牛头刨床的综合与分析课程设计论文说明书大学论文Word文档格式.docx
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牛头刨床是一种靠刀具的往复直线运动及工作台的间歇运动来完成工件的平面切削加工的机床。
电动机经过减速传动装置(皮带和齿轮传动)带动执行机构(导杆机构和凸轮机构)完成刨刀的往复运动和间歇移动。
三、导杆机构设计
1、已知:
机架长度LO2O3=370mm
连杆与导杆的比LBF/LO3B=0.3
2、各杆尺寸设计如下
A、求导杆的摆角:
ψmax=180°
×
(K-1)/(K+1)=180°
(1.8-1)/(1.8+1)=51.4°
B、求导杆长:
LO3B=H/[2sin(ψmax/2)]=600/[2sin(51.4°
/2)]=697mm
C、求曲柄长:
LO2A=LO2O3×
sin(ψmax/2)=370×
sin25.7°
=160mm
D、求连杆长
LBF=LO3B×
LBF/LO3B=692×
0.3=207mm
E、求导路中心到O3的距离
LO3M=LO3B-LDE/2=LO3B{1-[1-cos(ψmax/2)]/2}=657mm
F、取比例尺
μL=0.005m/mm
在1#图纸中央画机构位置图,大致图形如下:
图2
四、机构的运动分析
已知:
曲柄转速n2=80rpm
各构件的重心:
构件6的重心:
XS6=210mm
第7点:
A、速度分析
求VA3
VA3=VA2=LO2Aπn/30=0.160×
80π/30=1.344m/s
求VA4
=+
大小:
?
1.34?
方向:
⊥O3A⊥O2A∥O3A
取μV=VA3/Pa3=0.050在1#图的左下方画速度多边形,图形如1#图左下方所示
=0.93m/s方向:
如1#图左下方速度图所示
求VB
用速度影像求VB=30×
0.05=1.5m/s方向:
求VF
1.5?
水平⊥O3A⊥BF
接着画速度多边形,图形如1#图左下方所示
由速度多边形求得:
VF=μV=1.29m/s方向:
求ω4
ω4=ω3=VA4/LO3A=1.98rad/s方向:
顺时针
求VA4A3
VA4A3=×
μV=0.93m/s方向:
如1#图左下方速度图所示
B、加速度分析
①求aKA4A3
aKA4A3=2ω4VA4A3=3.68m/s2
②求aA3
aA3=aA2=ω22×
LO2A=11.29m/s2方向:
A→O2
③求anA4
anA4=ω23×
LO3A=1.84m/s2方向:
A→O3
④求aA4
+=++
1.08?
11.33.68?
A→O3⊥O3AA→O2⊥O3A∥O3A
取μa=aA3/pa3=0.15
在1#图的左下方画加速度多边形
aA4=pa4×
μa=4.59m/s2方向:
如1#图左下方加速度图所示
⑤求aB
用加速度影像求aB=6.74m/s2方向:
=++
6.75?
水平√F→B⊥BF
接着画加速度多边形
由加速度多边形求得:
aF=p’f’×
μa=5.6m/s2方向:
第8’点:
VA3=VA2=LO2Aπn/30=0.159×
1.344?
取μv=VA3/Pa3=0.050在1#图的左下方画速度多边形
用速度影像求VB=0m/s方向:
2.92?
水平∥导路⊥BF
VF=μV=0m/s方向:
求ω4
ω4=ω3=VA4/LO3A=0m/s方向:
逆时针
VA4A3=×
μV=0m/s方向:
aKA4A3=2ω4VA4A3=0m/s2方向:
如1#图左下方加速度图所示
A→O2
LO3A=0m/s2方向:
大小4.1?
11.37.4?
A→O3⊥O3A√⊥O3A∥O3A
取μa=aA3/=0.3在1#图的左下方画加速度多边形
μa=10.6m/s2方向:
如1#图左下方加速度图所示
用加速度影像求aB=75×
0.3=22.5m/s2方向:
如1#图左下方加速度图所示
⑥求aF
=++
22.5390.3?
水平√F→B⊥BF
由加速度多边形得:
aF=×
μa=21.6m/s2方向:
如1#图左下方加速度图所示
第10点速度分析
VA3=VA2=LO2Aπn/30=0.1418×
80π/30=1.344m/s方向:
大小?
1.3440
取μV=VA3/Pa3=0.05
VA4=1.1m/s
在1#图的左下方画速度多边形,大致图形如1#图所示
用速度影像求VB=3m/s
=+
?
3?
水平⊥O3A⊥BF
VF=μV=2.9m/s
ω4=ω3=VA4/LO3A=4.5rad/s
μV=0.85m/s
aKA4A3=2ω4VA4A3=8.4m/s2
LO2A=11.1m/s2方向:
A→O2
anA4=ω23×
LO3A=5.4m/s2方向:
A→O3
④求aA4
5.4?
11.18.4?
A→O3⊥O3A√⊥O3A∥O3A
取μa=aA3/pa3=0.30
在1#图的左下方画加速度多边形大致图形如1#图所示
aA4=×
μa=16.2m/s2方向:
⑤求aB
用加速度影像求aB=150×
0.3=45m/s2方向:
453?
μa=41.7m/s2方向:
如1#图左下方加速度图所示
在1#图纸左上角绘制刨头的运动线图。
大致图形如1#图左上角所示
表1
曲柄位置
名称结果
1
2
3
4
4’
5
6
SF
0.04
0.11
0.213
0.3
0.36
0.41
VF
0.85
1.475
1.71
1.70
1.73
1.51
aF
18.6
17.85
10.6
1.8
-0.45
-01.3
-5.2
曲柄位置
7
8
8’
9
10
10’
11
12
0.5
0.575
0.64
0.595
0.505
0.29
0.265
0.05
1.29
0.9
-0.46
-2.5
-4.4
-4.40
-1.8
-5.6
-8.8
-27
-28.4
-42
-3.6
3.6
42
五、机构的动态静力分析
已知:
导杆的质量m4=20Kg
刨头的质量m6=52Kg
(其余质量忽略不计)
导杆绕重心的转动惯量JS4=0.9Kgm
切削阻力为常数大小为FC=1400N
1.确定惯性力、惯性力矩
P16=-m6×
aF=-52×
5.6=-291.2N
P14=-m4×
as=-20×
4.6=-92N
M14=-0.9×
α4=-7.66N·
m
h=M14/F14=-8/-60=0.0833m
第10点:
42=-2184N
aS=-20×
16.5=-330N
M14=-JS4×
α4=-57.3N·
h=M14/F14=-57.3/330=0.17m
将计算结果汇总在如下表中:
表2
曲柄
位置
导杆4
刨头
P14
M14
Lh4
P16
7点
-92
-7.66
0.0833
-291.2
12点
-330
-54.34
0.17
-2184
2.确定齿轮2的重量
查指导书得齿轮2的重量G2=500N
3.确定各运动副反力
第7点:
A、取构件5、6为示力体
在1#图右下方绘制示力体图
比例尺为:
μL=0.005m/mm
大致图形如图:
++++=0
上式中只有FR45、FR76的大小未知
取力比例尺:
μP=Fc/bc=40N/mm在1#图右下方画力多边形大致图形如1#图所示
求得:
FR45=×
μP=1950N方向:
与力多边形中的方向一致
FR76=×
μP=23×
40=690N方向:
垂直导路向上
∑MF=0:
FC(LO2M-YP)+G6×
XS6=FR76h76
h76=[Fc×
(LO2M-YP)+G6×
XS6]/R76=0.41m
B、取构件3、4为示力体
在机构位置图上方绘制示力体图,比例尺为:
μL=0.005m/mm大致图形如1#图
其平衡方程为:
++++=0
∑MO3=0(确定FR23的大小):
FR23h23+F14hp+G4h4=FR54h54
量得:
hp=0.475m;
h4=0.145m;
h54=0.615m
FR23=(FR54h54+F'
14hP+G4h4)/h23=3000N
矢量式中F