安徽理工大学机械原理课程设计

目 录

一、设计题目………………………………………………2

1、牛头刨床的机构运动简图………………………………2 2、工作原理…………………………………………………2

二、原始数据………………………………………………3 三、机构的设计与分析…………………………………4

1、齿轮机构的设计…………………………………………4 2、凸轮机构的设计…………………………………………10 3、导杆机构的设计…………………………………………16

四、设计过程中用到的方法和原理…………………26

1、设计过程中用到的方法…………………………………26 2、设计过程中用到的原理…………………………………26

五、参考文献………………………………………………27 六、小结……………………………………………………28

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一、设 计 题 目

——牛头刨床传动机构

1、牛头刨床的机构运动简图

2、工作原理

牛头刨床是对工件进行平面切削加工的一种通用机床，其传动部分由电动机经带传动和齿轮传动z0—z1、z1、—z2，带动曲柄2作等角速回转。刨床工作时，由导杆机构2、3、4、5、6带动刨刀作往复运动，刨头右行时，刨刀进行切削，称为工作行程；刨头左行时，刨刀不进行切削，称为空回行程，刨刀每切削完一次，利用空回行程的时间，固结在曲柄O2轴上的凸轮7通过四杆机构8、9、10与棘轮11和棘爪12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。

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二、原 始 数 据

设计数据分别见表1、表2、表3.

表1 齿轮机构设计数据 设计内容 符号 单位 方案Ⅰ 方案Ⅱ 方案Ⅲ n01 r/min 1440 1440 1440 d01 mm 100 100 100 d02 mm 300 300 300 20 16 19 z0 齿轮机构设计 z1 40 40 50 z1’ 10 13 15 m01 mm 3.5 4 3.5 m1’28 n2 r/min 60 64 72 mm 10 8 表2 凸轮机构设计数据 设计内容 符号 单位 方案Ⅰ 方案Ⅱ 方案Ⅲ 方案Ⅳ LO2O4 mm LO4D mm φ 凸轮机构设计 [α] ° 45 45 45 45 δ02 δ0 δ01 ° 10 10 0 10 δ/ 0r0 mm 85 95 90 90 rr mm 15 20 18 20 摆杆运动规律 等加速等减速 余弦加速度 正弦加速度 五次多项式 ° ° 205 210 215 205 ° 75 70 75 70 ° 70 70 70 75

150 130 18 165 150 15 160 140 18 155 135 20 表3 导杆机构设计数据 设计内容 符号 单位 方案Ⅰ 方案Ⅱ 方案Ⅲ K 1.46 1.39 1.42 导杆机构尺度综合和运动分析 n2 r/min 60 64 72 110 90 115 LO2A H mm 320 290 410 0.25LO3B 0.3LO3B 0.36LO3B LBC

表4 机构位置分配表 位置号 位置组号 学生号 1 2 3 1 3 6 8 10 1 4 7 8 11 2 5 79 12 / //A B C D 2 5 8 10 7/ // 1 4 7 8 10 2 5 7 9 11 1 3 6 8 12 ///1 5 7 9 12 1 3 6 8 11 2 4 7 8 10 ///1 3 6 811 1 4 7 9 12

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三、机构的设计与分析

1、齿轮机构的设计

已知条件 设计内容 符号 单位 方案Ⅱ 齿 轮 机 构 设 计 n01 rmin 1440 d01 d02 z0 16 z1 40 z1' 13 m01 m1'2 n2 rmin 64 mm 100 mm 300 mm 4 mm 10 设计内容与步骤 （1）计算齿轮z2的齿数

由i?d02z1z2n01ndzz1440?100?16?13 （1~1） 得 z2?010101'?????39

d01z0z1'n02d02z1n2300?40?64（2）选择传动类型

① z0?16?~z1?40?：按满足不根切、重迭系数??1.2、齿顶圆齿厚sa?0.4m、节点位于单齿啮合区4个条件从封闭图中选择变位系数 x0?0.400 x1??0.250

x0?x1?0.400?0.250?0.150?0 （1~2）故z0?16?~z1?40?采用正传动。

② z1?13?~z2?39?：按满足不根切、重迭系数??1.2、齿顶圆齿厚sa?0.4m、节点位于

'单齿啮合区4个条件从封闭图中选择变位系数

' x1 x2??0.400 ?0.300'' x1?13?~z2?39?采用负传动。 ?x2?0.300?0.400??0.100?0 （1~3）故z1（3）验算不根切最小变位系数 ①z0~z1：x0min?17?z0?1??17?16?h??a??0.060 （1~4）

1717 x0?0.400?0.060 不会发生根切

x1min?17?z1?1??17?40?h??a???1.350 （1~5）

1717x1??0.250??1.350 不会发生根切

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②z~z2：x'1'1min'h?1??17?13?a17?z1???0.240 （1~6）

1717??' x1?0.300?0.240 不会发生根切

x2min?17?z2?1??17?39?h??a???1.290 （1~7）

1717x2??0.400??1.290 不会发生根切

（4）计算中心距变动系数（y）和齿顶高降低系数（△y）

①z0~z1：由无侧隙啮合方程 inv?'?2tan??x0?x1??z0?z1??inv? （1~8）

得inv??0.016854

由表得inv2045?0.016710，inv2050?0.016920，则插值：

?'?''20?50'?20?45'?'?20?45'? （1~9）

0.016920?0.0167100.016854?0.016710 得 ??2048.4?20.081

标准中心距为 a?'?'?m??z0?z1??112mm （1~10）

2cos?112?cos20??mm?112.588mm （1~11）

cos??cos20.081?a??a112.588?112??0.147 （1~12） 中心距变动系数为 y?m4 实际中心距为 a??a? 齿顶高降低系数为 ?y??x0?x1??y?0.150?0.147?0.003 （1~13）

?~z2：由无侧隙啮合方程 inv??2tan??x1??x2??z1??z2??inv? （1~14） ② z1'得 inv??0.013504

由表得inv19?20??0.013418，inv19?25??0.013598，则插值

'19?25??19?20????19?20?? （1~15）

0.013598?0.0134180.013504?0.013418'3 得 ??19?22.4??19.37? 标准中心距为 a???z2?m??z1?260mm （1~16）

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