牛头刨床设计说明书.docx

机械原理

课程设计（论文）

题目：牛头刨床

学生姓名：xx

专 业：西南大学工程技术学院机械类专业

学 号：222010322210xx0

班级：2010级6班

指导教师： 李华英

成绩：

绪论

机构的选型

2.1主执行机构的选型

2.2辅助执行机构的选型

原动机的选用

拟定传动系统方案

传动系统的选择与设计

绘制系统工作循环图

机构尺度参数确定

静力分析和初定各构件的质量参数

主执行机构的运动分析

主执行机构的动态静力分析

主执行机构的动态静力分析图解法

凸轮的设计

参考文献

1.绪论

牛头刨床的简介

牛头刨床是用于加工中小尺寸的平面或直槽的金属切削机床，多用于单件或小批量生产。

为了适用不同材料和不同尺寸工件的粗、精加工，要求主执行构件一刨刀能以数种不同速度、不同行程和不同起始位置作水平往复直线移动，且切削时刨刀的移动速度低于空行程速度，即刨刀具有急回现象。刨刀可随小刀架作不同进给量的垂直进给；安装工件的工作台应具有不同进给量的横向进给，以完成平面的加工，工作台还应具有升降功能，以适应不同高度的工件加工。

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图1设计对象

图2牛头刨床系统图

图2牛头刨床系统图

机构的选型

2.1主执行机构的选型

牛头刨床的刨刀机构即为主执行机构，它是实现往复移动输出地机构。可供选择的主执行机构方案如图3所示。

图3主执行机构参考方案

参考方案中均为一自由度的能实现“将转动转换为往复移动”的六杆II级机构。但所列举的各个方案中，方案1是行程扩大机构，又具有急回特性要求，且控制住行程速比系数要求就能够实现切削时刨刀近似等速的要求。方案1中各构件受力特性良好，所以最终选择方案1为牛头刨床主执行机构。

2.2辅助执行机构选型：

辅助执行机构是指控制工件运动的机构，即牛头刨床的工作台进给机构。根据辅助执行机构的选型的以下要求：

1、 与主执行机构有相同的工作周期。

2、 辅助执行机构是“将连续转动转换成间歇运动”的机构。

所选的辅助执行机构应该与主执行机构的运动严格协调，这就意味着辅助执行机构与主执行机构尽量用同一个原动机。而“将连续转动转换成间歇运动”的机构有：

1、 棘轮机构：它是由摆杆、棘爪、棘轮及机架所组成。摆杆机构带动棘爪往复摆动，棘轮作单向间歇回转。

2、 槽轮机构：它是由具有径向槽的槽轮和具有圆销的构件及机架组成。具有圆销的构件为主动件。

3、 凸轮式间歇运动机构：它是由凸轮、转盘、及机架组成。凸轮为主动件。

4、 不完全齿轮机构：它与普通齿轮机构不同之处是在主、从动件的节圆上没有布满轮齿。因此，当主动轮作连续回转运动时，从动轮作单向间歇转动。

比较四种方案各方面特点，最终选择齿啮式棘轮机构为最终辅助执行机构。如图1中辅助执行机构部分，当主动轮1转动，通过滚子推动摆杆6摆动，经连杆机构传动力和运动，连杆执行机构上铰接棘爪推动棘轮间歇转动。凸轮转一周，棘轮转过2nz角度，其中z为棘轮齿数。棘轮装配在传动蜗杆上，棘轮的间歇运动最终通过传过蜗杆转换成工作台的间歇进给。这样主动凸轮连续转动，可以得到工作台的间歇进给运动。

原动机的选用

牛头刨床的原动件运动形式为连续回转，可以选择的原动机为内燃机、液压马达、气动马达和电动机。电动机的功率/重量比大，输出刚度硬，单向回转，噪声小，初始成本低，运转费用是各种原动机中最低的，且维护要求较少，功率范围非常广。所以，综合各方面条件，确定选择电动机为原动件。

电动机又有各种类型，如交流异步电动机、直流电动机、交流变频变速电动机、伺服电动机、步进电动机和力矩电动机等。交流三相异步电动机结构简单、价格便宜、体积小、运行可靠、维护方便、坚固耐用；能保持恒速运行及经受较频繁的启动、反转及制动；但启动转矩小，调速困难。一般机械系统中应用最多。所以，综合考虑各方面条件，确定原动机为交流三相异步电动机型。

原动机转速确定为：根据所设计的主执行机构曲柄转速n1=56r/min和传动系统的设计，可选择出原动机转速为1000r/min-1500r/min之间为宜，可以选择1440r/min的。

原动机类型确定为：Y型三相异步电动机转速为1400r/min的电动机型号为Y2-100L1-4。其额定功率为2.2KW，额定电流为5.2A，效率为80%，噪声也比较低。

拟定传动系统方案

4?1传动系统的选择与设计

传动系统的作用通常是实现减速、增速和变速，有时也用作实现运动形式的转换，并

且在传递运动的同时，将原动机的输出功率和转矩传递给执行机构。

通常要把原动机的输出运动传给执行机构，仅选用一种传动装置或机构的情况较少见，大多数情况是选择若干种传动装置或机构合理地加以组合布置，构成一个传动系统，才能实现预期的工作要求