牛頭刨床機械原理課程設計7點和12點

1、課程設計說明書牛 頭 刨 床1. 機構簡介牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機床。電動機經(jīng)皮帶和齒輪傳動，帶動曲柄2和固結在其上的凸輪8。刨床工作時,由導桿機構2-3-4-5-6帶動刨頭6和刨刀7作往復運動。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，以減少電動機容量和提高切削質量；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桿機構。刨刀每次削完一次，利用空回行程的時間，凸輪8通過四桿機構1-9-10-11與棘輪帶動螺旋機構，使工作臺連同工件作一次進給運動，以便刨刀繼續(xù)切削。刨頭在工作行程中，受到很大的切削阻力，而空回行程中則

2、沒有切削阻力。因此刨頭在整個運動循環(huán)中，受力變化是很大的，這就影響了主軸的勻速運轉，故需安裝飛輪來減少主軸的速度波動，以提高切削質量和減少電動機容量。圖1-11導桿機構的運動分析 已知 曲柄每分鐘轉數(shù)n2，各構件尺寸及重心位置，且刨頭導路x-x位于導桿端點B所作圓弧高的平分線上。要求 作機構的運動簡圖，并作機構兩個位置的速度、加速度多邊形以及刨頭的運動線圖。以上內容與后面動態(tài)靜力分析一起畫在1號圖紙上。1.1 設計數(shù)據(jù)牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機床。電動機經(jīng)皮帶和齒輪傳動，帶動曲柄2和固結在其上的凸輪8。刨床工作時，由導桿機構2-3-4-5-6帶動刨頭6和刨刀7作往復運動。刨頭右行時，刨

3、刀進行切削，稱工作切削。此時要求速度較低且均勻，以減少電動機容量和提高切削質量；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)效率。為此刨床采用急回作用得導桿機構。刨刀每切削完一次，利用空回行程的時間，凸輪8通過四桿機構1-9-10-11與棘輪機構帶動螺旋機構，使工作臺連同工件作一次進給運動，以便刨刀繼續(xù)切削。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。因此刨頭在整個運動循環(huán)中，受力變化是很大的，這就影響了主軸的勻速運轉，故需裝飛輪來減小株洲的速度波動，以減少切削質量和電動機容量。設 計內 容導 桿 機 構 的 運 動 分 析導桿機構的動態(tài)靜力分析符號n

4、2L0204L02AL04BLBCL04S4XS6YS6G4G6PYPJS4單位r/minmmNmmkgm2方案603801105400.25L04B0.5L04B240502007007000801.164350905800.3L04B0.5L04B200502208009000801.2724301108100.36L04B0.5L04B1804022062080001001.21.2曲柄位置的確定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的曲柄位置，1和7為切削起點和終點所對應的曲柄位置，其余2、312等，是由位置1起，順2方向將曲柄圓作12等分的位置（如下圖）。 第五章 選

5、擇設計方案1機構運動簡圖 圖1-22、選擇表中方案 取第方案的第7位置和第12位置（如下圖1-3）。圖1-32、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“1”。取構件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 O4A 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4則由圖1-4知，A4=pa4v=28.0.01 =0.m/s A4A3=a3a4v=53.0.01=0.m/sO4A=383. mm由速度影像定理得B5=B4=A4O

6、4B/ O4A=0.m/s 又 4=A4/ lO4A=0.rad/s 取5構件為研究對象，列速度矢量方程，得C5=B5+C5B5大小 ? ?方向 XX O4B BC其速度多邊形如圖1-4所示，有C5= v=42.0.01m/s =0.m/sC5B5=v=9.0.01 m/s = 0.m/sCB=C5B5lCB=0./0.174 rad/s = 0.rad/s取曲柄位置“7”進行加速度分析,分析過程同曲柄位置“1”.取曲柄構件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 A4t= a A3n + a A4A3k + a A4A3r大小 ? 0 ? 0 ?方向 ?

7、 BA O4B AO2 O4B（向右） O4B（沿導路）取加速度極點為P,加速度比例尺a=0.01（m/s2）/mm,作加速度多邊形圖1-5 圖1-5則由圖15知， a A4t= a4a4a =277.0.01 m/s2 =2.m/s2= ka4a=168.0.01 m/s2 =1.m/s24= a A4tlO4A =2.0.rads2 =7. rads2a A4 = pa4a = 278.0.01m/s2 =2.m/s2用加速度影象法求得a B5 = a B4 = a A4 lO4B/lO4A= 2.580/383.m/s2 =4. m/s2 又 a C5B5n =52lCB= 0.0.17

8、4 m/s2 =0. m/s2取5構件的研究對象，列加速度矢量方程，得aC5= aB5+ aC5B5n+ aC5B5大小 ? 0 ?方向 xx CB BC其加速度多邊形如圖15所示，有aC5B5t= C5C5a =64.0.01 m/s2 =0.m/s25=/lCB =0./0.174 rads2 =3. rads2aC5 = pC5a = 413.0.01m/s2 =4. m/s21、曲柄位置“12”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“12”進行速度分析。因構件2和3在A處的轉動副相連，故VA2=VA3，其大小等于W2lO2A，方向垂直于O2 A線，指向與2一致

9、。 2=2n2/60 rad/s=6.70rad/sA3=A2=2lO2A=6.700.09m/s=0.603m/s（O2A）取構件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 O4A O2A O4B取速度極點P，速度比例尺1=0.01(m/s)/mm ,作速度多邊形如圖1-2圖1-2則由圖1-2知， A4=1=32.0.01m/s=0.m/s A4A3=1=51.0.01m/s=0.m/s用速度影響法求得，B5=B4=A4O4B/O4A=0.580/293. m/s=0.m/s又 4=A4/ lO4A=0./0. rad/s=1. rad/s取5構件

10、作為研究對象，列速度矢量方程，得 C5=B5+C5B5大小 ? ?方向 XX O4B BC取速度極點P，速度比例尺1=0.01(m/s)/mm, 作速度多邊行如圖1-2。則由圖1-2知， C5= 1=62.0.01m/s=0.m/s C5B5=1=14.0.01m/s=0.m/sCB=C5B5/lCB=0./0.174 rad/s=0. rad/s2.加速度分析：取曲柄位置“12”進行加速度分析。因構件2和3在A點處的轉動副相連，故=,其大小等于22lO2A,方向由A指向O2。2=6.70rad/s, =22LO2A=6.7020.09 m/s2=4.04m/s2 取3、4構件重合點A為研究對

11、象，列加速度矢量方程得： aA4 = + aA4= aA3n + aA4A3K + aA4A3r大小: 42lO4A ? 24A4 A3 ?方向： BA O4B AO2 O4B（向左） O4B（沿導路）取加速度極點為P,加速度比例尺2=0.04（m/s2）/mm,作加速度多邊形如圖1-3所示則由圖1-3知, aA4=AA42=112.0.04m/s=4.m/s2,4= aA4/ LO4A=15. rad/s2aA4A3r=A3A42 =252.0.04 m/s2 =10. m/s2aA4 = PA42 =458.0.04m/s2 =18. m/s2用加速度影象法求得aB5 = aB4 =18.

12、580/293. m/s2 =36. m/s2又ac5B5n=CB2lCB=0.0.174 ms2=0. ms2取5構件為研究對象,列加速度矢量方程,得ac5= aB5+ ac5B5n+ a c5B5大小 ? ?方向 XX CB BC其加速度多邊形如圖13所示,有aC5B5= BC2 =127.0.04 m/s2 =5. m/s2ac5 =p C2 =905.0.04 m/s2= 36. m/s2C5= a C5B5/CB =5.0.174 rad/s2=29. rad/s2第七章機構運態(tài)靜力分析取“12”點為研究對象，分離5、6構件進行運動靜力分析，作阻力體如圖16所示。圖16已知P=0N，

13、G6=800N，又ac=ac5=36.m/s2,那么我們可以計算FI6=- G6/gac =-800/1036.m/s2=2898.N 又F=P+G6+FI6+F45+FRI6=0，作為多邊行如圖1-7所示，N=10N/mm。圖1-7由圖1-7力多邊形可得： F45=CDN=298.10N=2989.47446N FR16= ADN=87.10N=870.N在圖1-6中，對c點取距，有 MC=-PyP-G6XS6+ FR16x-FI6yS6=0代入數(shù)據(jù)得x=1177.mm 分離3,4構件進行運動靜力分析，桿組力體圖如圖1-8所示圖1-8 L=4。 已知： F54=-F45=2989.47446

14、N，G4=220NaS4=aA4 lO4S4/lO4A=18.290/293.m/s2=18.m/s2 , S4=4=7.45rad/s2 由此可得FI4=-G4/gaS4 =-220/1018. N=-398.N MS4=-JS4S4=-1.27.45 Nm= -8.94Nm 在圖1-8中，對A點取矩得： MA=G48.5+FI472.5+M+F54144.5-F2366.5=0代入數(shù)據(jù)， 得F23=6088.N 又 F=FR54+FR32+FS4+G4+FO4n+FO4=0,作力的多邊形如圖1-9所示，N=10N/mm。 圖1-9由圖1-9可得： F23=CDN=608.10N=6088.N FO4n=CBN=281.10N=2818.N 對曲柄2進行運動靜力分析，作組力體圖如圖1-10所示，L=1。 由圖1-10可知，h2=85mm,則，對曲柄列平行方程有，MO2=