武汉理工机械原理课程设计牛头刨床1‘.doc

武汉理工大学《机械原理》课程设计说明书
目录
牛头刨床机构的分析与综合
1设计题目及原始数据
1.1 题目：牛头刨床机构的分析与综合
1.2 原始数据
1.3 名称符号的意义
2机构运动简图
3导杆机构的尺寸综合
3.1已知数据
3.2设计步骤
4导杆机构的运动分析
4.1已知数据
4.2设计步骤
4.2.1 位置划分
4.2.2 1’,6,9位置的运动 分析
4.2.3 运动分析结果汇总表
5导杆机构动态静力分析
5.1已知数据
5.2 设计步骤
5.2.1 惯性力及力矩结果汇总表
5.2.2 求齿轮 的重量
5.2.3 1’,6,9位置动态静力分析
5.2.4 动力分析结果汇总表
6齿轮机构设计计算 .
6.1 已知数据 .
6.2 设计步骤
6.2.1 确定变位系数
6.2.2 计算齿轮几何尺寸

牛头刨床机构的分析与综合
1设计题目及原始数据
1.1 题目：牛头刨床机构的分析与综合
1.2 原始数据
方案号

1.3 名称符号的意义

刨头的最大行程

导杆机构行程速度变化系数

导杆转动副 至曲柄转动副的距离

导杆 4 质心 至转动副 之距与导杆长之比，即

------导杆 5 与导杆 4 的长度比

连杆 5 质心 到转动副 B 之距与杆 5 长之比，即

刨头 6 质心到转动副 F 之距
,,
分别为构件 4、5、6 的质量
,
分别为构件 4、5 对各自质心的转动惯量

刨头所受切削阻力

切削阻力 FC 至 O2 的垂直距离

曲柄 2，齿轮 5 及凸轮 7 的转速

齿轮 4、5 的模数
,
分别为齿轮 4、5 的齿数
2机构运动简图

3导杆机构的尺寸综合
3.1已知数据
3.2设计步骤
1. 导杆机构的极位夹角与导杆的最大摆角：

2.求导杆长：

3.求曲柄长：

4.求连杆长：

5.求刨头导路 x—x 至 点的距离 ；从受力情况（有较大的传动角）出发，x—x常取为通过的扰度DE的中点M。由图得：

6.求导杆质心到转动副之距 ：

7.求连杆质心到转动副 B 之距 ：

4导杆机构的运动分析
4.1已知数据
1.由机构综合确定各构件长度和质心位置 ；
2.曲柄转速 。
4.2设计步骤
4.2.1 位置划分
将机构运动简图选定 17 个位置，其中 1 对应导杆的左极限位置，1—12 每个位置间隔为,1’对应滑块距离左极限位置 0.05H 时曲柄所在位置，7’为滑块距离右极限位置 0.05H 时曲柄所在位置， 10’对应于曲柄与导杆共线的两个位置，3 对应于距离 1’顺时针时曲柄所在位置，8’对应导杆的右极限位置。
4.2.2 1’,6,9位置的运动 分析
4.2.2.1 1’位置运动分析
1’位置速度向量方程

1’位置速度多边形

1’位置加速度向量方程

1’位置加速度多边形

4.2.2.2 6位置运动分析
6位置速度向量方程

6位置速度多边形
6位置加速度向量方程

6位置加速度多边形

4.2.2.3 9位置运动分析
9位置速度向量方程

9位置速度多边形

9位置加速度向量方程

9位置加速度多边形

名称
4.2.3 运动分析结果汇总表
位置

1’

6

9

5导杆机构动态静力分析
5.1已知数据
1.由运动分析确定的加速度与角加速度，，，，；
2.各构件的质量,,（滑块 3 质量不计）；
3.各构件的转动惯量,；
4.切削阻力及其线图；
5.齿轮 5 模数，齿数，两齿轮中心线与 X 轴夹角。
5.2 设计步骤
名称
5.2.1 惯性力及力矩结果汇总表
位置

导杆4
导杆5
刨头6

1’

6

9

5.2.2 求齿轮 的重量
齿轮5的重量用下式近似计算：

式中：
；
齿圈截断面面积：；
B：齿轮宽，取为100mm；
：齿轮材料密度，钢的密度为。

5.2.3 1’,6,9位置动态静力分析
5.2.3.1 1’位置动态 静力分析
a、杆组6—5力方程：

b、杆组3—4力方程：

c、曲柄2力方程
Rz4z5+R32+Gz5+R12=0
d、齿轮上力矩平衡：

e、1’位置动态静力图

5.2.3.2 6位置动态 静力分析
a、杆组6—5力方程：

b、杆组3—4力方程：

c、曲柄2力方程
Rz4z5+R32+Gz5+R12=0
d、齿轮上力矩平衡：

e、6位置动态静力图

5.2.3.3 9位置动态 静力分析
a、 杆组6—5力方程：

b、杆组3—4力方程：

c、曲柄2力方程:
Rz4z5+R32+Gz5+R12=0
d、齿轮上力矩平衡：

e、9位置动态静力图

名称
5.2.4 动力分析结果汇总表
位置

1’

6

9

6齿轮机构设计计算
6.1 已知数据
a、齿数中，；
b、模数；
c、齿顶高系数 ，径向间隔系数 ；
d、压力角；
e、齿轮传动采用等高度变位传动。
6.2 设计步骤
6.2.1 确定变位系数
参阅附录三可确定变位系数，。

6.2.2 计算齿轮几何尺寸
名称
符号
计算公式
计算结果
分度圆直径

分度圆直径

基圆直径

基圆直径

齿根圆直径

齿根圆直径

齿顶圆直径

齿顶圆直径

分度圆齿厚

分度圆齿厚

齿顶圆齿厚

齿顶圆齿厚

中心距a

重合度ε

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