牛头刨床凸轮设计牛头刨床齿轮设计.doc

目 录一、设计题目………………………………………………21、牛头刨床的机构运动简图………………………………22、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。

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齿轮机构设计符号n01d01d02z0z1z1’m01m1’2n2单位r/minmmmmmmmmr/min方案Ⅰ14401003002040103.5860方案Ⅱ144010030016401341064方案Ⅲ14401003001950153.5872表2 凸轮机构设计数据设计内容凸轮机构设计符号LO2O4LO4Dφ[α]δ02δ0δ01δ0/r0rr摆杆运动规律单位mmmm°°°°°°mmmm方案Ⅰ15013018452057510708515等加速等减速方案Ⅱ16515015452107010709520余弦加速度方案Ⅲ1601401845215750709018正弦加速度方案Ⅳ15513520452057010759020五次多项式表3 导杆机构设计数据设计内容导杆机构尺度综合和运动分析符号Kn2LO2AHLBC单位r/minmm方案Ⅰ1.46601103200.25LO3B方案Ⅱ1.3964902900.3LO3B方案Ⅲ1.42721154100.36LO3B表4 机构位置分配表位置号 位置组号学生号ABCD11 3 6 8/ 102 5 8 10 7/1/ 4 7 8 101 5 7/ 9 1221/ 4 7 8 111 3 6 8/ 112 5 7/ 9 111/ 3 6 8/ 1132 5 7/ 9 121/ 4 7 9 121 3 6 8/ 122 4 7 8 10三、机构的设计与分析1、齿轮机构的设计已知条件设计内容齿 轮 机 构 设 计符号单位方案Ⅱ144010030016401341064设计内容与步骤（1）计算齿轮的齿数由 （1~1） 得 （2）选择传动类型 ① ：按满足不根切、重迭系数、齿顶圆齿厚、节点位于单齿啮合区4个条件从封闭图中选择变位系数 （1~2）故采用正传动。

② ：按满足不根切、重迭系数、齿顶圆齿厚、节点位于单齿啮合区4个条件从封闭图中选择变位系数 （1~3）故采用负传动3）验算不根切最小变位系数 ①： （1~4） 不会发生根切 （1~5） 不会发生根切 ②： （1~6） 不会发生根切 （1~7） 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） ①：由无侧隙啮合方程 （1~8）得 由表得，，则插值： （1~9） 得 标准中心距为 （1~10） 实际中心距为 （1~11） 中心距变动系数为 （1~12） 齿顶高降低系数为 （1~13）② ：由无侧隙啮合方程 （1~14）得 由表得，，则插值 （1~15） 得 标准中心距为 （1~16） 实际中心距为 （1~17） 中心距变动系数为 （1~18） 齿顶高降低系数为 （1~19）（5）计算齿轮的几何尺寸 ① 小齿轮（mm）大齿轮（mm）表3-1 ② ：小齿轮（mm）大齿轮（mm）表3-2（6）检验齿顶圆齿厚和重迭系数 ①： 由渐开线齿廓压力角的定义得： 齿顶圆压力角： （1~20） （1~21）小齿轮的齿顶圆齿厚 （1~22） 大齿轮的齿顶圆齿厚 （1~23） 重迭系数 （1~24） 所以，校核满足条件。

② ：由渐开线齿廓压力角的定义得： 齿顶圆压力角 （1~25） （1~26）小齿轮的齿顶圆齿厚 （1~27）大齿轮的齿顶圆齿厚 （1~28）重迭系数 （1~29） 所以，校核满足条件 （7）按比例绘出单、双齿对啮合区①：选取比例尺 图中粗实线部分为双齿对啮合区，其余为单齿对啮合区 图2② ： 选取比例尺 图中粗实线部分为双齿对啮合区，其余为单齿对啮合区 图32、凸轮机构的设计已知条件设计内容凸 轮 设 计符号摆杆运动规律单位mmmmmmmm方案Ⅰ15013018452057510708515等加速等减速设计内容与步骤（1）计算各分点的角位移值 推程运动阶段 摆杆按等加速运动规律上摆（） （2~1） 其中，，取为一个分度值，则（）07.51522.53037.5（）00.361.443.245.769摆杆按等减速运动规律上摆（） （2~2） 其中，，取为一个分度值，则（）37.54552.56067.575（）912．2414.7616.5617.6418回程运动阶段摆杆按等加速运动规律下摆（） （2~3） 其中，，取为一个分度值，则（）05101520253035（）1817.81617.26516.34715.06113.40811.3889摆杆按等减速运动规律下摆（） （2~4） 其中，，取为一个分度值，则（）3540455055606570（）96.6124.5922.9391.6530.7350.1840（2）选取，由作出凸轮的基圆，以凸轮轴心为圆心，以为半径作一圆，摆杆的回转轴心在反转过程中依次所占据的位置即在此圆上，如图所示。

3）用反转法作图绘制凸轮的理论轮廓与实际轮廓，如图所示4）由定性分析可知，最大压力角出现在远休止阶段，如图所示 从图中量得，而摆动推杆，所以 故压力角满足力学条件，符合设计要求5）用解析法计算凸轮理论轮廓和实际轮廓，计算值与图解法的相应点的值进行比较，并计算误差摆杆的初始位置角 （2~5）滚子中心处D点的直角坐标为 （2~6）Ⅰ 计算理论轮廓 推程阶段： ①点4：， 从图中量得， 误差： ②点8：， 从图中量得，误差： 回程阶段：③点17：， 从图中量得，误差： ④点23：， 从图中量得， 误差： Ⅱ 计算实际轮廓 推程阶段： ①点4：，，， 因为凸轮的工作线为内等距线，所以 从图中量得，误差： ②点8：，，， 因为凸轮的工作线为内等距线，所以 从图中量得，误差： 回程阶段： ③点17：，，， 。