機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)牛頭刨床

1、齊齊哈爾大學(xué)普通高等教育機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)題目編號：牛頭刨床學(xué) 院：專業(yè)班級：學(xué)生姓名：指導(dǎo)老師：成 績：2010年8月ii機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)成績評閱表題目評分項(xiàng)目分 值評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評價(jià) 等級得分A級（系數(shù)1.0）C級（系數(shù)0.6）選題合理 性題目新穎 性10課題符合專業(yè)的培 養(yǎng)要求，新穎，有創(chuàng) 意基本符合，新穎性內(nèi)容和方 案技術(shù)先進(jìn) 性10設(shè)計(jì)內(nèi)容符合本學(xué) 科理論與實(shí)踐發(fā)展 趨勢，科學(xué)性強(qiáng)。方 案確定合理，技術(shù)方 法正確有一定的科學(xué)性。方案及技術(shù)一般文字與圖 紙質(zhì)量10設(shè)計(jì)說明書結(jié)構(gòu)完 整，層次清楚，語后 流暢。設(shè)計(jì)圖紙質(zhì)量高，錯(cuò)誤較少設(shè)計(jì)說明書結(jié)構(gòu)一 般，層次較清楚， 尢重大語法錯(cuò)誤。 圖紙質(zhì)量一

2、般，有 較多錯(cuò)誤獨(dú)立工作 及創(chuàng)造性30完全獨(dú)立工作，有一 定創(chuàng)造性獨(dú)立工作及創(chuàng)造性工作態(tài)度20遵守紀(jì)律，工作認(rèn) 真，勤奮好學(xué)工作態(tài)度一M答辯情況20介紹，發(fā)言準(zhǔn)確，清 晰，回答問題正確介紹，發(fā)言情況一 般，回答問題有較 多錯(cuò)誤評價(jià)總分總體評價(jià)注：1。評價(jià)等級分為 A,B,C,D四級，低于A高于C為B,低于C為D。2.每項(xiàng)得分=分值X等級系數(shù)（等級系數(shù)： A為1.0, B為0.8, C為0.6, D 為 0.4）3 .總體評價(jià)欄填寫“優(yōu)”，“良”，“中”，“及格”，“不及格”之一。一：間接與設(shè)數(shù)據(jù)21. 機(jī)構(gòu)簡介22. 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)3二：設(shè)計(jì)內(nèi)容41. 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)與分析42. 設(shè)計(jì)要求 43.

3、計(jì)算步驟(速度分析及加速度分析)4(1) 作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖5(2) 作速度加速度多邊5-8(3) 作滑塊的運(yùn)動(dòng)線圖9三:導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)靜態(tài)力分析9已知9設(shè)計(jì)要求 9設(shè)計(jì)步驟9-13 四、方案討論參考文獻(xiàn)24摘要牛頭刨床因滑枕帶著刨刀，作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的刨床，滑枕前端 的刀架形似牛頭而得名。主要用于單位小批生產(chǎn)中刨削中小型工件 上的平面、成形面和溝槽。中小型牛頭刨床的主要運(yùn)動(dòng)大多采用曲 柄搖桿機(jī)構(gòu)（見曲柄滑塊機(jī)構(gòu)）傳動(dòng)，故滑枕的移動(dòng)速度是不均勻 的。大型牛頭刨床多采用液壓傳動(dòng)，滑枕基本上是勻速移動(dòng)?；?的返回行程速度大于工作行程速度。由于采用單刃刨刀加工，且在 滑枕回程時(shí)不切削，牛頭刨床的生產(chǎn)率較低

4、。機(jī)床的主參數(shù)是最大 刨削長度。關(guān)鍵字 牛頭刨床運(yùn)動(dòng)分析動(dòng)態(tài)靜力分析一、機(jī)構(gòu)簡介與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)1.機(jī)構(gòu)簡介牛頭刨床是一種用于平面進(jìn)行切削加工的機(jī)床。電動(dòng)機(jī)經(jīng)皮帶 和齒輪的傳動(dòng)，帶動(dòng)曲柄和周節(jié)在其上的凸輪，刨床工作時(shí)，由導(dǎo) 桿機(jī)構(gòu)動(dòng)刨頭和刨刀做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 刨頭右行時(shí)，則刀進(jìn)行切削，稱 作“工作行程”此時(shí)要求速度較低且均勻，以減少電動(dòng)機(jī)容量和切 削質(zhì)量；刨頭左行時(shí)，則 刀不進(jìn)行切削，稱作“空回行程”。此時(shí) 要求速度較高，以提高生產(chǎn)效率。為此刨床采用有急回作用的導(dǎo)桿 機(jī)構(gòu)。刨頭在工作行程時(shí)，受到很大的阻力，因此刨頭在整個(gè)運(yùn)動(dòng) 循環(huán)中，受力變化是很大的，這就影響了主軸的勻速運(yùn)動(dòng)。所以需 要安裝飛輪減速裝置

5、以提高切削質(zhì)量和減小電動(dòng)機(jī)容量。刨頭在工作行程中，受到很大的切削阻力（在切 削的前后各有一段約5H的空刀距離，見圖4-1, b), 而空回行程中則沒有切削阻力。因此刨頭在整個(gè)運(yùn)動(dòng) 循環(huán)中，受力變化是很大的，這就影響了主軸的勻速 運(yùn)轉(zhuǎn)，故需安裝飛輪來減小主軸的速度波動(dòng)，以提高 切削質(zhì)量和減小電動(dòng)機(jī)容量。3.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析符號N2L0204L 02AL04BlBCL04H2單位r/min數(shù)值6435090580174290設(shè)計(jì)內(nèi)容導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析符號XS6YS6單位mm數(shù)值20050設(shè)計(jì)內(nèi)容導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析符號G4G6FryfJS4單位NmmKg , m2數(shù)值22008

6、0009000801.2二、設(shè)計(jì)內(nèi)容1 .導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析已知曲柄每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)必，各構(gòu)件尺寸及重心位 置，且刨頭導(dǎo)路x-x位于導(dǎo)桿端點(diǎn)B所作的圓弧高的 平分線上。2 .設(shè)計(jì)要求：作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖，并作機(jī)構(gòu)兩位置的速度、加速度多邊形以及刨頭的運(yùn)動(dòng)線圖。以上內(nèi)容與后面的動(dòng)靜力分析一起畫在1號圖紙上。曲柄位置圖 的作法為取1（水平位置）為工作形成起點(diǎn)曲柄位置， 確定切削起點(diǎn)和終點(diǎn)所對應(yīng)的位置，由位置 1起順 時(shí)針句2方向?qū)⑶鷪A周作6等分的位置。三、設(shè)計(jì)步驟作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖u=0,005fm/si/nini圖1牛頭刨床導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)簡圖取比例尺u=2mm/mm。作曲柄位置0位置的機(jī)構(gòu)的簡圖。曲柄位置的做法；

7、以水平線(左邊)為 起始點(diǎn)，命名為第一位置，然后把圓平分6份，得6 個(gè)曲柄位置。現(xiàn)在研究第六位置，如圖所示1、運(yùn)動(dòng)分析(1)速度分析由運(yùn)動(dòng)已知的曲柄上A(A2,A3,A4)點(diǎn)開始，列兩構(gòu)件重點(diǎn)合點(diǎn)間速度矢量方程，求構(gòu)件4上A點(diǎn)的速度uAi。因?yàn)?卬，2nM 64 ,VA2 VA3 =W2102A =m 102A 父 0.09 = 0.60m / s6060所以VA4 =VA3 +VA1A3大小?力向104A02A/04A取極點(diǎn)p按比例尺uu=000am/s)mm做速度圖(與機(jī)構(gòu)簡圖繪在同一圖樣上)，速度矢量圖如圖2所示,速麟郢圖2速度矢量圖并求出構(gòu)件4 (3)的角速度。4和構(gòu)件上B點(diǎn)的速度Uu

8、B以及構(gòu)件4與構(gòu)件3上重合點(diǎn)A的相對速度5A4A3,因?yàn)閂A4 -Pa4 =0.005 95.2262 =0.476m/sW4 =V4104A0.4761310.4303018rad /s =1.11rad / sVB =W4lO4B =1.72667 0.58 =1.00m/s所以 VA4A3 =uva4a3 = 0.005 78.1975 = 0.39m/s1對構(gòu)件5上B、C點(diǎn)，列同一構(gòu)件兩點(diǎn)間的速度矢量方程Vc= Vb+ Vcb大小?V?力向/xxV_L BCVc =uv PC =0.005 197.6095 =0.988m/sW5 =VCB = VBC =0.9392 radlsIbc

9、 0.174Vbc u，bc u 0.005 32.6858 = 0.163m/s2、加速度分析由運(yùn)動(dòng)已知的曲柄上a(A2，A3，a4開始，列兩構(gòu)件重 合點(diǎn)件加速度矢量方程，求構(gòu)件 4上A點(diǎn)的加速度aA , 因?yàn)閍A2 = aA3 = Aa2,2 M n M 64、2k0.09 =4.04m/sI 60)aA1 = w2104A =1.732 0.27575 = 0.825m/ s2k2aA4A3 = 2w3vAiA3 =1.73 0.391 = 1.353m/sn22所以aCB =0.93922 父 0.174 = 0.154m/s2大小V?V力向AtO,_loaAf _l_0 2 A_Lt

10、O4A（向左下）。4n tKTa - aA4aA4 = aA3aA4A3a A4A3A42 ,取極點(diǎn)P,按比例尺Ua =0.01（m/S ）/mm作加速度圖（與機(jī)構(gòu)簡圖和速度分析矢量圖繪在同一圖樣上），加速度矢量 圖如圖圖3加速度矢量圖用影像原理求得構(gòu)件4上B點(diǎn)和質(zhì)心”點(diǎn)的加速度a4點(diǎn) 的加速度aB和us,用構(gòu)件4上A點(diǎn)的切向加速度atA ,求 構(gòu)件4的角加速度a4。因?yàn)椋?2aA1 - aPa4 =0.01 242.5382 = 2.43m/s.2aB =Pb = 5.1m/ s2aS4 =0.5aB = 2.55m/sa4a A4O4A0.01 2.550.275 0.7142=0.09r

11、ada5aCB0.61 209BC0.174_2= 12rad / sa4二a6aA4O4A0.01 2.550.275 0.7142=0.09rad所以n taC = aB aCB aCB大小?VV?力向/ x.xVCt B_L BC3、動(dòng)態(tài)靜力分析1）首先分析依運(yùn)動(dòng)分析結(jié)果，計(jì)算構(gòu)件4上的慣性力F14（與aS4方向）、構(gòu)件4的慣性力矩M14 （與a，反向，逆 時(shí)針）、構(gòu)件4的慣性力平移距離lh4 （方向：右上）構(gòu)件 6的慣性力矩F16 （與ac反向）。Fl4=m4as4 =Ml4=a4 Js4G42200as4 = 2.55 = 571.87Ng9.810.09 1.2 -0.108N /

12、mLh4M140.1080.189mF14571.87Fl6G6=m6 as6 =as6g= 4982N80006.119.81取構(gòu)件5、6基本桿組為示立體（構(gòu)件 56受力分析如圖所示）C- 0匕R56G6G6Se 匚BFR45G6G6圖4構(gòu)件56受力分析因構(gòu)件5為二力桿，只對構(gòu)件（滑塊）6作受力分析即可,首先列力平衡方程:.二 F - 0, Fr65 - -FR56, Fr54 - -F R45Fl6G6 FR56 =0大小?VVV?力向_L x.x/x.x/ x.x x.x/BC按比例尺uF = 100N/mm作力多邊形，力多邊形圖如下Fr34Fr14F14 . .燧哪國 UF=io（）N

13、/mm求出運(yùn)動(dòng)副反力FR56Fr56 =100 139.8 = 13980N對C點(diǎn)列力矩平衡方程：二 MC=0FR16lx F16 ys6 = Fryp G6XS6,9000 80 8000 200 - 7840 50lx =7840=245.92mm由上述條件可知a4 =a6 =0.09rad2）取構(gòu)件3、4基礎(chǔ)桿組為示力體（構(gòu)件 4受力分析如圖所示）Fr54圖5構(gòu)件4受力分析首先取構(gòu)件4,對04點(diǎn)列點(diǎn)力矩平衡方程（反力FR54的大小和方向?yàn)橐阎?，求出反力Fr34:FR54 - -FR45 , FR34 = FR43、MO4 =0,Fr54 lh1 F14 hG4II% - Fr34104

14、A =0F R3413980 579.43 571.87 226.13 2200 25.99275.75=29928N再對構(gòu)件4列力平衡方程，按比例尺uF = 10N/mm作力多邊形如圖5所示。求出機(jī)架對構(gòu)件4的反力：Fr14 F =0,F R54 G4 F14 FR34 FR14二 0大小VVVV?力向/ BC_L x.xV_L04A?3）取構(gòu)件2為示力體（構(gòu)件2的受力分析如圖所示）Fr12圖6構(gòu)件2受力分析 F =0,Fr54G4F14Fr34 Fri4 =0FR14 = 824.4 NFR34 = -F R43F R32 = -F R32% F =0 FR32 FR12 =0 FR12

15、= 29928N“ Mo2 =0號321-Mb = 0Mb =29928 84.63“ 1000 = 2532.8Nm四、方案討論上述方案由四桿機(jī)構(gòu)組成，構(gòu)件1, 2, 3, 6使構(gòu)成擺桿動(dòng)導(dǎo)桿機(jī) 構(gòu)，基本參數(shù)Lo4b/Lbc=，構(gòu)件3, 4, 5, 6構(gòu)成擺桿滑動(dòng)機(jī)構(gòu)。止匕 方案特點(diǎn)為：1）為一種平面連桿機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)簡單，加工方便，能承受較大載荷。2）具有急回作用，具行程速比系數(shù)k =（1800+）（180。，而=a r c s1 n只要正確選擇即可滿足行程速比的要求。3）滑塊的行程已經(jīng)確定，以為只需要選擇搖桿CD的長度即可滿足行程H的要求。4）曲柄主動(dòng)，構(gòu)件2, 3,之間傳動(dòng)角始終90口搖桿滑塊機(jī)構(gòu)中，當(dāng)E點(diǎn)的軌跡位于D點(diǎn)所作用的圓弧高度平均線上時(shí)，構(gòu)件 4, 5 之間傳動(dòng)角較大，該方案傳動(dòng)性能良好。5）工作行程中，能使刨刀速度比較慢，而且比較平緩，符合切削 要求。在 L02A -110mm LO2O4 -380mm Lo48 -540mm Lbc -135mm時(shí)，可得K=1.46 H=312mm,構(gòu)件2,3之間傳動(dòng)