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牛头刨床机械原理课程设计.doc

发布时间：2022-06-13 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.40M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    1. 机构简介
    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 - 1 0 - 1 1 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 - 1
    1 ． 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 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 容 符号 单位 导 杆 机 构 的 运 动 分 析 导杆机构的动态静力分析 n2 L0204 L02A L04B LBC L04S4 XS6 YS6 G4 r/min mm G6 N P YP JS4 mm kgm2 Ⅰ 60 380 110 540 Ⅱ 64 350 90 580 方 案 Ⅲ 72 430 110 810 0.25 L04B 0.3 L04B 0.36 L04B 0.5 L04B 0.5 L04B 0.5 L04B 240 50 200 700 7000 80 1.1 200 50 220 800 9000 80 1.2 180 40 220 620 8000 100 1.2
    1. 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 、 3 … 1 2 等 ， 是 由 位 置 1 起 ， 顺 ω2 方 向 将 曲 柄 圆 作 1 2 等 分 的 位 置 （ 如 下 图 ）。 第五章 选择设计方案 1 机构运动简图
    2、选择表Ⅰ中方案Ⅱ 图 1 - 2 取 第 方 案 的 第 7 位 置 和 第 1 2 位 置 （ 如 下 图 1 - 3 ） 。
    图 1 - 3 2、曲柄位置“7’”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“7’”进行速度分析，其分析过程同曲柄位置“1”。 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
    υA4=υA3+υA4A3 ? √ ? 大小 方向 ⊥O4A ⊥O2A ∥O4B 取速度极点 P，速度比例尺µv=0.01(m/s)/mm，作速度多边形如图 1-4。 P a 4 C b a 2 图１—4 则由图 1-4 知，，υA4=pa4·μv=28.33743629×0.01 =0.2833743629m/s υA4A3=a3a4·μv=53.2477258×0.01=0.532477258m/s O4A=383.14488122 mm 由速度影像定理得υB5=υB4=υA4·O4B/ O4A=0.428968617m/s 又 ω4=υA4/ lO4A=0.739601064rad/s 取 5 构件为研究对象，列速度矢量方程，得 υC5=υB5+υC5B5 ? √ ? 大小 方向 ∥XX ⊥O4B ⊥BC 其速度多边形如图 1-4 所示，有 υC5= υC5B5= 5Pc ·μv=42.07193291×0.01m/s =0.4207193291m/s 55cb ·μv=9.74202042×0.01 m/s = 0.0974202042m/s
    ωCB=υC5B5／lCB=0.0974202042/0.174 rad/s = 0.559886229rad/s 取曲柄位置“7’”进行加速度分析,分析过程同曲柄位置“1”.取曲柄构件 3 和 4 的重合点 A 进行加速度分析.列加速度矢量方程,得 aA4= a A4n+ a A4t= a A3n + a A4A3k + 0 ? √ 0 a A4A3r ? 大小 ? 方向 ? B→A ⊥O4B A→O2 ⊥O4B（向右） ∥O4B（沿导路） 取加速度极点为 P＇,加速度比例尺μa=0.01（m/s2）/mm,作加速度多边形 图 1-5 P a 4'' b a 4' c a 3' k' 图 1-5 r 4 3 则由图 1─5 知， a A4t= a4´a4″·μa =277.76598448×0.01 m/s2 =2.7776598448m/s2 A Aa = k´a4´·μa=168.96093044×0.01 m/s2 =1.6896093044m/s2 α4″= a A4t∕lO4A =2.7776598448∕0.38314488rad／s2 =7.249633204 rad／ s2 a A4 = p´a4´·μa = 278.55555401×0.01m/s2 =2.7855555401m/s2
    用加速度影象法求得 a B5 = a B4 = a A4 ×lO4B/lO4A= 2.7855555401×580/383.14488122m/s2 =4.216739653 m/s2 又 a C5B5n =ω52·lCB= 0.5598862292×0.174 m/s2 =0.05454423 m/s2 取 5 构件的研究对象，列加速度矢量方程，得 aC5= aB5+ aC5B5n+ aC5B5τ ? √ 0 ? 大小 方向 ∥xx √ C→B ⊥BC 其加速度多边形如图 1─5 所示，有 aC5B5t= C5´C5″·μa =64.40968945×0.01 m/s2 =0.6440968945m/s2 α5″= C5B5a /lCB =0.6440968945/0.174 rad／s2 =3.701706287 rad／ s2 aC5 = p´C5´·μa = 413.17316272×0.01m/s2 =4.1317316272 m/s2 1、曲柄位置“12”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“12”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 W2lO2A，方向垂直于 O2 A 线，指向与ω2 一致。 ω2=2πn2/60 rad/s=6.70rad/s υA3=υA2=ω2·lO2A=6.70 × 0.09m/s=0.603m/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 υA4=υA3+υA4A3 ? √ ? 大小 方向 ⊥O4A ⊥O2A ∥O4B 取速度极点 P，速度比例尺µ1=0.01(m/s)/mm ,作速度多边形如图 1-2
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