牛头刨床机构课程设计Word文件下载.docx
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本课程设计的任务是对牛头刨床的机构选型、运动方案的确定；
对导杆机构进行运动分析和动态静力分析。
并在此基础上确定飞轮转惯量，设计牛头刨床上的凸轮机构和齿轮机构。
二、工作原理与结构组成
牛头刨床的简介
牛头刨床是用于加工中小尺寸的平面或直槽的金属切削机床，多用于单件或小批量生产。
为了适用不同材料和不同尺寸工件的粗、精加工，要求主执行构件—刨刀能以数种不同速度、不同行程和不同起始位置作水平往复直线移动，且切削时刨刀的移动速度低于空行程速度，即刨刀具有急回现象。
刨刀可随小刀架作不同进给量的垂直进给；
安装工件的工作台应具有不同进给量的横向进给，以完成平面的加工，工作台还应具有升降功能，以适应不同高度的工件加工。
三、设计方案的确定
方案（a）采用偏置曲柄滑块机构。
结构最为简单，能承受较大载荷，但其存在有较大的缺点。
一是由于执行件行程较大，则要求有较长的曲柄，从而带来机构所需活动空间较大；
二是机构随着行程速比系数K的增大，压力角也增大，使传力特性变坏。
方案（b）由曲柄摇杆机构与摇杆滑块机构串联而成。
该方案在传力特性和执行件的速度变化方面比方案（a）有所改进，但在曲柄摇杆机构ABCD中，随着行程速比系数K的增大，机构的最大压力角仍然较大，而且整个机构系统所占空间比方案（a）更大。
（C）方案（c）由摆动导杆机构和摇杆滑块机构串联而成。
该方案克服了方案（b）的缺点，传力特性好，机构系统所占空间小，执行件的速度在工作行程中变化也较缓慢。
比较以上三种方案，从全面衡量得失来看，方案（c）作为刨削主体机构系统较为合理。
四．拟定传动系统方案
传动系统的作用通常是实现减速、增速和变速，有时也用作实现运动形式的转换，并且在传递运动的同时，将原动机的输出功率和转矩传递给执行机构。
通常要把原动机的输出运动传给执行机构，仅选用一种传动装置或机构的情况较少见，大多数情况是选择若干种传动装置或机构合理地加以组合布置，构成一个传动系统，才能实现预期的工作要求。
在进行传动装置和机构的选择与设计时应注意以下问题：
（1）设原动机的转速为nd，执行机构原动件的设计转速为nr，则传动装置系统的总传动比
如果传动装置系统由n个传动装置或机构串联组成，其每个传动装置或机构的传动比分别为i1，i2，……in，则
i=i1.i2.i3.……in
每种传动装置或机构的传动比的取值可参阅表3.1。
若i大于推荐值时，通常应该用两级或两级以上的传动装置或机构串联组合来进行传动。
常用传动机构的合理取值范围
传动机构种类
平带
V带
摩擦轮
齿轮
蜗杆
链
圆周速度m/s
5~25
5~30
15~25
15~120
15~35
15~40
减速比
≤5
≤8~15
≤7~10
≤4~8
≤80
≤6~10
最大功率kw
2000
750―1200
150―250
50000
550
3750
（2）当系统为减速传动时，宜使i1<
i2<
i3……in，并使相邻两级传动比相差不要太大。
这样可使中间各级轴有相对较高的转速和较小的扭矩，转轴及轴上的零件可以设计得尺寸较小，从而获得较为紧凑的结构。
（3）因为传动轴及轴上的传动零件的尺寸，主要取决于所传递的扭矩。
当系统传递的功率一定时，轴的转速愈高，其扭矩愈小，传动轴与传动零件的尺寸可以设计得愈小，故宜将传动能力小的机构安排在高速级。
如带传动和摩擦传动宜布置在高速级；
需要密封的齿轮传动宜布置在高速级，这样因齿轮尺寸小，可减小密封箱体的外廓尺寸；
生产成本高、加工困难的零件宜布置在高速级，如锥齿轮传动宜布置在高速级。
（4）为了使机器运转平稳，减少震动冲击和噪音，宜将带传动布置在高速级，从而可利用传动带的弹性吸振、打滑，防止过载时损坏基它零件。
链传动冲击、振动大，宜布置于中、低速膜的形成，从而提高蜗杆传动的效率。
（5）蜗杆传动宜布置在高速级，以便提高齿面的相对滑动速度，有利于液体动力润滑油膜的形成，从而提高蜗杆传动的效率。
（6）为了减少能耗、减轻振动，宜将转换运动形式的机构，如凸轮机构、连杆机构、螺旋机构等布置在与执行机构相连的低速级一端。
（7）选择尽可能短的传动链结构。
因为这样作可减少机械的构件、零件数目，降低制造成本，提高机械效率和系统的传动精度和可靠性，同时也关系到设备的使用、保养和维修的简便程度。
1.尺寸参数确定依据
行程速比系数或压力角确定。
尺度综合过程如下：
⑴由K=1.5求得极位夹角θ；
⑵由导杆机构特性知道，导杆摆角等于极位夹角，
即ψmax=θ；
⑶由行程H和θ可求出导杆长；
⑷由LAC（例如为500mm）和θ可求出曲柄长LAB；
⑸由LDE/LCD=0.2~0.3可求出连杆长LDE；
⑹为使RRP杆组的压力角较小，滑块5的导路与D'
D
连线的距离应等于导路线与D'
D弧水平切线的距离，
以此确定L。
牛头刨床主执行机构尺度
2.尺寸参数计算
极位夹角：
导杆长度：
mm
连杆长度：
=0.28
=197.4mm
曲柄长度:
1.导杆的运动分析
导杆机构的运动分析。
根据已定出的尺寸参数及原动件转速n,用解析法求出当曲柄转角θ从刨头处于最左侧起，沿转动方向没隔20度计算一组运动参数，其中包括各构件的角位置，角速度，角加速度以及刨头的位移（以最左侧为零点），速度和加速度；
并用计算机辅助设计计算并在同一副图中绘出刨头的位移曲线，速度曲线和加速度曲线.
运动分析图
2.计算机辅助设计计算程序:
3.计算数据输出
Excel
角度（°
）
位移（m）
速度（m/s）
加速度（m/s²
0.
-0.
-18.
20
-1.
-10.
40
-1.32517
-5.
60
80
1.
100
-1.0826
3.
120
4.32992
140
4.
160
180
0.01923
-2.
200
-0.31979
0.51
-4.
220
-3.
240
7.
260
2.
14.31502
280
300
-15.
320
-26.
340
-23.
4.图象输出
1.《机械原理》（第七版）——孙恒,陈作模等主编
2.《材料力学》（第四版）——刘鸿文主编
3.《机械设计课程设计图册》（第三版）——哈尔滨工业大学龚桂义,潘沛霖等主编
4.《机械零件设计手册》——金工业出版社
5.《互换性与技术测量》（第四版）中国计量出版社——廖念钊,莫雨松等主编
6.《机械原理课程设计》——高英武,杨文敏编著
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