机械原理课程设计牛头刨床主传动机构设计设计者：王安银学号：10040034专业：机械设计制造及其自动化班级：机制001指导教师：温正忠设计时间：2012.5TOC\o"1-3"\h\u工作原理及工艺动作过程牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图1所示。电动机经皮带和齿轮传动（图中未画出），带传动曲柄2和固结在其上的凸轮8.刨床工作时，曲柄2主动，经经导杆1-2-3-4-5-6传动，将曲柄2的旋转运动变换为刨头（刨刀）6的往复直线运动，实现切削运动。刨头右行时，刨刀切削工件7，称为工作行程，该行程在前、后各有一段0.05H的空刀距离，工作行程要求刨刀运动速度慢且在切削工件时近似为匀速，以提高切削质量；刨头左行时，刨刀不切削工件，称为空回程，该行程要求刨刀运动速度快，以提高生产率。刨刀每削完一次，利用回程的时间，经凸轮机构1-8-9、铰链四杆机构1-9-10-11和棘轮1-11-12带动螺旋机构（图中未画出）运动，使工作台连同工件在垂直纸面方向作一次简写进给运动，以便继续切削。图1原始数据牛头刨床主传动机构的设计数据曲轴转速n=55r/min刨刀工作行程H=380mm行程速比系数K=1.4lo1o2=400mm设计要求a.设计一机构将转动变换为移动，以实现刨刀的要求；b.机构在运动过程中具有良好的传力性能。设计内容a.根据牛头刨床的工作原理，确定主传动机构的方案；b.根据题目给定的数据进行机构的运动设计，以便确定机构的运动尺寸；c.分析所设计的机构是否满足设计要求，包括运动连续性分析和运动过程中刨头的压力角分析等；d.机构的运动分析，即分析刨刀的位移、速度和加速度；e.绘制一张设计结果图（3号图纸）。作图要求仔细认真，做到正确、整洁。机构的任意一个位置用粗实现表示，二个极限位置用虚f.线表示，其他辅助线用昔时贤表示。图上还应注明比例尺、安装尺寸及必要的说明符号；g.整理设计说明书。设计方案机构简图及数据n=45r/min(ω2=5.7596rad/s)H=380mmK=1.4lo1o2=400mm所设计的牛头刨床主传动机构运动简图如图2所示。运动分析曲柄导杆机构（1-2-3-4）运动分析（参考解图3）：图2图3由解图3-2中封闭向量多边形得:将上式各相量投影到x、y轴上得：⑴⑵由⑴、⑵式可得：⑴、⑵式对时间求一阶导得：⑶⑷联立⑶、⑷式化简得：⑴、⑵式对时间求二阶导得：⑸⑹联立⑸、⑹式化简得：导杆滑块机构（1-4-5-6）运动分析（参考解图3）：由解图3-2中封闭向量多边形得：将上式各相量投影到x、y轴上得：⑺⑻由⑺、⑻式可得：⑺、⑻对时间求一阶导得：⑼⑽联立⑼、⑽式化简得：⑺、⑻对时间求二阶导得：⑾⑿联立⑾、⑿式化简得：运动分析结果将以上已知尺寸和参数作为固定参量放在excel表的第2行，第3行A、B、C…列分别键入，从第4行开始计算数据：A4格=0；A5格=A4+5，之后利用excel的本列自动递加复制功能，在A列个格中构造间隔为的值。依次按公式进行编辑：Φ4在B4格编入=DEGREES(ATAN((($D$2*SIN(RADIANS(A4))+$B$2)/($D$2*COS(RADIANS(A4))))))lA在C4格编入=($D$2*SIN(RADIANS(A4))+$B$2)/(SIN(RADIANS(B4)))ω4在D4格编入=($L$2*$D$2*COS(RADIANS(A4-B4)))/C4vA在E4格编入=-$L$2*$D$2*SIN(RADIANS(A4-B4))ε4在F4格编入=-(2*D4*E4+($L$2^2)*$D$2*SIN(RADIANS(A4-B4)))/C4Φ5在G4格编入=DEGREES(ASIN(($J$2-$H$2*SIN(RADIANS(B4)))/$F$2))lC在H4格编入=$H$2*COS(RADIANS(B4))+$F$2*COS(RADIANS(G4))SC在I4格编入=($D$2*$H$2/$B$2)+SQRT($F$2^2-(($J$2-($H$2/$B$2)*SQRT($B$2^2-$D$2^2)))^2)-H4vC在J4格编入=-((D4*$H$2*SIN(RADIANS(B4-G4))/$F$2*COS(RADIANS(G4))))ω5在K4格编入=-(D4*$H$2*COS(RADIANS(B4))/$F$2*COS(RADIANS(G4)))aC在L4格编入=-((F4*$