机械原理课程设计牛头刨床说明书位置117Word下载.docx

1、2.体现上述第 5 项设计内容的 A2图纸 23 张3.不少于 10 页的设计说明书 1份1. 工 作原 理及 工艺 动 作过 程牛 头 刨 床 是 一 种 用 于 平 面 切 削 加 工 的 机 床 。刨 床 工 作 时 , 如图 （ 1-1）所示，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；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。刨头在工作行程中，受到很大的切削阻力，图（ 1-1）Fr0.05HxH（b）2原始数

2、据及设计要 求设计内容导杆机构的运动分析符号n2LO2O4LO2ALO4BLBCLO4S4xS6yS6单位r/minmm方案I603501105400.25 LO4B0.5 LO4B24050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。二 、 设 计 说 明 书 （ 详 情 见 A1 图 纸 ）1画机构的运动简图1、以 O4 为原点定出坐标系，根据尺寸分

3、别定出 O2 点，B点，C点。 确定机构运动时的左右极限位置。 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, 12 等， 是由位置 1 起，顺2方向将曲柄圆作 24 等分的位置（如 下图 ）。取 第 1 方 案 的 第 18 位 置 和 第 10 位 置 （ 如 A1 图 纸 ）、机构运动分析（1）曲柄位置“ 18”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“ 18”进行速度分析。因构件 2 和 3 在 A 处的转动副相连， 故 V A2=V A3 ，其大小等于 W 2

4、l O2A ，方向垂直于 O2 A 线，指向与 2 一致。2=2n1/60 rad/s= 6.28 rad/sA3 =A2=2l O2A= 0.69 m/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 O4BO2AO4B取速度极点 P，速度比例尺v= 0.01（m/s）/mm , 作速度多边形如图一图一取 5 构件作为研究对象，列速度矢量方程，得C = B + CB ?方向 水平 （向右） O4B BC取速度极点 P，速度比例尺 v=0.01 （m/s）/mm, 作速度多边行如图一。Pb=P a4O4B/ O4A= 47.5 mm则由

5、图 1-2 知， C=PCv= 46 m/s加速度分析：取曲柄位置“ 18”进行加速度分析。因构件 2 和 3 在 A 点处的转动副相 连，故 aA2=aA3 ,其大小等于 22l O2A ,方向由 A 指向 O2。取 3、4构件重合点 A 为研究对象，列加速度矢量方程得：aA4n=aA4 +aA4 =aA3 +aA4A3 +aA4A3大小:2 4 l O4A24A4 A3方向：BAO4BAO2O4B（向右）O4B（沿导路）取加速度极点为 P,加速度比例尺 a= 0.05 （m/s2）/mm, aA4 =4 l O4A= 0.16 m/s aA4A3 =24A4 A3 =0.375 m/s a

6、A3n=4.34 m/s2作加速度多边形如图二所示图二则由图 1-3 知, 取 5 构件为研究对象 ,列加速度矢量方程 ,得 方向导轨 C B BC由其加速度多边形如图二所示 , 有ac =p ca =4.55 m/s2（2）曲柄位置“ 10”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“ 10”进行速度分析，其分析过程同曲柄位置“ 18”取构件 3 和 4 的重合点 A进行速度分析。A4= A3+ A4A3 方向 O4B O2A O4B取速度极点 P，速度比例尺 v=0.01（m/s）/mm，作速度多边形如图三图三O4B/ O4A= 65mm则由图三知，取 5 构件为研

7、究对象，列速度矢量方程，得大小方向导轨 （向右） O4B BC其速度多边形如图 1-4 所示，有C=PCv=0.64 m/s取曲柄位置“ 10”进行加速度分析 , 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 , 得则由图四知， aA4 =4 l O4A= 0.35m/s aA4A3 =24A4 A3= 0.975m/saA3n=0.35 m/s2用加速度影象法求得2a B = a A4 lO4B/lO4A=1.75 m/s取 5 构件的研究对象，列加速度矢量方程，得其加速度多边形如图四所示，有aC = pCa =1.825 m/s2、机构动态静力分析取“10”点

8、为研究对象，分离 5、6构件进行运动静力分析，作 , 组示 力体如图五所示。图五已知 G6= 700N，又 ac= 1.825m/s2,可以计算i6=-（G6/g）ac = -130.36N作为多边行如图六所示， N=100 N/mm由图六力多边形可得：N45,N16分离 3，4 构件进行运动静力分析， 杆组力体图如图七所示， 在图中对O4点取矩.如 A1图纸所示；代入数据， 得 N23=7945 N对曲柄 2 进行运动静力分析，作曲柄平衡力矩如 A1图纸所示取“18”点为研究对象，分离 5、6 构件进行运动静力分析，作 , 组示力体如图 所示图已知 G6=700N，又 ac=4.55m/s2

9、,可以计算i6=- （G6/g）ac = 325N作为多边行如图 所示， N= 100N/mm由图 N45,N16分离 3，4 构件进行运动静力分析，杆组力体图如图七所示，在图中，O4点取矩.如 A1 图纸所示；代入数据， 得 N23= 8282N对曲柄 2 进行运动静力分析，作曲柄平衡力矩如 A1图纸所示，三、摆动滚子从动件盘形凸轮机构的设计（详情见 A2 图纸）（一）已知条件、要求及设计数据1、已知：摆杆为等加速等减速运动规律，其推程运动角 ，远休止角 s，回程运动角 ，如图 8所示，摆杆长度 lO9D，最大摆角 max，许用压力 角（见下表）；凸轮与曲柄共轴。2、要求：确定凸轮机构的基本

10、尺寸，选取滚子半径 T，画出凸轮实 际廓线。3、设计数据：设计内容数据凸轮机构 设计max15lOqD1254075S10r045lO2O9150（二）设计过程选取比例尺，作图 l =1mm/m。m1、取任意一点 O2 为圆心，以作 r0=45mm基圆；2、再以 O2为圆心，以 lO2O9/ l =150mm为半径作转轴圆；3、在转轴圆上 O2 右下方任取一点 O9;4、以 O9为圆心，以 lOqD/ l =135mm为半径画弧与基圆交于 D 点。O9D 即 为摆动从动件推程起始位置，再以逆时针方向旋转并在转轴圆上分别画出 推程、远休、回程、近休，这四个阶段。再以 11.6对推程段等分、 11

11、.6 对回程段等分（对应的角位移如下表所示） ，并用 A 进行标记，于是得到 了转轴圆山的一系列的点，这些点即为摆杆再反转过程中依次占据的点， 然后以各个位置为起始位置，把摆杆的相应位置画出来，这样就得到了凸轮理论廓线上的一系列点的位置，再用光滑曲 线把各个点连接起来即可得到凸轮的外轮廓。5、凸轮曲线上最小曲率半径的确定及滚子半径的选择 （1）用图解法确定凸轮理论廓线上的最小曲率半径 min ：先用目测法估计凸轮理论廓线上的 min 的大致位置（可记为 A 点）；以 A 点位圆心，任选 较小的半径 r 作圆交于廓线上的 B、C点；分别以 B、C为圆心，以同样的 半径 r 画圆，三个小圆分别交于

12、 D、 E、 F、G 四个点处，如下图 9 所示； 过 D、E两点作直线，再过 F、G两点作直线，两直线交于 O点，则 O 点 近似为凸轮廓线上 A 点的曲率中心，曲率半径 min OA ；此次设计中，凸 轮理论廓线的最小曲率半径 min 。图92）凸轮滚子半径的选择（ rT）个 点 车的实 际 轮廓曲 率 半径 不小于 15mm。 对 于凸轮 的 凸曲线 处 C rT ，对于凸轮的凹轮廓线 C rT（这种情况可以不用考虑，因为它不会发生 失真现象）；这次设计的轮廓曲线上， 最小的理论曲率半径所在之处恰为凸 轮上的凸曲线，则应用公式： min rT 5 rT min 5 22mm 因素滚子的尺寸还受到其强度、结构的限制，不能做的太小，通常取 rT （0.1 0.5）r0及 4.5 rT 22.5mm。综合这两方面的考虑，选择滚子半径为 rT=15mm。得到凸轮实际廓线，如图 10 所示。图 10四、参考文献1、机械原理高中庸主编2、理论力学 / 哈尔滨工业