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1、精选优质文档-倾情为你奉上机械原理课程设计说明书 日 期：2012.6.27 课程设计说明书牛头刨床1. 机构简介牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床。电动机经皮带和齿轮传动，带动曲柄2和固结在其上的凸轮8。刨床工作时,由导杆机构2-3-4-5-6带动刨头6和刨刀7作往复运动。刨头右行时，刨刀进行切削，称工作行程，此时要求速度较低并且均匀，以减少电动机容量和提高切削质量；刨头左行时，刨刀不切削，称为空回行程，此时要求速度较高，以提高生产率。为此刨床采用有急回作用的导杆机构。刨刀每次削完一次，利用空回行程的时间，凸轮8通过四杆机构1-9-10-11与棘轮带动螺旋机构，使工作台连同工件作一次进给运
2、动，以便刨刀继续切削。刨头在工作行程中，受到很大的切削阻力，而空回行程中则没有切削阻力。因此刨头在整个运动循环中，受力变化是很大的，这就影响了主轴的匀速运转，故需安装飞轮来减少主轴的速度波动，以提高切削质量和减少电动机容量。1-11导杆机构的运动分析 已知：曲柄每分钟转数n2，各构件尺寸及重心位置，且刨头导路x-x位于导杆端点B所作圆弧高的平分线上。要求：作机构的运动简图，并作机构两个位置的速度、加速度多边形以及刨头的运动线图。以上内容与后面动态静力分析一起画在1号图纸上。1.1设计数据牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床。电动机经皮带和齿轮传动，带动曲柄2和固结在其上的凸轮8。刨床工作时，由
3、导杆机构2-3-4-5-6带动刨头6和刨刀7作往复运动。刨头右行时，刨刀进行切削，称工作切削。此时要求速度较低且均匀，以减少电动机容量和提高切削质量；刨头左行时，刨刀不切削，称空回行程，此时要求速度较高，以提高生产效率。为此刨床采用急回作用得导杆机构。刨刀每切削完一次，利用空回行程的时间，凸轮8通过四杆机构1-9-10-11与棘轮机构带动螺旋机构，使工作台连同工件作一次进给运动，以便刨刀继续切削。刨头在工作行程中，受到很大的切削阻力，而空回行程中则没有切削阻力。因此刨头在整个运动循环中，受力变化是很大的，这就影响了主轴的匀速运转，故需装飞轮来减小主轴的速度波动，以减少切削质量和电动机容量。设计
4、内容导杆机构的运动分析符号n2LO2O4LO2ALo4BLBCLo4s4xS6yS6单位r/minmm方案724301108100.36lO4B0.5 lO4B180401.2曲柄位置的确定曲柄位置图的作法为：取1和8为工作行程起点和终点所对应的曲柄位置，1和7为切削起点和终点所对应的曲柄位置，其余2、312等，是由位置1起，顺2方向将曲柄圆作12等分的位置（如下图）。 取第方案的第8位置和第5位置（如下图）。1.5速度分析以速度比例尺=(0.01m/s)/mm和加速度比例尺=(0.05m/s)/mm用相对运动的图解法作该两个位置的速度多边形和加速度多边形，并将其结果列入表格（1-2） 表格（
5、1-1）位置未知量方程 8和5号位置 VA4 A4=A3+A4A3大小 ? ?方向 O4A O2A O4BVC C5=B5+C5B5大小 ? ?方向 XX O4B BCaA aA4 =anA4 + aA4= anA3 + akA4A3 + arA4A3大小: 42lO4A ? 24A4 A3 ?方向：BA O4B AO2 O4B O4B（沿导路） acac5= aB5+ anc5B5+ a c5B5大小 ? ?方向 XX CB BC由速度、加速度矢量图（1号图纸）对8位置：VC=0.0350m/s；aC=12.3m/s2对5位置：VC=1.24m/s；aC=1.625m/s2表格（1-2）位置
6、要求图解法结果8Vc(m/s)0.0350ac(m/s2)12.35VC(m/s)1.24aC(m/s2)1.6251.4导杆机构的动态静力分析设计数据导杆机构的动静态分析G4G6PypJs4Nmmkg.m222062080001001.2已知：各构件的重量G（曲柄2、滑块3和连杆5的重量都可忽略不计），导杆4绕重心的转动惯量Js4及切削力P的变化规律。要求：求各运动副中反作用力及曲柄上所需要的平衡力矩。以上内容做在运动分析的同一张图纸上。首先按杆组分解实力体，用力多边形法确定各运动副中的作用反力和加于曲柄上的平衡力矩。2.1矢量图解法：取5号位置为研究对象： 2.1.1 5-6杆组共受五个力
7、，分别为P、G6、Fi6、R16、R45, 其中R45和R16 方向已知，大小未知，切削力P沿X轴方向，指向刀架，重力G6和支座反力R16 均垂直于质心， R45沿杆方向由C指向B，惯性力Fi6大小可由运动分析求得，方向水平向左。选取比例尺= (20N)/mm，作力的多边形。将方程列入表2-1。已知：P=8000N，G6=620N，又ac=ac5=1.625m/s2，那么我们可以计算：Fi6= -G6/gac = -620/9.81.625 = -102.8N又F=P + G6 + Fi6 + R45 + R16=0，方向 /x轴 BC 大小 8000 620 ？ ？由力多边形可得：R45=-
8、7890N 以3-4杆组为研究对象（=30N/mm）：已知： R54=-R45=7890N，G4=220NaB4=aA4 lO4S4/lO4A=2.325m/s2S4=4=1.79rad/s2 可得： Fi4=G4/gaS4 =-220/9.81.19N=26.8NMS4=JS4S4=2.15Nm对O4点取矩：MO4= Ms4 + Fi4X4 - F23X23+ R54X54 - G4X4 = 0代入数据，得：MO4 =2.15+26.80.26 F230.5325+78900.81-2200.0225故： F23=12009.5NFx + Fy + G4 + Fi4 + F23 + R54 = 0大小： ？ ？ 方向： 由矢量图（1号图纸）解得：Fx=1095N 方向水平向左Fy=4050N 方向竖直向上2.1.3 对曲柄分析，共受2个力，分别为F32,F12和一个力偶M,由于滑块3为二力杆，所以F32=F34，方向相反，因为曲柄2只受两个力和一个力偶，所以F12与F32等大反力h2=108mm由于曲柄力矩平衡：MO2=M-F32h2=0即M=0.10812009.5 Nm =1297Nm专心-专注-专业