1、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 .4.2.21 ,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 .5.2.31 ,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
2、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 .武汉理工大学机械原理课程设计说明书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HL O2 O3P1P2P36m 4m5m6L FS号mmKmmkgkgkgmmJS4JS5FcYn2mZ4LLIVkgm 2kgm 2Npr.p.mmmZ5O2 O4O 4Cmmmmmm1.3名称符号的意义H刨头的最大行程K导杆机构行程速度变化系数L O2O3导杆转动副 O3 至曲柄转动副 O2 的距离P1导杆 4质心 S4 至转动副 O3 之距与导杆长之比，即
3、 L BS5 / L BFP2L BF / L O 3 B - 导杆 5 与导杆 4 的长度比P3连杆 5质心 S5 到转动副 B 之距与杆 5 长之比，即 L BS5 / L BFL FS6刨头 6质心到转动副 F 之距m4 , m5 , m6分别为构件4、5、6 的质量JS4 , JS5分别为构件4、5 对各自质心的转动惯量第1页武汉理工大学机械原理课程设计说明书Fc刨头所受切削阻力Yp切削阻力 FC 至 O2 的垂直距离n2曲柄 2，齿轮 5 及凸轮 7 的转速m齿轮 4、5 的模数Z4 , Z5分别为齿轮 4、5 的齿数2 机构运动简图第2页武汉理工大学机械原理课程设计说明书3 导杆机
4、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 L O3 B ：3.求曲柄长 LO 2A ：4.求连杆长 L BF ：5.求刨头导路 xx 至 O3 点的距离 L O 3M ；从受力情况（有较大的传动角）出发， x x 常取为通过 B1B 2 的扰度 DE 的中点 M 。由图得：6.求导杆质心到转动副O3 之距 L O3 S4 ：7.求连杆质心到转动副B 之距 LBS5 ：第3页武汉理工大学机械原理课程设计说明书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n2 =80r.p.m 。4.2 设计步骤4
5、.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30 ,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 60 时曲柄所在位置， 8对应导杆的右极限位置。4.2.21,6,9位置的运动 分析4.2.2.11位置运动分析1位置速度向量方程uuuuuruuuuuruuuuuuurv A4v A3v A A34uuuruuuruuurvFVBvFB第4页武汉理工大学机械原理课程设计说明书1位置速度多边形1位置加速度向量方程rnr
6、trr kr raA4aA4aA3aA4A3aA4A3urrr nr tfaBaFBaFB第5页武汉理工大学机械原理课程设计说明书1位置加速度多边形4.2.2.26位置运动分析6 位置速度向量方程uuuuuruuuuuruuuuuuurv A4vA3v A A34uuuruuuruuurvFVBv FB第6页6 位置速度多边形6 位置加速度向量方程r naA4urf6 位置加速度多边形武汉理工大学机械原理课程设计说明书r trr kr raA4aA3aA4A3aA4A3rr nr taBaFBaFB第7页武汉理工大学机械原理课程设计说明书4.2.2.39位置运动分析9 位置速度向量方程uuuu
7、uruuuuuruuuuuuurvA4v A3v A 4 A 3uuuruuuruuurvFVBvFB9 位置速度多边形第8页武汉理工大学机械原理课程设计说明书9 位置加速度向量方程r nr trr kr raA4aA4aA3aA4A3aA4A3urrr nr tfaBaFBaFB9 位置加速度多边形第9页武汉理工大学机械原理课程设计说明书4.2.3运动分析结果汇总表名称VFaS4aS5aFSF4545位置 rad/ srad/ sm / srad / s2rad / s2m / s2m / s2m / s2m1695 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4
8、 ， 5 ， aS4 ， aS5 ， aF ；2. 各构件的质量 m4 , m5 , m6 （滑块 3 质量不计）；3. 各构件的转动惯量 JS4 , JS5 ；4. 切削阻力 Fc 及其线图；5. 齿轮 5模数 m ，齿数 Z5 ，两齿轮中心线 O1O2 与 X 轴夹角30 。第 10页武汉理工大学机械原理课程设计说明书5.2设计步骤5.2.1惯性力及力矩结果汇总表名称导杆 4导杆 5刨头 6F 4M 4H 4F 5M 5H 5F6位置NNmmmNNmmmN1695.2.2求齿轮 的重量齿轮 5 的重量用下式近似计算：G z51.27410 5df S (N)式中：齿根圆直径dfm(Z 52
9、.5) ；齿圈截断面面积： S3mB ；B：齿轮宽，取为100mm；：齿轮材料密度，钢的密度为7.8g cm3 。第 11页武汉理工大学机械原理课程设计说明书5.2.31,6,9 位置动态静力分析5.2.3.11 位置动态 静力分析a、杆组 65 力方程：uuur nuuur tuuruuruuruuruuurR 45R 45G5Fi5G 6Fi6R16 0b、杆组 34 力方程：uuuruuuruuruuruuurR 34+R 54 +G 4 +Fi4 +R14 =0c、曲柄 2 力方程Rz4z5+R32+Gz5+R12=0d、齿轮 Z4 上力矩平衡：uuuruuuruuurR 32G z5
10、 R12 0e、1位置动态静力图第 12页武汉理工大学机械原理课程设计说明书5.2.3.26 位置动态 静力分析a、杆组 65 力方程：uuur nuuur tuuruuruuruuruuruuurR 45R 45G 5Fi5G 6Fi6FcR16 0b、杆组 34 力方程：uuuruuuruuruuruuurR 34+R 54 +G 4 +Fi4 +R 14 =0第 13页武汉理工大学机械原理课程设计说明书c、曲柄 2 力方程Rz4z5+R32+Gz5+R12=0d、齿轮 Z4 上力矩平衡：uuuuuruuuruuuruuurR z4z5R 32 G z5 R 12 0e、6 位置动态静力图
11、第 14页武汉理工大学机械原理课程设计说明书5.2.3.3 9 位置动态 静力分析a、杆组 65 力方程：uuur nuuur tuuruuruuruuruuurR45R 45G5Fi5G 6Fi6R16 0b、杆组 3 4 力方程：uuuruuuruuruuruuurR34+R 54 +G 4 +Fi4 +R14 =0c、曲柄 2 力方程 :Rz4z5+R32+Gz5+R12=0d、齿轮 Z4 上力矩平衡：uuuuuruuuruuuruuurR z4z5R 32 G z5 R12 0e、9 位置动态静力图第 15页武汉理工大学机械原理课程设计说明书5.2.4动力分析结果汇总表名称FCR 16
12、R 65R 54R 43R 14R 12R Z4Z5M b位置NNNNNNNNNm1696 齿轮机构设计计算6.1已知数据a、齿数中 Z416mm ， Z 556mm ；b、模数 m15mm ；c、齿顶高系数ha*=1 ，径向间隔系数C*=0.25 ；d、压力角20 ；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 X 10.389 ， X 20.389。第 16页武汉理工大学机械原理课程设计说明书6.2.2计算齿轮几何尺寸名称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重合度符号计算公式计算结果d4d4 = mZ4d5d5 = mZ5db4db4mZ4 cos 4db5db5mZ5cos 5df4df4mZ42 ha * C* X mdf5df5mZ52 ha*C*X mda4da4mZ42 ha*X mda5da5mZ5 2 ha*X mS4S4(m) / 22XmtgS5S5(m) / 22XmtgSa4Sa4S4ra4/ r42ra4 (inva4inv)Sa5Sa5S5ra5 / r52ra5 (inva5inv)aa =m(Z4 +Z5 )/2=(Z 4 (tg4 -tg )+Z5 (tg5 -tg )/2第 17页
