《牛頭刨床傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《牛頭刨床傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)（19頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、牛頭刨床傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 7>2013 屆 題 目： 牛頭刨床傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 機(jī)電與信息工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 魏 路 學(xué)號(hào)： 20906071064

2、 指導(dǎo)教師： 蔣 宇 職稱(chēng)（學(xué)位）： 講師 合作導(dǎo)師： 職稱(chēng)（學(xué)位）： 完成時(shí)間： 2013 年 5 月 17日 成 績(jī)： 黃山學(xué)院教務(wù)處制 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 茲呈交的學(xué)位論文，是本人在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下獨(dú)立完成的研究成果。本人在論文寫(xiě)作中參考的其他個(gè)人或集體的研究成果，均在文中以明確方式標(biāo)明。本人依法享有和承擔(dān)由此論文而產(chǎn)生

3、的權(quán)利和責(zé)任。 聲明人（簽名）： 年 月 日 目 錄 摘要………………………………………………………………………………………1 英文摘要…………………………………………………………………………………1 1 引言 …………………………………………………………………………………2 1.1 牛頭刨床現(xiàn)狀…………………………………………………………………2 1.1.1 國(guó)際牛頭刨床使用現(xiàn)狀……………………………………………………2 1.1.2 我國(guó)牛頭刨床使用現(xiàn)狀……………………………………………………3 1.2 液壓牛頭刨床與機(jī)械牛頭刨床的簡(jiǎn)單比較……………………

4、……………5 1.3 牛頭刨床傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)……………………………………………5 1.3.1 牛頭刨床傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)要求……………………………………6 1.3.2 牛頭刨床傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)…………………………………7 2 原動(dòng)機(jī)的選用 ………………………………………………………………………9 3 牛頭刨床帶傳動(dòng)裝置確定與分析…………………………………………………11 4 牛頭刨床導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)分析……………………………………………………………12 4.1 其他方案與原方案的對(duì)比分析 ……………………………………………12 4.2 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的方案確

5、定 ………………………………………………………13 4.3 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸 ………………………………………………………13 4.3.1 導(dǎo)桿的機(jī)構(gòu)尺寸 …………………………………………………………14 4.4 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 ………………………………………………………15 4.4.1 速度分析 …………………………………………………………………15 4.4.2 加速度分析 ………………………………………………………………17 4.5 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析 …………………………………………………19 4.5.1 取構(gòu)件5、6基本桿組為示力體………………………

6、…………………19 4.5.2 取構(gòu)件3、4基本桿組為示力體…………………………………………20 4.5.3 取構(gòu)件2為示力體 ………………………………………………………21 5 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………………………23 5.1 凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的設(shè)計(jì) …………………………………………………23 5.2 計(jì)算各分點(diǎn)的角位移值 ……………………………………………………24 5.2.1 推程運(yùn)動(dòng)階段 ……………………………………………………………24 5.2.2 回程運(yùn)動(dòng)階段 ……………………………………………………………25 5.3

7、用解析法計(jì)算凸輪理論輪廓和實(shí)際輪廓 …………………………………26 總結(jié) ……………………………………………………………………………………32 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………33 牛頭刨床傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì) 機(jī)電與信息工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè) 魏路（20906071064） 指導(dǎo)老師：蔣宇（講師） 摘要：牛頭刨床是一種靠刀具的往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)及工作臺(tái)的間歇運(yùn)動(dòng)來(lái)完成工件的平面切削加工的機(jī)床。通過(guò)給定的原始數(shù)據(jù)，從牛頭刨床原動(dòng)機(jī)的分析選擇、帶傳動(dòng)的分析選擇，到進(jìn)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)尺寸的分析計(jì)算，然后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)態(tài)靜力分析，找到其最優(yōu)的

8、設(shè)計(jì)方案。然后再簡(jiǎn)單對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。綜合所有設(shè)計(jì)分析的方案，選擇設(shè)計(jì)出相對(duì)最優(yōu)的牛頭刨床傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：牛頭刨床；傳動(dòng)系統(tǒng)；關(guān)鍵部件；最優(yōu)設(shè)計(jì) The key components of the shaper drive system design College of electrical and Information Engineering Mechanical engineering and automation professional Weilu （20906071064） Director：Jiangyu Lecturer Abstrac

9、t：The shaper is a plane cutting a straight reciprocating motion of tool and the work table of intermittent movement to complete the work of the machine tool. Through the original data given, selection, selection of belt drive from the analysis of shaper motive, to analyze actuator size calculation,

10、and then motion analysis, static and dynamic analysis, to find the optimal design scheme. Then a simple design and analysis of cam mechanism. All design and analysis of the choice of design scheme, design of key components of the shaper drive system relatively optimal. Key Words： shaping machine;

11、transmission system; key parts; optimal design；asp；b/s 1 引言 目前我國(guó)已經(jīng)擁有了機(jī)械牛頭刨床，液壓牛頭刨床等多種型號(hào)的牛頭刨床。但是每一種型號(hào)都不是全面的全能的，各有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，每一種機(jī)床都需要進(jìn)行改進(jìn)突破和創(chuàng)新。二零零八年機(jī)械行業(yè)增長(zhǎng)形式一片大好，國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)促進(jìn)了對(duì)牛頭刨床的強(qiáng)烈需求從而提供了發(fā)展的良好契機(jī)。 牛頭刨床的工作運(yùn)動(dòng)是，經(jīng)過(guò)一定功率的電動(dòng)機(jī)，通過(guò)V帶輪的傳遞，輸出經(jīng)過(guò)齒輪變速之后，通過(guò)一個(gè)固定短軸連接的大齒輪，短軸和齒輪之間有一定的間距，在這個(gè)間距之間安裝一個(gè)方形滑塊。動(dòng)力的傳輸裝置是靠一個(gè)長(zhǎng)槽搖桿，它的運(yùn)動(dòng)通

12、過(guò)方形滑塊被控制在長(zhǎng)槽內(nèi)滑動(dòng)。當(dāng)然中國(guó)也沒(méi)有太多的高精度加工要求，這包括模具行業(yè)，真正需要高精度的是航空航天，軍事裝備方面。 德國(guó)的牛頭刨床首先從外形上來(lái)看，整個(gè)機(jī)床造型墩實(shí)厚重，從鑄件到每個(gè)零部件絕對(duì)不會(huì)偷工減料，都用足了料。比如刨削長(zhǎng)度是1米的重量可以達(dá)到5噸多，噸位上面來(lái)說(shuō)看重。這樣可以增加牛頭刨床的穩(wěn)定性，穩(wěn)定性增加之后，精度就會(huì)提高。 還有一個(gè)方面是德國(guó)的牛頭刨床工作效率很高，華枕速度很快可以達(dá)到國(guó)內(nèi)同等質(zhì)量水平的一點(diǎn)5倍以上，電機(jī)功率也很大質(zhì)量也很好所以效率高，能源耗費(fèi)少。所以干起活來(lái)很快，據(jù)我們?cè)诋?dāng)?shù)剡M(jìn)行一項(xiàng)測(cè)試，同樣是刨削一塊鋼板，人家的用時(shí)11分鐘，我們的34分鐘。質(zhì)量好

13、壞一目了然。呵呵，當(dāng)然價(jià)格有點(diǎn)難以接受，3萬(wàn)多歐元，國(guó)人一時(shí)不能承受。 史上最大牛頭刨床產(chǎn)自俄羅斯，它的刨削長(zhǎng)度達(dá)到1.8米，比 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的最大牛頭刨床多出30公分。目前我國(guó)最大型號(hào)是來(lái)自沈陽(yáng)的1米5的。如果超過(guò)1米5就很難生產(chǎn)，對(duì)機(jī)床的各個(gè)零件的性能要求就比較高。機(jī)床總重量達(dá)到8噸，屬于重型設(shè)備。據(jù)了解它主要應(yīng)用于船舶螺旋槳的加工和刨削，以及大型設(shè)備的加工。精度也非常高，目前只在北京和上海有現(xiàn)貨和的樣品。一個(gè)機(jī)床的最大型號(hào)能否進(jìn)行突破和向上發(fā)展，代表了一個(gè)國(guó)家的綜合實(shí)力，此次俄羅斯試生產(chǎn)成功表明了他的重工業(yè)非常發(fā)達(dá)非常有實(shí)力。目前我國(guó)已經(jīng)擁有了機(jī)械牛頭刨床，液壓牛頭刨床，數(shù)控牛頭刨床，還有

14、正在研究的雙向牛頭刨床。但是每一種型號(hào)都不是全面的全能的，各有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，每一種機(jī)床都需要進(jìn)行改進(jìn)突破和創(chuàng)新。二零零八年機(jī)械行業(yè)增長(zhǎng)形式一片大好，國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)促進(jìn)了對(duì)牛頭刨床的強(qiáng)烈需求從而提供了發(fā)展的良好契機(jī)，但是最近一年兩年，國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)普遍不好，我們應(yīng)該如何發(fā)展這是一個(gè)很大的問(wèn)題。 應(yīng)該大力發(fā)展裝備制造業(yè)，特別是高端的高技術(shù)含量。國(guó)外機(jī)床很多領(lǐng)域都統(tǒng)治著占據(jù)主導(dǎo)地位，中國(guó)制造都是中低端產(chǎn)品。開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中國(guó)制造，已成為全社會(huì)的共識(shí)?？渴召?gòu)不可行，因?yàn)楦呖萍际侨思业暮诵臋C(jī)密，是國(guó)外經(jīng)濟(jì)命脈，國(guó)外怎么可能會(huì)輕易把技術(shù)傳給你，在幾乎是不可能的，所以我們只有一條路可走，那就是自己研發(fā)。

15、這種境況已經(jīng)迫在眉睫，很多機(jī)床都是低效率的，精度不高的，所生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品，質(zhì)量很差。比如說(shuō)汽車(chē)，國(guó)產(chǎn)車(chē)經(jīng)常出問(wèn)題，磨損大，耗油高，性能不好，是什么原因。那就是因?yàn)樯a(chǎn)汽車(chē)零部件的機(jī)床精度不夠造成。 這個(gè)方面的例子比比皆是，從各個(gè)方面都能夠反映出來(lái)，甚至是1顆小小的螺絲釘都能夠反映出這個(gè)國(guó)家整體質(zhì)量水平如何，它關(guān)系著人們生活水平的提高，所以我們要切切實(shí)實(shí)的提高機(jī)床的質(zhì)量，牛頭刨床廠家要切切實(shí)實(shí)的提高牛頭刨床的質(zhì)量。過(guò)去的五年規(guī)劃是機(jī)床行業(yè)的黃金發(fā)展時(shí)期，機(jī)床行業(yè)總產(chǎn)值突破5000億元大關(guān)，為了繼續(xù)鞏固國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，國(guó)家計(jì)劃在未來(lái)的五年內(nèi)要繼續(xù)扶持和振興機(jī)床行業(yè)，這是我們國(guó)家跨入發(fā)達(dá)國(guó)家必須

16、要做的功課。國(guó)家從政策上以及稅收的各方面進(jìn)行鼓勵(lì)，在高端裝備領(lǐng)域繼續(xù)擴(kuò)大投資重點(diǎn)發(fā)展高新高科技工廠設(shè)備。 自從邁入21世紀(jì)以來(lái)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)，人民生活水平有了大幅度的提高，各行各業(yè)都有了較大的增長(zhǎng)，無(wú)論是ＧＤＰ的增長(zhǎng)還是人民存款的增長(zhǎng)都顯示了這個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)蓬勃向上。 國(guó)家的宏觀政策也表明中國(guó)應(yīng)該向機(jī)床強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)，機(jī)床行業(yè)應(yīng)該制定中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，我國(guó)的機(jī)床行業(yè)有條不紊地向機(jī)床強(qiáng)國(guó)進(jìn)軍。目前我國(guó)正在處于工業(yè)化國(guó)家中期發(fā)展階段，很多行業(yè)需要進(jìn)一步的鞏固，現(xiàn)在正處于關(guān)鍵發(fā)展階段，如果再努1把力就可以跨入發(fā)達(dá)國(guó)家行列，如果稍有不慎就可能會(huì)原地踏步走或者是倒退。所以在，向一些支柱性比如行業(yè)，再比如牛頭

17、刨床行業(yè)這些中小床滿(mǎn)足了我國(guó)工程量7%以上的項(xiàng)目，從，這一階段最主要的特點(diǎn)就是制造業(yè)設(shè)備更新改造加速，企業(yè)設(shè)備投資占固定資產(chǎn)投資的比逐步提高。隨著產(chǎn)業(yè)升級(jí)需求的釋放及“裝備制造業(yè)振興規(guī)劃”等一系列利好政策， 學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，在一些歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，他們國(guó)家的機(jī)床行業(yè)相當(dāng)發(fā)達(dá)許多中小機(jī)床，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用相當(dāng)普遍。但是在我國(guó)機(jī)床人均占有量很低，特別是高端設(shè)備方面人均擁有量更少，這就是我們國(guó)家與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距之所在，從這一點(diǎn)上來(lái)說(shuō)在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)我國(guó)的機(jī)床行業(yè)還有很大的發(fā)展空間，無(wú)論是在牛頭刨床上還是在高端設(shè)備數(shù)控機(jī)床方面都需要一個(gè)量的增長(zhǎng)和質(zhì)量的增長(zhǎng)，作為一個(gè)企業(yè)和商人也應(yīng)該看到這個(gè)商機(jī)。經(jīng)濟(jì)和社

18、會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年 2011-2015年 規(guī)劃綱要，。在整個(gè)規(guī)劃中，中國(guó)政府明確表示要提高人民的生活水平，主要加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)。機(jī)床和機(jī)械企業(yè)尤其注重外在政策的調(diào)整，因?yàn)樗驼麄€(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)息息相關(guān)。 過(guò)去的五年中國(guó)政府證明了英明領(lǐng)導(dǎo)，社會(huì)國(guó)家發(fā)展得了的進(jìn)步，大幅提升綜合國(guó)力，2010年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值達(dá)到39.8萬(wàn)億元，躍居世界第二位，國(guó)家財(cái)政收入；調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)加快步伐，糧食生產(chǎn)農(nóng)業(yè)特別是連年獲得好收成，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)積極進(jìn)展取得優(yōu)化升級(jí)。 未來(lái)五年機(jī)床行業(yè)面臨大發(fā)展時(shí)期據(jù)一些經(jīng)濟(jì)學(xué)家預(yù)測(cè)，除非國(guó)家發(fā)生重大事件或者全球化生突發(fā)性事件，比如戰(zhàn)爭(zhēng)或者是全球性經(jīng)濟(jì)危機(jī)。由此看到未來(lái)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模是現(xiàn)在的好幾倍，那么

19、機(jī)床需求量會(huì)大幅上升，可見(jiàn)未來(lái)機(jī)床市場(chǎng)大有潛力面臨大發(fā)展時(shí)期。必定會(huì)促進(jìn)加工中心，數(shù)控行機(jī)床大發(fā)展，由于中國(guó)的經(jīng)濟(jì)基數(shù)大，所以對(duì)中小機(jī)床需求量也會(huì)大增，向搖臂鉆、牛頭刨床、銑床將會(huì)增長(zhǎng)100%左右?！慕?jīng)濟(jì)環(huán)保上來(lái)看，，因?yàn)樗?jiǎn)單結(jié)構(gòu)由電機(jī)直接帶動(dòng)來(lái)回運(yùn)動(dòng)，免除了中間動(dòng)力傳輸?shù)沫h(huán)節(jié)通過(guò)的液壓泵這一個(gè)，所以更直接更經(jīng)濟(jì)和環(huán)保，動(dòng)力傳輸消耗比較小。中國(guó)的數(shù)控機(jī)床雖然產(chǎn)量很大市場(chǎng)也很大，但是高等技術(shù)還是被歐洲所控制，中國(guó)最好的數(shù)控機(jī)床也趕不上美國(guó)和歐洲的一流機(jī)床。據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)2012年第一季度，數(shù)控機(jī)床進(jìn)口80多億美元同比增長(zhǎng)40%，大部分為高檔機(jī)床。雖然中國(guó)經(jīng)濟(jì)降溫，但是進(jìn)口量仍然高速飛漲。這意味著

20、許多行業(yè)正在向高精、高細(xì)、高速、柔性、智能，方向發(fā)展。目前市場(chǎng)上五軸聯(lián)動(dòng)加工中心多用于航天航空、軍事軍工、高精密儀器、衛(wèi)星部件。 （r/min） 48 49 50 52 50 48 47 55 60 56 機(jī)架/mm 380 350 430 360 370 400 390 410 380 370 工作行程 /mm 310 300 400 330 380 250 390 310 310 320 行程速比系數(shù)K 1.46 1.40 1.40 1.44 1.53 1.34 1.50 1.37 1.46 1.48 連桿與導(dǎo)桿之比 0.25 0.30 0.36 0.33 0.30 0

21、.32 0.33 0.25 0.28 0.26 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析 工作阻力/N 4500 4600 3800 4000 4100 5200 4200 4000 6000 5500 導(dǎo)桿質(zhì)量 20 20 22 20 22 24 26 28 26 22 滑塊質(zhì)量 70 70 80 80 80 90 80 70 80 60 導(dǎo)桿4質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 1.1 1.1 1.2 1.2 1.2 1.3 1.2 1.1 1.2 1.2 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 從動(dòng)件最大擺角 從動(dòng)件桿長(zhǎng) 125 135 130 122 123 124 126 128 130 132 許用壓力角

22、 40 38 42 45 43 44 41 40 42 45 推程運(yùn)動(dòng)角 75 70 65 60 70 75 65 60 72 74 遠(yuǎn)休止角 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 回程運(yùn)動(dòng)角 75 70 65 60 70 75 65 60 72 74 2 牛頭刨床原動(dòng)機(jī)的選用 牛頭刨床的工作運(yùn)動(dòng)是，經(jīng)過(guò)一定功率的電動(dòng)機(jī)，通過(guò)V帶輪的傳遞，輸出經(jīng)過(guò)齒輪變速之后，通過(guò)一個(gè)固定短軸連接的大齒輪，短軸和齒輪之間有一定的間距，在這個(gè)間距之間安裝一個(gè)方形滑塊。動(dòng)力的傳輸裝置是靠一個(gè)長(zhǎng)槽搖桿，它的運(yùn)動(dòng)通過(guò)方形滑塊被控制在長(zhǎng)槽內(nèi)滑動(dòng)。-1 牛頭刨床關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)原始

23、數(shù)據(jù)表 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析 轉(zhuǎn)速 （r/min） 機(jī)架/mm 工作行程 /mm 行程速比系數(shù)K 連桿與導(dǎo)桿之比 工作阻力/N 導(dǎo)桿質(zhì)量 滑塊質(zhì)量 導(dǎo)桿4質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 48 380 310 1.46 0.25 4500 20 70 1.1 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 從動(dòng)件最大擺角 從動(dòng)件桿長(zhǎng) 許用壓力角 推程運(yùn)動(dòng)角 遠(yuǎn)休止角 回程運(yùn)動(dòng)角 125 40 75 10 75 3 牛頭刨床帶傳動(dòng)裝置確定與分析 在牛頭刨床工作過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)減速傳動(dòng)裝置（帶和齒輪傳動(dòng)）帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)），完成刨刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和間歇移動(dòng)。電動(dòng)機(jī)不宜與齒輪減速裝置直接聯(lián)接，中

24、間需要機(jī)械傳動(dòng)方式連接，通常我們運(yùn)用到的有鏈傳動(dòng)，帶傳動(dòng)，和摩擦輪傳動(dòng)幾種。中國(guó)的數(shù)控機(jī)床雖然產(chǎn)量很大市場(chǎng)也很大， 牛頭刨床原方案簡(jiǎn)圖 其他方案與原方案的對(duì)比分析 （a） b c 圖4-2 三種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方案簡(jiǎn)圖 ：因?yàn)槠渥杂啥?，機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。此方案以滑塊機(jī)構(gòu)替代轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，增加了摩擦，以曲柄機(jī)構(gòu)帶動(dòng)的刨刀需加一個(gè)較大的力，動(dòng)力性能較差。 ：因?yàn)槠渥杂啥?機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。其沖擊振動(dòng)較大，零件易磨損，維護(hù)較難，對(duì)設(shè)備要求較高，導(dǎo)致成本增加。 ：因?yàn)槠渥杂啥? 機(jī)構(gòu)具有確

25、定的運(yùn)動(dòng)。與原方案相比，結(jié)構(gòu)同樣簡(jiǎn)單，但由于此方案中刨頭會(huì)受到曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)向上的力，不利于力的傳動(dòng)。 4.2 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的方案確定 就原方案而言： 1. 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)，自由度為，曲柄為機(jī)構(gòu)原動(dòng)件； 2. 刨刀通過(guò)曲柄帶動(dòng)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)切削功能，能滿(mǎn)足功能要求 3. 對(duì)于牛頭刨床的工作性能。牛頭刨床工作行程中，刨刀行動(dòng)速度較慢，擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)使其具有急回作用，可滿(mǎn)足任意行程速比系數(shù)的要求； 4. 傳遞性能，傳動(dòng)性能好，能承受較大的載荷，傳動(dòng)間隙較大； 5. 動(dòng)力性能，傳動(dòng)平穩(wěn)，工作過(guò)程中沖擊震動(dòng)較??； 6. 牛頭刨床的結(jié)構(gòu)和理性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，尺寸和質(zhì)量

26、也較小，制造和維修也較容易； 7. 在經(jīng)濟(jì)成本性方面，無(wú)特殊復(fù)雜的工藝和設(shè)備要求，成本較低 故我們綜合各方面的因素可以選擇原方案的執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。 4.3 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸 選擇原始分析數(shù)據(jù)： 表4-1 選擇第一組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析 轉(zhuǎn)速 （r/min） 機(jī)架/mm 工作行程 /mm 行程速比系數(shù)K 連桿與導(dǎo)桿之比 工作阻力/N 導(dǎo)桿質(zhì)量 滑塊質(zhì)量 導(dǎo)桿4質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 48 380 310 1.46 0.25 4500 20 70 1.1 4.3.1 導(dǎo)桿的機(jī)構(gòu)尺寸 根據(jù)行程速比系數(shù)K與極位夾角的關(guān)系公式：

27、 （4-1） 由原始數(shù)據(jù)知，行程速比系數(shù)K 1.46，機(jī)架，工作行程 則代入數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)計(jì)算得，原動(dòng)件桿4的極位夾角： 由三角形的正弦函數(shù)定理得曲柄2的長(zhǎng)度： （4-2） 導(dǎo)桿4的長(zhǎng)度是： （4-3） 連桿5的長(zhǎng)度： （4-4） 最終算出各尺寸， 運(yùn)用A

28、utoCAD畫(huà)出機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖4-3 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 4.4 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 4.4.1 速度分析 圖4-4 機(jī)構(gòu)左右極限簡(jiǎn)圖 機(jī)構(gòu)的左右極限位置用紅色實(shí)線(xiàn)表示，一般位置用黑實(shí)線(xiàn)表示，A點(diǎn)是速度分析開(kāi)始點(diǎn)，取為重合點(diǎn)進(jìn)行求解。 已知曲柄的轉(zhuǎn)速，所以點(diǎn)的速度為： （4-5） 其方向垂直于,指向與的轉(zhuǎn)向一致。 由運(yùn)動(dòng)合成原理可知，重合點(diǎn)有 （4-6） 方向： ‖ 大?。?? √ ? 取極點(diǎn)，按比例尺作與機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖繪在同一圖樣

29、上的速度圖，如圖3-2所示： 圖4-5 速度圖 利用公式和各個(gè)值之間的關(guān)系可以求出構(gòu)件4（3）的角速度和構(gòu)件4上B點(diǎn)的速度以及構(gòu)件4與構(gòu)件3上重合點(diǎn)A的相對(duì)速度。由于 （4-7） 可以求出導(dǎo)桿4角速度 （4-8） 所以可以得出，構(gòu)件4與構(gòu)件3上重合點(diǎn)A的相對(duì)速度的值是： （4-9） 對(duì)構(gòu)件5上B、C點(diǎn)，列同一構(gòu)件兩點(diǎn)間的速度矢量方程： （4-10） 方向：

30、 √ 大?。?? √ ? （3-8） 即也就是滑塊6的速度 （4-11） 滑塊6位移的值是： （4-12） 4.4.2 加速度分析 我們從已知的點(diǎn)一次進(jìn)行計(jì)算得出以下結(jié)果： 所以 （4-13） 大?。? √ ? √ √ ? 方向： A→

31、 A→ // 取極點(diǎn)，如圖4-6所示： 圖4-6 加速度圖 根據(jù)已知條件可以求出： 所以可以求出構(gòu)件4的角加速度為： （4-14） 大?。? ？ √ √ ？ 方向：//水平軸 √ C→B 刨頭6的加速度 （4-15） （4-16） 4.5 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析

32、 （4-17） 4.5.1 取構(gòu)件5、6基本桿組為示力體 因構(gòu)件5為二力桿，只對(duì)構(gòu)件6作受力分析即可，首先列力平衡方程： 大?。? ？ √ √ √ ？ 方向： //水平軸 //水平軸 //BC 按比例尺作力多邊形，如圖4-7，求出運(yùn)動(dòng)副反力和。 （4-18） （4-19） a

33、 b c 圖4-7 力的多邊形示意圖 4.5.2 取構(gòu)件3、4基本桿組為示力體 已知，則我們可以求出反力： （4-20） 圖4-8 然后我們可以再對(duì)構(gòu)件4列力平衡方程，求出機(jī)架對(duì)構(gòu)件4的反力： 大?。? √ √ √ √ ？ 方向： //BC √ ？ （4-21） 4.5.3 取構(gòu)件2為示力體 圖4-9

34、 （4-22） 5 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸輪機(jī)構(gòu)原始數(shù)據(jù)如下表所示 表5-1 凸輪機(jī)構(gòu)的原始數(shù)據(jù) 5.1 凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的設(shè)計(jì) 已知表5-1的基本數(shù)據(jù)，根據(jù)公式 （5-1） 可以算出近休止角： ，而擺動(dòng)推桿，所以 牛頭刨床的的凸輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，如下圖5-1簡(jiǎn)圖所示 圖5-1 擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形的凸輪機(jī)構(gòu) 凸輪與從動(dòng)件的接觸點(diǎn)D的速度方向垂直于,而D點(diǎn)的受力方向垂直于平底。因此其壓力角的計(jì)算公式為：

35、 5-2 （5-3） 由此可得壓力角和基圓半徑大小的關(guān)系，壓力角越大，則基圓半徑越小。在其他參數(shù)不變的情況下，當(dāng)壓力角為許用壓力角時(shí)，并且選擇正確的從動(dòng)件偏置方向后，可以得到最小的基圓半徑，此時(shí) 5.2 計(jì)算各分點(diǎn)的角位移值 5.2.1 推程運(yùn)動(dòng)階段 從動(dòng)件的的最大擺角，所以擺桿按等加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律上擺的角度范圍是。 （5-4） 其中推程運(yùn)動(dòng)角，所以在

36、推程運(yùn)動(dòng)階段，取為一個(gè)分度值，則 0 7.5 15 22.5 30 37.5 0 0.3 1.2 2.7 4.8 7.5 從動(dòng)件的的最大擺角，所以擺桿按等減速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律上擺的角度范圍是。 （5-5） 其中推程運(yùn)動(dòng)角，所以在推程運(yùn)動(dòng)階段，取為一個(gè)分度值，則 37.5 45 52.5 60 67.5 75 7.5 10.2 12.3 13.8 14.7 15 5.2.2 回程運(yùn)動(dòng)階段 從動(dòng)件的的最大擺角，所以擺桿按等加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律下擺的角度范圍是。

37、 （5-6） 其中推程運(yùn)動(dòng)角，所以在推程運(yùn)動(dòng)階段，取為一個(gè)分度值，則 0 7.5 15 22.5 30 37.5 15 14.7 13.8 12.3 10.2 7.5 從動(dòng)件的的最大擺角，所以擺桿按等減速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律下擺的角度范圍是。 （5-7） 其中推程運(yùn)動(dòng)角，所以在推程運(yùn)動(dòng)階段，取為一個(gè)分度值，則 37.5 45 52.5 60 67.5 75 7.5 4.8

38、2.7 1.2 0.3 0 5.3 用解析法計(jì)算凸輪理論輪廓和實(shí)際輪廓 擺桿的初始位置角 滾子中心處D點(diǎn)的直角坐標(biāo)為 Ⅰ 計(jì)算理論輪廓 推程階段： ①點(diǎn)4：， 已知得， 誤差： ②點(diǎn)8：， 從已知得， 誤差： 回程階段： ③點(diǎn)17：， 已知得， 誤差： ④點(diǎn)23：， 從已知得， 誤差： Ⅱ 計(jì)算實(shí)際輪廓 推程階段： ①點(diǎn)4：，，， 因?yàn)橥馆喌墓ぷ骶€(xiàn)為內(nèi)等距線(xiàn)，所以 從已知得， 誤差： ②點(diǎn)8：，，， 因?yàn)橥馆喌墓ぷ骶€(xiàn)為內(nèi)等距線(xiàn)，所以 從已知得， 誤差： 回程階段： ③點(diǎn)17：，，， 因?yàn)橥馆喌墓ぷ骶€(xiàn)為內(nèi)等距線(xiàn)，所以 從已知得， 誤差： ④點(diǎn)

39、23：，，， 因?yàn)橥馆喌墓ぷ骶€(xiàn)為內(nèi)等距線(xiàn)，所以 從已知得， 誤差： 用反轉(zhuǎn)法作圖繪制凸輪的理論輪廓與實(shí)際輪廓，如圖所示。 圖5-2 理論輪廓與實(shí)際輪廓題圖 總結(jié) 如今我們馬上將要步入社會(huì)，將要對(duì)這個(gè)滋養(yǎng)了我們的四年的大學(xué)說(shuō)再見(jiàn)了。有關(guān)畢業(yè)論文，我的題目是，牛頭刨床傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)。牛頭刨床是一種靠刀具的往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)及工作臺(tái)的間歇運(yùn)動(dòng)來(lái)完成工件的平面切削加工的機(jī)床，在這次論文設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)給定的原始數(shù)據(jù)，從牛頭刨床原動(dòng)機(jī)的分析選擇、帶傳動(dòng)的分析選擇，到進(jìn)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)尺寸的分析計(jì)算，然后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)態(tài)靜力分析，找到其最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。然后再簡(jiǎn)單對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。最后綜合

40、所有設(shè)計(jì)分析的方案，選擇設(shè)計(jì)出相對(duì)最優(yōu)的牛頭刨床傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)。 通過(guò)本次論文設(shè)計(jì)，本人對(duì)牛頭刨床有了更深層次的了解與體會(huì)。任何一臺(tái)機(jī)器都不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單的機(jī)械組合，他需要考慮環(huán)境，人為，使用條件等等各方面的因素。牛頭刨床也是如此。通過(guò)此次論文設(shè)計(jì)過(guò)程中所遇到的種種困難，讓自己也充分認(rèn)識(shí)到了自己的不足，缺乏經(jīng)驗(yàn)缺乏真正的過(guò)程和生產(chǎn)操作，甚至理論知識(shí)方面也不是非常熟悉于心。在以后的工作學(xué)習(xí)當(dāng)中，自己一定努力學(xué)習(xí)，從基礎(chǔ)做起，努力營(yíng)造自己的未來(lái)。 參考文獻(xiàn) [1] 孫桓,陳作模,葛文杰.機(jī)械原理〔M〕．北京：高等教育出版社，2006.5. [2] 黃繼昌,徐巧魚(yú),張海貴.實(shí)用機(jī)構(gòu)圖冊(cè)〔M〕

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