牛头刨床机械原理课程设计2点和8点

1、课 程 设 计 说 明 书一牛 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，JI ，八 i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动，以便刨刀继续切削

2、。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I; ; I 11 :1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。图1- 11 .导杆机构的运动分析已知曲柄每分钟转数，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

3、。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，故需装飞轮来减小株洲的速度波动，以

4、减少切削质量和电动机容量。设计数据:设计内容导杆机构的运动分析导杆机构的动态静力分析符号n2L0204L02 AL04BLbcL04S4XS6YS6G4G6PYpJS4单位r/minmmNmm,一 2 kgm方案I603801105400.25L04B0.51 II JL04B2401502007007000801.1丑64350905800.3L04B0.5L04B200502208009000801.2m72430110-.8100.36L04B0.5L04B1804022062080001001.21. 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 *

5、1 1 xR . r*.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、3- 12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）。来源：网络转载io00.S。5H .图1-2选择表I中方案n取第2位置和第8位置(如下图1-3)图1- 31. 3速度分析以速度比例尺 n =( 0.0 1m/s )/ mm和加速度比例尺 以a 二( 0. 05 m/ s2) /m m用相对运动的图解法作该两个位置的速度多边形和加速 度多边形如下图1-4, 1-5,并将其结果列入表格(1-2)表格1- 1位置未知量方程2和8杆Xi- 1VA41A4= IA3+ L

6、A4A3大小？，？方向O4ALO2A / O4BVc5UC5= UB5+ UC5B5大小？，?方向 X XX XO4BXBCaA4aA4 = aA4 +aA4 -aA3 n+aA4A3 K +aA4A3 r-2|c /cc大小：叫 l O4A?V 2 GX LA4A3 ?方向：B-A LO4BZ0 21O4B （向左）/ O4B （沿导路）ac5VB5=VB4ac5=aB5+ ac5B5大小?v ?方向 / XX"±BC2杆速度图：如图1-4I图1- 58杆速度图：如图1- 68杆加速度图：如1- 7表格（1-2）位置要求图解法结果2Vc5 ( m/s )ac5(m/s 2

7、)8Vc5 ( m/s)Ac5(m/s 2)各点的速度，加速度分别列入表1- 3 , 1- 4中1 1 I I表1- 3位心、23 4Va4 A3Va4V c521. 23 03 58 10.0.82. 2513 1160. 60 31 82 150. 00 20 93 910. 00 35 32 67单位_!1 r ad/s1r ad /sm/ s表1- 4双目位泳、aA4aA3aBC24. 04 25 899583. 96 78 134. 04 25 85002单位1.4导杆机构的动态静力分析已知各构件的重量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J&am

8、p;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，用力多边形法决定各运动副中的作用 反力和加于曲柄上的平衡力矩。参考图1-3,将其分解为5- 6 杆组示力体，3- 4杆组示力体和曲柄。I斤图2-1- / - i I /广 -_jI I .产 k -2. 1矢量图解法：2. 1. 15-6杆组示力 体共受五个力.分别为P、G、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F16均垂直于质心，R45沿杆方向由C旨向B, 惯性力Fi 6大小可由运动分析

9、求得，方向水平向左。选取比例尺N 二(10 N) /m m,作力的多边形。将方程列入表2- 1。U=10N/mm已知 P=0N , G6=800N ,又ac=ac5=m/s2,那么我们可以计算FI6=-G6/g 乱=-800/10 =-535.580789又 2 F=P+G + Fi6 + FR45 + Fr16=0 ,作为多边行如图1-7所示图1-7图1-7力多边形可得：FR45=536.4475789NFri6=830.648267N分离3,4构件进行运动静力分析，杆组力体图如图 1-8所示,2. 1. 2对3- 4杆组示力体分析已知：F54=-F45=536.4475789N , G4=220Nas4=aA4 104S4/IO4A=m/s 2,B S4=15.8937558rad/s2由此可得：FI4=-G4/g %4=-220/10 N=-101.4202162NMS4=-JS4 B S4=-1.2 把.8937558N m=-19.072507N m在图1-8中，对。4点取矩得：MO4=G4x*1o4B+F ix*1o4B+F R54x*1o4B+F R24x*1o4B+M=0代入数据，解得l/八C ，八FR24=534.961814N2. 1. 3 对曲柄分析，