哈工大机械原理课程设计说明书牛头刨床方案一.docx

机械原理课程设计 牛头刨床（方案1） PAGE 1 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 kW 2 选定带型 根据和选A型普通V带 3 初定传动比 i 4 小带轮 基准直径 mm 5 大带轮 基准直径 mm 6 传动比 i 计