机械牛头刨床课程方案

1、机械原理课程设计牛头刨床机构简介与设计数据1 .机构简介牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图4-1。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 &刨床工作时，有倒 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。为此刨床采用急回作用的导杆机构。 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与棘轮带动螺旋机构（图中未画），使工作台连同工件作一次 进给运动，以便刨刀继续切

2、削。刨头在工作行程中，受到很大的切削 阻力（在切削的前后各有一段约0.05H的空刀距离，见图1b），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.故需安装飞轮来减小主轴的速度 波动，以提高切削质量和减少电动机容量。a)b)2、设计数据，见表1表1设计数据导杆机构的运动分析导杆机构的动态静力分析方案n2lo2O4lo2Alo4Bl BCIo4S4Xs6ys6G4G6PypJs4r/minmmNmmkg.m21603801105400.25 l O4B0.5 l O4B240502007007000801.1264350905800.3 Io

3、4B0.5 l O4B200502208009000801.23724301108100.36 lo4b0.5 l O4B1804022062080001001.2方案飞轮转动惯量的确定凸轮机构设计5ncZ1ZOZ1J02J01JO"Jc书maxlO9Dasr/minKg.m2ommo10.1514401020400.50.30.20.2151254075107520.1514401316400.50.40.250.2151353870107030.1614401519500.50.30.20.21513042751065二.设计内容1. 导杆机构的运动分析已知 曲柄每分钟转数n2，

4、各机 构尺寸及重心位置，且刨头导路x-x位 于导杆端点B所作圆弧高的平分线上（见图2）。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（参考图例1）。曲柄位置图的作法为（图2）取1和一为工作行程起点和终点所对 应的曲柄位置，一和 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，顺方向将曲柄圆周作12等分的位置。2. 导杆机构的动态静力分析已知 各机构的重量G （曲柄2、滑块3和连杆5的重量都可以忽 略不计）,导杆4绕重心的转动惯量-及切削力P的变化规律（图1b）。表2机构位置分配表学生编号1234

5、56789101112131415位置编号12345678910111212376ST121131Plrr489学生编号161718192021222324252627282930位置编号45678910111212345610121125273864591011要求按表4-2所分配的第二行的一个位置，求各运动副中反作用力及曲柄上所需的平衡力矩。以上内容作在运动分析的同一张图纸 上（参考图例1）。3. 飞轮设计已知机器运转的速度不均匀系数，由动态静力分析所得的平衡力矩 ,具有定传动比的各机构的转动惯量 J,电动机、曲柄的转速一、 无及某些齿轮的齿数（参见表4-1 ）。驱动力矩为常数。要求 用惯

6、性力法确定安装在轴一上的 飞轮转动惯量.。以上内容作在2号图纸 上（参考图例2）。4. 凸轮机构设计已知 摆杆9为等加速等减速运动 规律，其推程运动角门、远休止角：仁、回 程运动角a （图4-3）,摆杆长度1吋,最 大摆角我、阿，许用压力角a （参见表 4-1 ）;凸轮与曲柄共轴。图4-3摆杆加速度线图要求 确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径，画出凸轮实际轮廓。以上内容作在2号图纸上（参考图例5）1、曲柄位置“ 3”速度分析，加速度分析（列矢量方程，画速度图，加速度图） 取曲柄位置“ 3”进行速度分析。因构件 2 和 3 在 A 处的转动副相连，故Va2=Va3，其大小等于 W2I02A，方

7、向垂直于O2 A线，指向与GQ2 致。型=2 n 2/6O rad/s=6.28rad/sU3 = U2 =02A= （丄 O2A）取构件3和4的重合点A进行速度分析。列速度矢量方程，得U4= UA3+ U4A3大小 ？"?方向 丄O4A 丄O2A / O4B取速度极点P,速度比例尺 g=0.01（m/s）/mm （实际测量值以 A1图纸上的尺寸线段为准 ）, 作速度多边形如图 1-2u5= u4= u4 04B/ O4A=0.81 m/s取 5 构件作为研究对象，列速度矢量方程，得U5= UB5+ UC5B5大小 ？"?方向 / XX丄O4B 丄BCA3图1-22.加速度

8、分析：取曲柄位置“ 3”进行加速度分析。因构件2和3在A点处的转动副相连， 故a；2=aA3,其大小等于 32|02A，方向由A指向02。型=6.28rad/s, aA3 = aA2 = 2 L 02a=6.28 0.11 m/s =4.34m/svA4A3 =卩 co 4 =v A4/IO4A =0.62/0.48365=1.283rad/svB= o 4lo4B=1.283x0.54=0.69m/svC= (1o 5=v CB/lBCanA4= o4 lo4A=1.283 2x0.48365=0.796m/s2aKA4A3 = 2 o4VA4A3=2x1.283x0.29185=0.75m/s2 aNCB= o52 lCB=0.62 2x0.135=0.0519m/s 2取 3、 4 构件重合点 A 为研究对象，列加速度矢量方程得：aA4=a A4+Tna A4 = a A3a A4A3k+a A4A3r大小 ?o42l O4A2 o4 U4 A3方向 ? B A 导路）丄O4B（向右）/ O4B (沿用加速度影象法求得2a B5 a B4 a A