河北工程大学牛头刨床机械原理课程设计

河北工程大学牛头刨床机械原理课程设计2(共15页)机械原理课程设计说明书日期2课程设计说明书—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，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。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。1-131．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-xn2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。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，以减少切削质量和电动机容量。设计内导杆机构的运动分析容xSyS66l方案Ⅲ60380110540曲柄位置的确定24050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…ω12等，是由位置1起，顺方向将曲柄圆作12等分的位置（如下24图）。5取第方案的第8位置和第5位置（如下图）。5B14A36速度分析µ=s)/mmµa=s²)/mm用相对运以速度比例尺和加速度比例尺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1-1V大小OB方向⊥⊥∥448Va=+a=a+aτnKranA4A4A3√A4A3A4A32aa4O4A4A4A3方向：B→A⊥OBA→O⊥OB（向左）∥OB（沿导路）4τ号7位置848由图解得：Vc=s34P49Pa=sC2由图解的：表格（1-2）位置va）ccv（m/s）ca(m/s)c10各点的速度，加速度分别列入表1-3，1-4中表1-3ω2ω4VAVBVc表1-4aanatataA3A4A4CB单位ms/2导杆机构的动态静力分析设计数据导杆机构的动静态分析G46pmm802208009000G已知各构件的重量（曲柄2、滑块3和连杆5的重量都可忽略不Js4P及切削力的变化规律。计），导杆4绕重心的转动惯量11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。图2-1矢量图解法：取5号位置为研究对象：yI6G8F45xPGFRR、、、、5-6杆组示力体共受五个力，分别为其6i61645,R45R16和中方向已知，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，R45CB，沿杆方向由指向惯性力Fi6大小可由运动分析求得，方向水平向左选取比例尺μ=。(10N)/mm，作力的多边形。将方程列入表2-1。U=10N/mm12P=9000N，G=800N，6已知a=ac5又,那么我们可以计算cFG/g×a6I6c=-800/10×=+G+F+F+F45，又6I6RI6方向PGN6FF13F54MF23I4yFx在图1-8中，对O点取矩得：4MOM+F×x+F×x+F×x+G0==s4I442323545444415代入数据，得MO4=故F=23F+F+G+F+F+F=0I4xy42354Mo44√√√√√√↓┴OB√4544xI4y23由图解得：F=xF=yRRM和一个力偶，2.1.3对曲柄分析，共受2个力，分别