牛头刨床机械原理课程设计1点和6点修正版Word格式.docx

1、 牛头刨床的主传动的从动机构是刨头，在设计主传动机构时，要满足所设计的机构要能使牛头刨床正常的运转，同时设计的主传动机构的行程要有急回运动的特性，以及很好的动力特性。尽量是设计的结构简单，实用，能很好的 实现传动功能。二.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，以提高生产效率。为此刨

2、床采用有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（图中没有画出），使工作台连同工件一次进级运动，以便刨刀继续切削。刨头在工作行程过程中，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4-1，b）而空回行程中则没有切削阻力。因此刨头在整个循环运动中，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。2，设计数据 见表4-11）2）选择设计方案：设计内容导杆机构的运动分析导杆机构的静力分析符号n2lo2o4lo2Alo4BlBClo4s4xs6y

3、s6G4G6PypJs4单位r/minmmNKgm2方案64350905800.3lo4B0.5lo4B200502208009000801.2飞轮转动惯量的确定凸轮机构的设计noZ1ZoZ1Jo2Jo1Jo”JomaxLo9DsKg.m20.1514401316400.50.40.250.215135387010方案特点：1、结构简单，制造方便，能承受较大的载荷；2、具有急回作用，可满足任意行程速比系数K的要求；3、滑块行程可以根据杆长任意调整；4、机构传动角恒为90度，传动性能好；5、工作行程中，刨刀速度较慢，变化平缓符合切削要求；6、机构运动链较长，传动间隙较大；7、中间移动副实现较难。

4、 1导杆机构的设计及运动分析1）导杆机构简图2）导杆机构运动分析a、曲柄位置“1”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“1”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2lO2A，方向垂直于O2 A线，指向与2一致。 2=2n2/60 rad/s=6.7020643264rad/sA3=A2=2lO2A=6.702064213*0.09m/s=0.603185789m/s（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 A4=A3+A4A3大小 ? ?方向 O4A O2A O4B取速度极点P，速度比例尺v=0.005 （

5、m/s）/mm ,作速度多边形如图1-2则由图1-2知， A4=v= 0m/s A4A3=v=0m/s由速度影像定理求得，B5=B4=A4O4B/ O4A=0m/s又 4=A4/ lO4A=0rad/s取5构件作为研究对象，列速度矢量方程，得 C5=B5+C5B5方向 XX O4B BC取速度极点P，速度比例尺v=0.01（m/s）/mm, 则由图1-2知， C5= C5B5= CB=C5B5/lCB=0 rad/sb.加速度分析：取曲柄位置“1”进行加速度分析。因构件2和3在A点处的转动副相连，故=,其大小等于22lO2A,方向由A指向O2。2=6.7020643264rad/s, =22L

6、O2A=6.702064326420.09 m/s2=4.04258996116m/s2 取3、4构件重合点A为研究对象，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 O4B 取5构件为研究对象,列加速度矢量方程,得ac5= aB5+ ac5B5n+ a c5B5 w52 Lbc ?方向 XX cb BC取加速度极点为P,加速度比例尺a=0.05（m/s2）/mm,作加速度多边形如图1-3所示.则由图1-3知, C5B5= w5 =CB=C5B5/lCB=0 ra

7、d/s=0 m/s2 aA4A3K =0 m/s2aA4 =4.042589961168314 m/s2,用加速度影象法求得aB5 = aB4 = aA4* O4B/ O4A=6.932257312225 m/s2所以ac=0.01（pc）=6.5990882824m/s2总结1点的速度和加速度值以速度比例尺=（0.005m/s）/mm和加速度比例尺a=（0.05m/s）/mm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1-2，1-3，并将其结果列入表格（1-2） 表格 1-1位置未知量结果1VA40m/sVCaA4.04258996116 m/s2 ac6.59908828

8、24m/s2a、 曲柄位置“6”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“6”进行速度分析。lO2A=6.7020642130.09m/s=0.603185779m/s（O2A） A4=A3+A4A3v=0.001（m/s）/mm ,作速度多边形如图1-4则由图1-4知， A4= pa4/v =0.48590227981m/s A4A3= a3a4/v =0.35739623806m/sO4B/ O4A=0.67355117939m/s又 4=A4/ lO4A=1.16129513687931rad/s C=B+CB取速度极点P，速度比例尺v=0.005（m/s）/mm

9、, 作速度多边行如图1-4。则由图1-4知， C=0.66392950064m/s CB=0.1026378747m/s CB=CB/lCB=0.5898728434482 rad/s取曲柄位置“ 6 ”进行加速度分析。LO2A=6.70206421320.09 m/s2=4.042589961168m/s2=42LO4A=0.564275954395379 m/s2取3、4构件重合点A为研究对象，列加速度矢量方程得： aA4 = + aA4= aA3n + aA4A3K + aA4A3r 42LO4A ? 22LO2A ? BA O4B AO2 O4B O4B 52LBC ?方向 X CB

10、BCa=0.5（m/s2）/mm,作加速度多边形如图1-5所示.则由图1-5知, aA4A3r =2.6922723 m/s2 aA4 =1.6638155038 m/s2 用加速度影象法求得aB5 = aB4 =aA4O4B/ O4A =2.306358585752m/s2又 aBCn=52LBC =0.0605432950301537ms2ac5 =-2.2105415252 ms2总结6速度和加速度值以速度比例尺）/mm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）60.48590227981m/s0.66392950064m/

11、s 1.6638155038m/s2,- 2.2105415252 m/s22. 机构动态静力分析取“8”点为研究对象，分离5、6构件进行运动静力分析，作阻力体如图16所示，=10N/mm。图16已知P=0，G6=800N，又ac=6.5990882824m/s2,那么我们可以计算FI6=-G6/gac =-800/106.5990882824=-527.927062592N Fi6 + + Fr45 + Fr16 = 0方向: 水平 竖直 BC 竖直大小 ?作为多边行如图1-7所示，N=10N/mm。由图1-7力多边形可得： FR45=-F45N=528.75810381N=-528.758

12、1216N 已知： FR54=-FR45=528.7581216N，G4=220NaS4=aA4lO4S4/lO4A=4.042589964290/338.23069051m/s2=3.46612865m/s2 由此可得： FS4=M4-aS4=-76.25482788N As4 = aA4/ 0.29=13.93996491rad/s2 M=-JS4As4=-16.72795789J 在图1-8中，对O4点取矩得： M O4=-FR54L54-Fs4hs4-G4hGM-FR34lO4A=0 -528.7581038*0.5512570182-13.962929130.28690951968-

13、2200.07457142857-16.72795789+ FR340.29=0代入数据，得FR34=1133.177173N 力比例尺N=10N/mm又 F= Fr54 +Fi4 +G4 + Fr23 + F14n+F14=0,作力的多边形如图1-9所示。Fr23= FR34=1133.177173NFr54 +Fi4 +G4 + Fr23 + F14n+F14= 0BC 竖直 AB AB AB ?F14=F14F14nN=497.71360441N=497.7136044N F14n= FR54F14nN=47.24196451N=47.2419645N对曲柄分析，共受2个力，分别为R32,R12和一个力偶M，由于滑块3为二力杆，所以R32= R34，方向相反，因为曲柄2只受两个力和一个力偶，所以FR12与FR32等大反力，由此可以求得: Fr32lsin2h12-M=0示意图如图1-10所示：M =0j列表如下：平衡条件平衡方程M（Nm）Fr32lsin2R12（N）Fr32-Fr12=01133.177173