牛头刨床机械原理课程设计点和点

机械原理课程设计说明书设计题目牛头刨床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，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。图1-11 .导杆机构的运动分析 已知 曲柄每分钟转数n2,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 设计数据设计内容导杆机构的运动分析符号n2LO2O4Lo2ALo4BLbcLo4s4xSyS单位r/m inmm方案n64350905800.3 Lo4B0.5 L o4B200501.2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、312等，是由位置1起， 顺3 2方向将曲柄圆作12等分的位置（如下图）。E图1-2取第方案的第4位置和第10位置(如下图1-3 )。图1-31.3速度分析以速度比例尺：(0.01m/s)/mm 和加速度比例尺：(0.01m/s2)/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 ）表格1-1位置未知量方程4VA4Va4=V A3+Va4A3位方向丄AQ丄AQII AQ置大小?W2LaQ2?占八、VcVc=V B+Vcb方向/X丄BQ丄CB大小?W4LBQ4?aA4aA4 =na A4Q4t+ a A4Q4= a A3kr+ a A4A3 + a A4 A3方向A Q丄 AQ A Q丄 BQ II BQ大小W 4 LaQ4?W2LaQ22 Wa3Va4A3?acac=aB + acB“ +aCBt方向II x“C B丄BC大小?“W丄 BC?图1-4图1-5位置未知量方程位VVa4=V A3+Va4A3置方向丄AQ丄AQII AQ10大小?W2LaQ2?占八、VcVc=V B+Vcb方向/X丄BQ丄CB大小?W4LBQ4?aA4a A4nt=a A4 Q4+ a A4 Q4ka A3 +a A4A3 +ra A4 A3方向A Q丄AQ AQ 丄 BQII BQ大小w 4 LaQ4?W2LaQ22a3V A4A3?acac =aB + acB“+aCBt方向II x“C B丄BC大小?“W5L bc?表格（1-2 ）位 置要求图解法结果解析法结果绝对误差相对误差位Vc0.置(m/s4)占 八、ac(m/s2)位Vc置10占八、(m/s)ac(m/s2)各点的速度，加速度分别列入表1-3 , 1-4中表1-3项目 位置3 23 4VA4VbVc位置4点位置10占八、单位1/s1/sm/s表1-4x目 位置位置4占八、位置10占八、单位2 机构的动态静力分析设计内容导杆机构的动态静力分析符号G4GPJS4ypXS6yS单位NKg.m2mm方案22080090001.280200502.1.设计数据已知各构件的柄2、滑块3和连杆5的质质量G（曲量都可以忽略不计），导杆4绕重心的转动惯量Js4及切削力P的 变化规律（图1-1，b）o要求 按第二位置求各运动副中反作用力及曲柄上所 需的平衡力矩。以上内容作运动分析的同一张图纸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。图2-1 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、FRI6、R45,其中R45和Ri6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N 均垂直于质心，R56沿杆方向由C指向B,惯性力Fi 6大 小可由运动分析求得，方向水平向左。选取比例尺： （100N）/mm,作力的多边形。将方程列入表2-1。由力多边形可知:F45=706.1099715NFI6=705.9209846 N2.1.2 对3-4杆组示力体分析共受5个力分别为 F 5 4, F23, Fl 4, G, Rl4 ,其中F45,F 54大小 相等方向相反，方向沿C指向B， G4已知，方向竖直向下， 惯性力Fi S4大小可由运动分析求得，R23大小未知, 方向垂直于杆4 , Ri4大小方向均未知。选取比例尺卩 =(50N ) /mm,作受力多边形。将方程列入表2-1。表格(2-1 )位置未知量方程2Fi6 + G6 +R45 +n = 0方向：水平竖直/ BC竖直大小V V?R54+ Fi4 + G4+ F23+ Fx + Fy = 0方向：/ BC V 竖直丄AB VV大小：V V VV?其中Fi6 =705.9209846N G6 = 800 N F54=-F45= 706.1099715Na4= a=rad/s2Fi4 = G4 as4 NG4 = 220 Ng对。4求矩有：2M A=G 4X X4+F I 4X X4i + M S4+F54X X54-F 23 x X?3=0M S4=J S4 a代入数据，得 F23 =1578.158398N2.1.3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:表格（2-2）未知量平衡条件平衡方程结果MR32I sin0 2 x7(N mhi2- M=0)R12 ( N)1578.158398将各个运动副的反力列入表2-3表2-3目位置hi 4大小方向705.920928606.20顺时针846561单位NNmm项 目位置艮5= R 56NFxFyR23706.1099715816.3357099736.754128291.86908511578.158398单位N