哈工大机械原理课程设计说明书牛头刨床方案一(完美版).docxVIP

Harbin Institute of Technology机械原理课程设计 说明书课程名称： 机械原理 设计题目： 牛头刨床（方案1） 院 系： 机电工程学院班 级： 1108301 设 计 者： XXX 学 号： X 指导教师： 古 乐 设计时间： 2013年 7月 哈尔滨工业大学功能描述刨刀水平作往复直线运动，切削安装在工作台上的工件。刨刀每次切削一次，工作台沿着刨刀运动的水平垂直方向进给0.12、0.24、0.36mm/次，分3档可以调节 。刨刀每次切削一次，工作台沿着刨刀运动的上下垂直方向进给0.08、0.16、0.24mm/次，分3档可以调节。工作台的水平与垂直进给不能同时进行。刨刀最大行程520mm，每分钟刨刀切削15,24,37次，分3档可以调节。电机功率约4KW，额定转速1420转/分。图1-1 牛头刨床的使用功能描述简图工艺动作分析由使用功能描述可知，牛头刨床在加工平面时有两个工艺动作协调完成，即刨刀每切削一次，工作台沿着刨刀运动的水平垂直方向移动5mm以及工作台沿着刨刀运动的水平垂直方向的移动。根据牛头刨床的工艺动作分析，选定执行构件刨刀头作为参考构件，据此，可以画出牛头刨床的运动循环图。图2-1机械系统运动循环图运动功能分析根据分析的牛头刨床由原动机到执行机构的运动传递与转换的逻辑关系，可以绘制出牛头刨床的运动功能系统图。图3-1 机械系统运动功能系统图机械系统运动方案拟定4.1 根据运动功能单元确定替代结构一般情况下，在工厂的厂房内使用的普通机床都采用三相交流电动机作为原动机。因此，牛头刨床也用三相交流电动机作为原动机，其额定转速为1420rpm。图4-1 三相交流电动机及其运动功能单元表达符号带传动机构具有传动可靠、结构简单、安装方便、制造成本低等优点。在对尺寸要求不严格、传运精度要求不高的牛头刨床中，可以选用带传动机构满足过载保护的功能。图4-2 带传动机构及其运动功能单元表达符号圆柱齿轮传动机构具有传动可靠、结构简单、强度高、结构尺寸小等优点。因此，选用带传动机构和圆柱齿轮传动机构共同满足运动功能单元3运动缩小的功能。图4-3 带传动机构、齿轮传动机构及其运动功能单元表达符号牛头刨床的功能系统图中的运动功能单元5的功能是把运动功能单元4的1个输出运动分支成2个运动。图4-4 把1个输入运动分支成2个输出运动由于刨刀切削金属时，其切削力较大，需要执行机构传递较大的力。因此，应选用低副机构作为执行机构。为了提高牛头刨床的工作效率，在刨刀返回时应比切削时的平均运动速度快一些。这也就是说，应使执行机构具有急回特性。根据上述分析，选用六连杆滑块机构作为执行机构以替代功能单元6。图4-5 六连杆滑块机构及其运动功能单元表达符号选用摆动从动件盘形凸轮机构。考虑到要把摆动从动件的摆动传递较远的距离，可以把铰链四杆机构与摆动从动件盘形凸轮机构组合在一起替代功能单元7。图4-6 铰链四杆机构与摆动从动件盘形凸轮 机构组合及其运动功能单元表达符号选用棘轮机构替代功能单元8。图4-7 棘轮机构及其运动功能单元表达符号选用齿轮传动机构替代功能单元10。图4-8 齿轮传动机构及其运动功能单元表达符号选用螺旋机构替代功能单元11。图4-9 螺旋机构及其运动功能单元表达符号4.2 绘制机械运动简图图4-10 牛头刨床运动方案机械运动简图机械系统构件尺寸确定5.1 牛头刨床刨刀运动执行机构运动尺寸的确定牛头刨床刨刀运动执行机构是六杆机构。根据上述牛头刨床的已知条件，滑枕行程为H=520mm并设，连杆BC驱动滑枕的最大压力角为该牛头刨床的行程速比系数为K=1.5图5-1 牛头刨床主运动执行机构当时，连杆BC驱动滑枕的最大压力角最小。牛头刨床的行程为曲柄摆动导杆机构的极为夹角为根据已知行程速比系数，极为夹角为于是，导杆的长度为连杆BC的长度为设则5.2 牛头刨床主传动机构运动尺寸的确定5.2.1 带传动设计按传递功率4kW进行设计。传动带类型和带传动形式选择普通V带开口传动。普通V带传动的设计计算表5-1 V带传动的设计计算序号计算项目符号单位计算公式和参数选定1设计功率kW2选定带型根据和选A型普通V带3初定传动比i4小带轮基准直径mm5大带轮基准直径mm6传动比i计入滑动率取7带速vm/s普通V带8初定轴间距mm,取9所需基准长度mm,取10实际轴间距amm11小带轮包角。12单根V带传递的额定功率kW13传动比的额定功率增量kW14V带的根数z,取z=45.2.2 齿轮机构设计（1） 牛头刨床齿轮传动机构的传动比分配齿轮传动的传动比为采用两级齿轮减速，每级齿轮传动的传动比为，牛头刨床齿轮传动的几何尺寸计算以为设定实际中心距的计算基础，且以第一级