方案以滑塊機構替代轉動機構，增加了摩擦，以曲柄機構帶動的刨刀需加一個較大的力，動力性能較差。第三個方案：因為其自由度F=3*5-2*7=1，機構具有確定的運動。其沖擊振動較大，零件易磨損，維護較難，對設備要求較高，導致成本增加。5機械原理課程設計報告1.電機的選擇刨床的執行構件的速度很低，曲柄轉速比較小，應選擇轉速比較小的原動機，綜合考慮應選定傳動系統電機型號為 Y160M2-8，轉速 720r/min。B、根據扭頭刨床設計數據知有效工

5、作行程 H=0.31 mw為了減少能耗、減輕振動，易將轉換運動形式的機構，如凸輪機構、連桿機構、螺旋機構等布置在執行機構相連的低速級一端。（1）刨刀每分鐘往復移動的次數可調，最小的每分鐘往復移動次數為 15 80 次（第六檔），共六檔，相鄰兩檔每分鐘往復移動次數之比理論上應相等。（2）刨刀的工作行程 H=300mm,可用人工無級調整。（3）刨刀在一定范圍內可隨小刀架實現手動無級垂直進給（4）刨刀往復運動的起始位置，在一定范圍內可用（5）工作臺自動實現橫向進給，且進給量可由人工無級調整。（6）刨刀的往復切削運動具有急回特性。當刨刀工作行程為 300mm 時。其行程速比系數 K 控制為1.382三

6、機械運動方案示意圖機械原理課程設計報告cB51A824O4Cl確定機構的運動尺寸：機架l，行程速比系數 K=1.38，連桿與導桿之比l25.370則原動件桿 4 的極位夾角 l2O2O4Hmm2連桿 5 lBC7機械原理課程設計報告cB5注：圖中 2 點 8 點為機2C2A 4A 3?428機械原理課程設計報告m s/ 0.00 /則由圖知，A44vm s/ 0.53 /34vA3 / 0.00 /O B O Am sB5B4A444又4cBCB/xx則由圖知，cCB /CBCBnnA3，其大小等于 2 O2A,方向由 A指向 O2/s2a a l 4.783 0.068m/s3.21m/s2

7、2222 O2A取 3、4 構件重合點 A為研究對象，列加速度矢量方程得nA 3KrA 4A 3 A 4A 4 A 3大小00機械原理課程設計報告方向AO2/O4Ban大小方向/X/a4取加速度極點為P ,加速度比例尺 a=0.2（m/s2）/mmc5p(a3n)a a pa 9.870.2m/s 1.87m/s則有圖知，A4A34a4a242B5B4 5.96 /n2又BCam sa pc 7.84 /2ca2O2AA 4A 3?424機械原理課程設計報告C m s則由圖知A4V4A44lBC 點，列速度矢量方程式 CBC B方向大小m s m/s /CV05l由運動已知的曲柄上 A 點開始

8、，列兩構件重合點間加速度矢量方程，求構件 4 上 A 點的加速度a 。A4因為22A2A3a l 1.24 0.65m/s222aK 20A4A3n2CB所以a a a a atKrA 4A 4A 3大小方向044機械原理課程設計報告2a 6,83由圖求得a pa 0.05m/s2A4a4a 0tA4l因為O4Bpa lO4A4a pb0.05m/s2Baat0所以構件 4 的角加速度aA44lO4Aa a antcBC BC B大小0方向CB由圖得a pcm/s2CaN,又cc5機械原理課程設計報告G /g /9.8351.02N則 F6設 F 與水平導軌的夾角 ，可測得 a 的大小為25R

9、45由 FXRr6R6解得 F =8664NF =-1875.4R45R6已知F =F =8664N，r54R4544M G 1F h F 3M F h 0根據42RR4其中h1,h2.h3,h4 分別為G4F14Fr54,Fr23作用于O4 Fr23=9855NF 作用于 O2 的距離為 其大小為 0.18mR32 /）（0等加速段：等減速段：202max0 ) / /2 ）max2max000由以上兩個表達式解得：13機械原理課程設計報告d0 /）02nd ( 002nd420Ldddt則將（1）式分子分母同乘dd a)由式（3）求出 op 代入式（1）右邊得：aasin(90 a) si

10、n(90 a )LB1000aLd/d)a cos(a )0aLd/d) 代入（6）中得：用0sin )0d/PB ,則,再由式（2）得BC Ld111111 )0dda )0a0dda a )0機械原理課程設計報告dL ) da 90 將00如果在圖中所示位置的接觸點B 處的壓力角正好滿足 a=1便是在此位置時滿足（10）以達到式成立的邊界。可OCds回程時， d co s( )0 ad0代入式（11）得： )0a r 的解域，推程與回程的解域的交集便是該凸輪機構保證力性能最好的 a00和a r 的解域，綜上所述，確定去倫機構的基本尺寸：00基架長度 a=150mm 滾子半徑 r=5.5mm1.選定角度比例尺，擺杠的角位移曲線，如圖所示，將其中的推程和回程角位移曲線橫坐標分成若干等分。2.選定長度比例尺，作以 O 為圓心以 OB= 為半徑的基圓：以 O 為圓心，以 OA=a 為半徑作反轉后3.自 A 點開始沿- 方向吧機架圓分成與圖中橫坐標相應的區間與等分，得點 . A A .,z 再以A， ， 3， ， 3， ， 313 .使它們分別等于圖中對應的角位移，得線段1， ， 31115機械原理課程設計報告通過一段時間的設計，讓我對所學的知識有了更加深刻的認識