1、牛頭刨床傳動機構設計及運動分析說明書設計題目： 牛頭刨床傳動機構設計及其運動分析學院：機電學院設計者：盧江 班級：0508102學號：050810232指導教師：郭勤濤 日期:2010年6月16日 目錄 一 緒論.11.牛頭刨床機構工作原理.12. 設計目的.23. 設計任務.3二 設計計算過程及說明.31. 牛頭刨床機構示意圖及原始數據.3 2.齒輪機構基本參數.43.連桿設計和運動分析.54. 編寫的計算源程序.7 5. 電算的源程序和結果.96. 設計圖解法的圖紙.13三 設計小結.131. 對設計結果的分析討論.13四 參考文獻.131. 列出主要參考資料.13一. 緒論 1.1 牛頭

2、刨床機構工作原理 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。電動機經過減速傳動裝置（皮帶和齒輪傳動）帶動執行機構（導桿機構）完成刨刀的往復運動和間歇移動。牛頭刨床的滑枕的直線運動不能說是偏心輪的作用。 牛頭刨床的動力，經過減速后，在大齒輪的一面有一個固定短軸，短軸和齒輪中心有一定距離，裝一個方形滑塊。 在齒輪的下方，有一個軸承座，安裝了一個長搖桿，齒輪上的方形滑塊始終在長桿上滑動。 搖桿的上端，有滑枕的方形滑塊，也是在桿上滑動，搖桿就使得滑枕前后運動。這兩個滑塊都是能夠轉動的。 當大齒輪轉動時，由滑塊帶動搖桿前后扇形擺動。滑塊位置在中心下面時，同等的轉

3、動圓心角，搖桿可以運動較大的角度，帶動滑枕快速后退。 當大齒輪滑塊在上方時，同樣的圓心角，搖桿的運動就慢得多，這樣滑枕就能夠有較大的切削力。 調整大齒輪滑塊的中心距，就能夠調整滑枕行程。 滑枕是慢進快退，這樣符合工作要求。本實驗以牛頭刨床刀具運動的主傳動機構為設計對象，通過對具有急回特性的機構的設計，掌握機構的選型、構型方法，利用機構構型的組合原理完成方案設計、比較，確定最終結果。最后進行運動模擬。牛頭刨床主傳動機構運動原理如下：當牛頭刨床的主要工作機構滑枕右行時，刨刀進行切削，成為工作行程；此時要求刨頭的速度較低且平穩，以提高切削質量；刨頭左行時，不工作，稱為回程，此時要求刨頭的速度較高以提

4、高生產率，這個關鍵特性稱為“急回”特性。用急回系數K加以描述。 式中為擺桿兩極限位置的夾角故要實現“急回”特性，就必須使機構的存在。角越大，K也越大，急回運動越明顯。并通過改變桿件的長度，改變其“急回”特性。1.2 設計目的機械原理課程設計是機械原理課程的一個重要的實踐性教學環節，其目的是：（1）進一步鞏固和加深學生所學的理論知識；（2）培養學生運用理論知識獨立解決有關本課程實際問題的能力，使學生對機械的分析和設計有一個較完整和系統的概念；（3）通過對具體問題的分析、計算、制圖、技術資料的使用，電算程序的編制及計算機使用等各環節，培養學生獨立分析問題和解決問題的工程技術能力。1.3 設計任務本

5、設計的任務主要包括二部分： （1）按機械的幾何、運動等性能要求，進行低副機構的尺度綜合和高副機構的輪廓線設計。（2）對所設計的機構進行運動分析。要求用解析法分析機構整個工作循環過程，并同時用圖解法分析機構某幾個瞬時位置的運動，對兩種方法的分析結果作對比分析。二 設計計算過程及說明2.1 牛頭刨床傳動機構示意圖及原始數據2.1.1 機構示意圖：機構示意圖：該機構由齒輪1驅動齒輪2，在齒輪2上鉸接有滑塊，再由導桿機構實現刨刀滑枕的 切削運動。原始數據：齒輪參數： 壓力角 ，齒頂高系數=1 ，頂隙系數齒輪轉速n1（rpm）模數m（mm）齒數Z1齒數Z2距離L1（mm）滑枕沖程H（mm）行程數比系數K

6、距離L2（mm）中心距O2O3300614581804201.45410380 2.2齒輪機構傳動設計 齒輪1不發生根切的最小變位系數x1min= = =0.176齒輪2不發生根切的最小變位系數x2min= =-2.41 假設X1=1，X2=0.5。因為Z1<17 且X1，所以該齒輪不會發生根切。又由 Z2 > Zmin=17,所以齒輪2也不會發生根切現象。inv=2z1+z2×tan+inv=2/720.364+0.01508=0.025192由內插法求得:=23.66° 齒輪傳動的中心距： =m2z1+z2 cos20°cos23.66°

7、=221.60mm中心距變動系數： y=1=（-1）=0.9334.齒高變動系數： =1-y=1-0.9334=0.06655.分度圓直徑：D1=m×z1=84mmD2=m×z2=348mm基圓直徑：Db1=d1×cos =78.93mmDb2=d2×cos =327.01mm齒頂圓直徑:Da1=2a-d2+2m(ha*-x2)=101.2mmDa2=2a-d1+2m(ha*-x1)= 359.2mm齒根圓直徑：Df1=m(z1-2-2+2)=6（14-2-20.25+21）=81 mm Df2=m (z2-2-2+2)=6（58-2-20.25+20.

8、5）=339 mm齒頂圓壓力角： = arc cos(/)=38.745°= arc cos(/)= (24.444)°重合度： = z1(tan38.745°-tan20°)+ z2(tan24.444°-tan20° )/2=1.814變位齒輪分度圓上齒厚：s= =×6/2+2×0.6×6×tan20°=13.7mm齒槽寬: e=×6/2-2×1×6×tan20°=5.056 mm小齒輪齒頂圓齒厚：= s×ra1/r-2r

9、a1×(inv38.745°-inv20°)=4.21mm因為 > 0.4m=2.4mm,所以變位系數取值正確。 2.3連桿機構設計和運動分析 由k=1.45知，=180×k-1k+1=180×0.45/2.45=33.06 º由=73.459 º，且在此極限位置時cos=02A0203=cos73.459º求得o2A=108.186mm又cos 16.541=03A380,求得=364.27mm將機構置于圖示坐標系中，各構件的矢量指向如圖所示，其適量方程為 將上式分別向x軸和y軸投影的方程組 其中只有和兩個

10、未知數，故可以通過解方程求解。將上方程組兩邊平方后相加 .將上方程組第二式除以第一式得 .將上方程組對時間求一階導數得：其中只有和兩個未知數，故可以通過解方程求解。解得同理將第二個方程組對時間 t求導并合并同類項，得 其中只有和兩個未知數，解得：= 式中= 為科氏加速度。同理可得= - 2.4計算機源程序及注解 令的長度為L1, 的長度為L2，的長度為S1，滑塊A的位移為S，速度為V，加速度為a , 與X軸的夾角為J1，與X軸的夾角為J2，角速度為，的角速度為。的角加速度為e3.#include<math.h>#include<stdio.h>#define PI 3.

11、1415926int i;float n1=300,m=6,z1=14,z2=58,Lo2o3=350,Lo2a=108.186;float j1,j2,tanj2,S,Lo2a,Lo3a,w1,w2,w3,V,e3,akab,a;PRINT(float j1); FILE *fp;fp=fopen("d:nTB5.txt","a");tanj2=(Lo2o3+Lo2a*sin(j1)/(Lo2a*cos(j1);j2=atan(tanj2); /*j2為桿與水平線夾角,j1為桿逆時針轉過角度*，保證J2的數值不為90 º/S=sqrt(Lo2

12、o3)*(Lo2o3)+(Lo2a)*(Lo2a)+2*Lo2a*Lo2o3*sin(j1);w1=2*PI*n1/(60);w2=w1*z1/(z2);w3=Lo2a*w2*cos(j1-j2)/(S); /*搖桿的角速度*/V=-w2*Lo2a*sin(j1-j2); /*滑塊A相對于桿的速度*/e3=-(akab+Lo2a*w2*w2*sin(j1-j2)/(S); /*桿的角加速度*/akab=2*V*w3; /*科氏加速度*/a=（S*w3*w3）-（Lo2a*w2*w2*cos(j1-j2)）; /*滑塊A相對于桿的加速度*/printf("%2d%12.3f%16.3f

13、%16.3f%16.3fn",i,(j1/(PI)*180,S,V,a);fprintf(fp,"%2d%12.3f%18.3f%18.3f%18.3fn",i,(j1/(PI)*180,S,V,a);fclose(fp);Void main(void) FILE *fp;if(fp=fopen("d:nTB5.txt","w+")=NULL)exit(0);printf("NO:t j1tt Stt Vtt ann");/為空時不執行/for(j1=0,i=1;j1<=2*PI;j1=j1+(5*

14、(PI)/180),i+) PRINT(j1);if(i%20=0)system("pause");fclose(fp);system("pause"); 角度位移速度加速度2.5 用圖解法分析機構的三個瞬時位置的運動，作出相應機構位置圖、速度和加速度圖，并將圖解法的結果與解析法計算結果相比較。 三 實驗小結 通過此次課程設計，我深刻的認識到了學習中的不足與問題。特別是在機構運動分析過程中，我更是認識到了學習上的不足。在編程過程中頻繁的錯誤讓我傷透了腦筋。好在經過努力此次任務終于完成了，看著幾十頁的勞動成果，心中不禁油然產生一種成就感。 此次課程設計雖說一半是計算機工作一般人工勞作，但在數據的處理過程中卻起到了相得益彰的效果。比如在對滑塊的速度，加速度和位移的分析過程中雖然是采取計算機和人工計算兩種不同的處理方式，但其得出的結果卻差別不大，這充分說明了學習工作的多方法性，也教育我們不要拘泥于單一的思維方式，要用多重方法解決為題。 在設計的初始階段在變