機械原理課程設(shè)計牛頭刨床說明書

1、機械原理課程設(shè)計計算說明書設(shè)計題目： 牛頭刨床設(shè)計 學(xué)校： 廣西工學(xué)院 院（系）： 機械工程系 班級： 機自y094班 2011年6月12日目錄：1、 課程設(shè)計任務(wù)書2 (1)工作原理及工藝動作過程 2(2)原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求 3 2、 設(shè)計（計算）說明書3（1）畫機構(gòu)的運動簡圖 3（2）機構(gòu)運動分析6對位置11點進行速度分析和加速度分析6對位置7點進行速度分析和加速度分析8（3）對位置7點進行動態(tài)靜力分析113、擺動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)的設(shè)計124、參考文獻 165、心得體會166、附件17一、課程設(shè)計任務(wù)書1. 工作原理及工藝動作過程牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機床。刨床工作時, 如

2、圖(1-1）所示，由導(dǎo)桿機構(gòu)2-3-4-5-6帶動刨頭6和刨刀7作往復(fù)運動。刨頭右行時，刨刀進行切削，稱工作行程，此時要求速度較低并且均勻；刨頭左行時，刨刀不切削，稱空回行程，此時要求速度較高，以提高生產(chǎn)率。為此刨床采用有急回作用的導(dǎo)桿機構(gòu)。刨頭在工作行程中，受到很大的切削阻力，而空回行程中則沒有切削阻力。切削阻力如圖(b）所示。o2ao4xys6s3xs6cbys6234567n2fryfr圖（1-1）2原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求設(shè)計內(nèi)容導(dǎo)桿機構(gòu)的運動分析符號n2單位r/minmm方案ii64350905800.30.520050已知 曲柄每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)n2，各構(gòu)件尺寸及重心位置，且刨頭導(dǎo)路x-x位于導(dǎo)

3、桿端點b所作圓弧高的平分線上。要求 作機構(gòu)的運動簡圖，并作機構(gòu)兩個位置的速度、加速度多邊形以及刨頭的運動線圖。以上內(nèi)容與后面動態(tài)靜力分析一起畫在1號圖紙上。二、設(shè)計說明書(詳情見a1圖紙) 1畫機構(gòu)的運動簡圖1、以o4為原點定出坐標(biāo)系，根據(jù)尺寸分別定出o2點，b點，c點。確定機構(gòu)運動時的左右極限位置。曲柄位置圖的作法為：取1和8為工作行程起點和終點所對應(yīng)的曲柄位置，1和7為切削起點和終點所對應(yīng)的曲柄位置，其余2、312等，是由位置1起，順2方向?qū)⑶鷪A作12等分的位置（如下圖）。取第方案的第11位置和第7位置（如下圖）。、機構(gòu)運動分析（1）曲柄位置“11”速度分析，加速度分析（列矢量方程，畫速

4、度圖，加速度圖）取曲柄位置“11”進行速度分析。因構(gòu)件2和3在a處的轉(zhuǎn)動副相連，故va2=va3，其大小等于w2lo2a，方向垂直于o2 a線，指向與2一致。 2=2n2/60 rad/s=6.702rad/sa3=a2=2lo2a=6.7020.09m/s=0.603m/s（o2a）取構(gòu)件3和4的重合點a進行速度分析。列速度矢量方程，得 a4=a3+a4a3大小 ? ?方向 o4b o2a o4b取速度極點p，速度比例尺v=0.02(m/s)/mm ,作速度多邊形如圖1-2圖1-2取5構(gòu)件作為研究對象，列速度矢量方程，得 c=b+cb大小 ? ?方向 xx(向右) o4b bc取速度極點p，

5、速度比例尺v=0.02(m/s)/mm, 作速度多邊行如圖1-2。pb=p a4o4b/ o4a=68.2 mm則由圖1-2知， c=pcv=0.68m/s 加速度分析：取曲柄位置“11”進行加速度分析。因構(gòu)件2和3在a點處的轉(zhuǎn)動副相連，故=,其大小等于22lo2a,方向由a指向o2。2=6.702rad/s, =22lo2a=6.70220.09 m/s2=4.042m/s2 取3、4構(gòu)件重合點a為研究對象，列加速度矢量方程得： aa4 = + aa4= aa3n + aa4a3k + aa4a3v大小: ? 42lo4a ? 24a4 a3 ?方向： ? ba o4b ao2 o4b（向右

6、） o4b（沿導(dǎo)路）取加速度極點為p,加速度比例尺a=0.05（m/s2）/mm,=42lo4a=0.041 m/s2 aa4a3k=24a4 a3=0.417 m/s2aa3n=4.043 m/s2作加速度多邊形如圖1-3所示圖3則由圖1-3知, 取5構(gòu)件為研究對象,列加速度矢量方程,得ac= ab+ acbn+ a cb大小 ? ?方向?qū)к?cb bc由其加速度多邊形如圖13所示,有ac =p ca =3.925m/s2（2）曲柄位置“7”速度分析，加速度分析（列矢量方程，畫速度圖，加速度圖）取曲柄位置“7”進行速度分析，其分析過程同曲柄位置“”。取構(gòu)件3和4的重合點a進行速度分析。列速度

7、矢量方程，得a4=a3+a4a3大小 ? ?方向 o4b o2a o4b取速度極點p，速度比例尺v=0.01(m/s)/mm，作速度多邊形如圖1-4。圖4pb=p a4o4b/ o4a=39.3 mm則由圖1-4知，取5構(gòu)件為研究對象，列速度矢量方程，得c5 = b5+c5b5大小 ? ?方向?qū)к?向右) o4b bc其速度多邊形如圖1-4所示，有 c=pcv=3.75m/s 取曲柄位置“7”進行加速度分析,分析過程同曲柄位置“3”.取曲柄構(gòu)件3和4的重合點a進行加速度分析.列加速度矢量方程,得aa4= a a4n + a a4= a a3n + a a4a3k + a a4a3大小 ? 42

8、lo4a ? 24a4 a3 ?方向 ? ba o4b ao2 o4b（向右） o4b（沿導(dǎo)路）取加速度極點為p,加速度比例尺a=0.05（m/s2）/mm,作加速度多邊形圖1-5圖1-5待添加的隱藏文字內(nèi)容1則由圖15知， =42lo4a=0.176 m/s2 aa4a3k=24a4 a3=0.718 m/s2aa3n=4.043 m/s2用加速度影象法求得a b = a a4 lo4b/lo4a=4.35m/s2 取5構(gòu)件的研究對象，列加速度矢量方程，得ac = ab+ acbn+ acb大小 ? ?方向 導(dǎo)軌 cb bc其加速度多邊形如圖15所示，有ac = pca = 4.3m/s2、

9、機構(gòu)動態(tài)靜力分析取“7”點為研究對象，分離5、6構(gòu)件進行運動靜力分析，作,組示力體如圖16所示。圖16已知g6=800n，又ac= 4.3m/s2,可以計算i6=- （g6/g）ac =-（800/9.8）4.3=-351n 又f=p+g6+pi6+n45+n16=0，作為多邊行如圖1-7所示，n=80n/mm。圖1-7由圖1-7力多邊形可得： n45,n16 分離2，3構(gòu)件進行運動靜力分析，桿組力體圖如圖1-8所示，在圖中，由三力匯交定理得：圖1-8代入數(shù)據(jù)， 得n23=12720n 作力的多邊形如圖1-9所示，n=80n/mm。 圖1-9 對曲柄2進行運動靜力分析，作曲柄平衡力矩如圖1-1

10、0所示， 圖1-10三、擺動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)的設(shè)計（詳情見a3圖紙）（一）已知條件、要求及設(shè)計數(shù)據(jù)1、已知：擺桿為等加速等減速運動規(guī)律，其推程運動角，遠休止角s，回程運動角，如圖8所示，擺桿長度lo9d，最大擺角max，許用壓力角（見下表）；凸輪與曲柄共軸。2、要求：確定凸輪機構(gòu)的基本尺寸，選取滾子半徑t，畫出凸輪實際廓線。3、設(shè)計數(shù)據(jù)：設(shè)計內(nèi)容符號數(shù)據(jù)單位凸輪機構(gòu)設(shè)計max15loqd135mm3870s10 70r045mmlo2o9150mm（二）設(shè)計過程選取比例尺，作圖l=1mm/mm。1、取任意一點o2為圓心，以作r0=45mm基圓；2、再以o2為圓心，以lo2o9/l=150

11、mm為半徑作轉(zhuǎn)軸圓；3、在轉(zhuǎn)軸圓上o2右下方任取一點o9;4、以o9為圓心，以loqd/l=135mm為半徑畫弧與基圓交于d點。o9d即為擺動從動件推程起始位置，再以逆時針方向旋轉(zhuǎn)并在轉(zhuǎn)軸圓上分別畫出推程、遠休、回程、近休，這四個階段。再以11.6對推程段等分、11.6對回程段等分（對應(yīng)的角位移如下表所示），并用a進行標(biāo)記，于是得到了轉(zhuǎn)軸圓山的一系列的點，這些點即為擺桿再反轉(zhuǎn)過程中依次占據(jù)的點，然后以各個位置為起始位置，把擺桿的相應(yīng)位置畫出來，這樣就得到了凸輪理論廓線上的一系列點的位置，再用光滑曲線把各個點連接起來即可得到凸輪的外輪廓。5、凸輪曲線上最小曲率半徑的確定及滾子半徑的選擇（1）用圖

12、解法確定凸輪理論廓線上的最小曲率半徑：先用目測法估計凸輪理論廓線上的的大致位置（可記為a點）；以a點位圓心，任選較小的半徑r作圓交于廓線上的b、c點；分別以b、c為圓心，以同樣的半徑r畫圓，三個小圓分別交于d、e、f、g四個點處，如下圖9所示；過d、e兩點作直線，再過f、g兩點作直線，兩直線交于o點，則o點近似為凸輪廓線上a點的曲率中心，曲率半徑；此次設(shè)計中，凸輪理論廓線的最小曲率半徑 。圖9（2）凸輪滾子半徑的選擇（rt）凸輪滾子半徑的確定可從兩個方向考慮：幾何因素應(yīng)保證凸輪在各個點車的實際輪廓曲率半徑不小于 15mm。對于凸輪的凸曲線處，對于凸輪的凹輪廓線（這種情況可以不用考慮，因為它不會發(fā)生失真現(xiàn)象）；這次設(shè)計的輪廓曲線上，最小的理論曲率半徑所在之處恰為凸輪上的凸曲線，則應(yīng)用公式：；力學(xué)因素滾子的尺寸還受到其強度、結(jié)構(gòu)的限制，不能做的太小，通常取及。綜合這兩方面的考慮，選擇滾子半徑為rt=15mm。得到凸輪實際廓線，如圖10所示。 圖10四、參考文獻1、機械原理/孫恒，陳作模，葛文杰主編六版北京2006.52、理論力學(xué)/哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)研究室編六版北京2002.83、機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書/羅洪田主編北京1986.10五、心得體會通過本次課程設(shè)計，加深了我對機械原理這門課程的理解，同時我也對機械運動學(xué)和動力學(xué)的分析與設(shè)計有了一個較完整的概念，培