牛头刨床的综合与分析课程设计论文说明书大学论文.docx

1、牛头刨床的综合与分析课程设计论文说明书大学论文此页不能删，否则页码不对一、设计题目与数据1题目牛头刨床的综合与分析2.原始数据刨头的行程 H=600mm行程速比系数 K=1.8机架长 LO2O3=370mm质心与导杆的比值 LO3S4/LO3B=0.5连杆与导杆的比值 LBF/LO3B=0.3刨头重心至F点距离 XS6=210mm导杆的质量 m4=20刨头的质量 m6=52导杆的转动惯量 JS4=0.9切割阻力 FC=1400N切割阻力至O2的距离 YP=165mm构件2的转速 n2=80许用速度不均匀系数 =1/30齿轮Z1、Z2的模数 m12=16小齿轮齿数 Z1=18大齿轮齿数 Z2=4

2、2凸轮机构的最大摆角 max=18凸轮的摆杆长 LO4C=130mm凸轮的推程运动角 0=60凸轮的远休止角 01=10凸轮的回程运动角 0=60凸轮机构的机架长 Lo2o4=140mm凸轮的基圆半径 ro=50mm凸轮的滚子半径 rr=15mm二、牛头刨床示意图 图1牛头刨床工作原理：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：行程速比系数 K=1.8刨头的行程 H=600mm机架长度 LO2O3=370mm连杆与导杆的比

3、LBF/LO3B=0.32、各杆尺寸设计如下A、求导杆的摆角：max =180（K-1）/（K+1）=180（1.8-1）/（1.8+1）=51.4 B、求导杆长：LO3B=H/2sin（max/2）=600/2sin（51.4/2）=697mm C、求曲柄长：LO2A =LO2O3sin（max/2）=370sin25.7=160mm D、求连杆长LBF=LO3BLBF/LO3B=6920.3=207mm E、求导路中心到O3的距离LO3M =LO3B-LDE/2=LO3B1-1-cos(max/2)/2=657mm F、取比例尺 L=0.005m/mm 在1#图纸中央画机构位置图，大致图形

4、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VA3VA3 =VA2=LO2An/30=0.16080/30=1.344m/s 求VA4 = + 大小： ？ 1.34 ？方向：O3A O2A O3A取V=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=0.93 m/s 方向：如1#图左下方速度图所示求VB用速度影像求VB=300.05=1.5m/s 方向：如1#图左下方速度图所示求VF = + 大小： ？ 1.5 ？方向： 水平 O3A BF接着画速度多边形，图形如1#图左下

5、方所示由速度多边形求得：VF=V=1.29m/s 方向：如1#图左下方速度图所示求44=3=VA4/LO3A=1.98 rad/s 方向：顺时针求VA4A3VA4A3=V=0.93m/s 方向：如1#图左下方速度图所示 B、加速度分析求aKA4A3aKA4A3=24VA4A3=3.68m/s2 求aA3aA3=aA2=22LO2A=11.29m/s2 方向：AO2 求anA4anA4=23LO3A=1.84m/s2 方向：AO3 求aA4 + = + + 大小：1.08 ？ 11.3 3.68 ?方向：AO3 O3A AO2 O3A O3A取a=aA3/pa3=0.15 在1#图的左下方画加速

6、度多边形 aA4=pa4a=4.59m/s2 方向：如1#图左下方加速度图所示 求aB 用加速度影像求aB=6.74m/s2 方向：如1#图左下方加速度图所示 = + + 大小： ？ 6.75 ?方向：水平 FB BF接着画加速度多边形由加速度多边形求得：aF=pfa=5.6m/s2 方向：如1#图左下方速度图所示 第8点：A、速度分析求VA3VA3 =VA2=LO2An/30=0.15980/30=1.344m/s = + 大小： ？ 1.344 ？方向：O3A O2A O3A取v=VA3/Pa3=0.050 在1#图的左下方画速度多边形求VB用速度影像求VB=0m/s 方向：如1#图左下方

7、速度图所示求VF = + 大小： ？ 2.92 ？方向：水平 导路 BF VF = V=0m/s 方向：如1#图左下方速度图所示 求4 4=3=VA4/LO3A=0 m/s 方向：逆时针 求VA4A3VA4A3 =V=0m/s 方向：如1#图左下方速度图所示 B、加速度分析求aKA4A3aKA4A3=24VA4A3=0m/s2 方向： 如1#图左下方加速度图所示 求aA3aA3=aA2=22LO2A=11.29m/s2 方向：AO2 求anA4anA4=23LO3A=0m/s2 方向：AO3 求aA4 + = + + 大小 4.1 ？ 11.3 7.4 ?方向：AO3 O3A O3A O3A取

8、a=aA3/=0.3 在1#图的左下方画加速度多边形aA4=pa4a=10.6m/ s2 方向：如1#图左下方加速度图所示求aB 用加速度影像求aB=750.3=22.5m/s2 方向： 如1#图左下方加速度图所示求aF = + + 大小： ？ 22.5 390.3 ?方向：水平 FB BF接着画加速度多边形由加速度多边形得：aF=a=21.6m/s2 方向： 如1#图左下方加速度图所示 第10点 速度分析求VA3VA3 =VA2=LO2An/30=0.141880/30=1.344m/s 方向：如1#图左下方速度图所示 求VA4 = + 大小 ? 1.344 0方向：O3A O2A O3A取

9、V=VA3/Pa3=0.05 VA4= 1.1 m/s 在1#图的左下方画速度多边形，大致图形如1#图所示求VB用速度影像求VB=3 m/s求VF= + 大小： ? 3 ?方向：水平 O3A BFVF=V=2.9 m/s 求44=3=VA4/LO3A=4.5 rad/s 求VA4A3VA4A3=V=0.85 m/s B、加速度分析求aKA4A3aKA4A3 =24VA4A3=8.4 m/s2求aA3aA3=aA2=22LO2A=11.1m/s2 方向：AO2求anA4anA4 =23LO3A=5.4 m/s2 方向：AO3求aA4 + = + + 大小： 5.4 ？ 11.1 8.4 ?方向：

10、AO3 O3A O3A O3A取a=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=a=16.2m/s2 方向：如1#图左下方加速度图所示 求aB用加速度影像求aB=1500.3=45m/s2 方向：如1#图左下方加速度图所示求aF = + + 大小： ？ 45 3 ？方向：水平 FB BF接着画加速度多边形由加速度多边形得：aF=a =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1234456SF00.040.110.2130.30.360. 41VF00.

11、851.4751.711.701.731.51aF18.617.8510.61.8-0.45-01.3-5.2 曲柄位置名称 结果788910101112SF0.50.5750.640.5950.5050.290.2650.05VF1.290.90-0.46-2.5-4.4-4.40-1.8aF-5.6-8.8-27-28.4-42-3.63.642五、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=1400N1.确定惯性力、惯性力矩第7点：P16=-m6aF=-525

12、.6=-291.2NP14=-m4as=-204.6=-92NM14=-0.94=-7.66Nmh =M14/F14=-8/-60=0.0833m 第10点：P16=-m6aF=-5242=-2184N P14=-m4aS=-2016.5=-330N M14=-JS44 =-57.3Nmh =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P14M14Lh4P167点-92-7.660.0833-291.212点-330-54.340.17-21842.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

13、件5、6为示力体在1#图右下方绘制示力体图比例尺为：L=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：P=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=P=1950N 方向：与力多边形中的方向一致 FR76=P=2340=690N 方向：垂直导路向上MF=0：FC（LO2M-YP）+G6XS6=FR76h76h76=Fc(LO2M-YP)+G6XS6/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：L=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=0.615mFR23=(FR54h54+F14hP+G4h4)/h23=3000N 矢量式中F