牛头刨床导杆机构的运动分析动态静力分析.docx

1、牛头刨床导杆机构的运动分析动态静力分析摘 要 牛头刨床运动和动力分析一、机构简介与设计数据1、机构简介牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图1-1a。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，以提高生常率。为此刨床采用有急回作用的导杆机构。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 与棘轮带动螺旋机构（图中未画），使工作台连同

2、工件做一次进给运动，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（在切削的前后各有一段约0.05H的空刀距离，图1-1b），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，故需安装飞轮来减小主轴的速度波动，以提高切削质量和减少电动机容量 目 录摘 要 1设计任务12 导杆机构的运动分析2导杆机构的动态静力分析43.1运动副反作用力分析 43.2力矩分析.64 方案比较75总结.106参考文献.101设计任务 机械原理课程设计的任务是对机器的主题机构进行运动分析。动态静力分析，确定曲柄平衡力矩，并对不同法案进行比较，以确定最优方案。要求

3、根据设计任务，绘制必要的图纸和编写说明书等。 2 导杆机构的运动分析2.1 速度分析 取曲柄位置1对其进行速度分析，因为2和3在以转动副相连，所以VA2=VA3，其大小等于2l02a，指向于2相同。 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 O4A O2A O4B 选比例尺v=0.004（m/s）/mm，做出速度矢量图（见图a） A4=0.088m/s A3=0.816m/s 取5构件作为研究对象，列速度矢量方程，得 C5 = B5 + C5B5大小 ? ?方向 XX O4B BC 取速度极点p，选比例尺v=0.004（m/s）/mm

4、，做出速度矢量图（见图a） C5=0.16m/s C5B5=0.044m/s2.2 加速度分析 取曲柄位置“1”进行加速度分析。因构件2和3在A点处的转动副相连，故anA2=anA3,其大小等于22lO2A,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 aA4 = a A4 + aA4 = aA3n + aA4A3K + aA4A3v大小: ? 42lO4A ? 24A4A3 ?方向： ? BA O4B AO2 O4B（向左） O4B（沿导路） 取加速度极点为P,加速度比例尺a=0.02（m/s2）/mm,作加速度多边形（见图b）. aA4aA4=6.52m/s2 取5

5、构件为研究对象,列加速度矢量方程,得ac5= aB5+ ac5B5n+ a c5B5大小 ? ?方向 XX CB BC ac5=11.72 m/s23导杆机构的动态静力分析3.1 运动副反作用力分析 取“1”点为研究对象，分离5、6构件进行运动静力，力分析图如下：然后可以列出等式如： 又F=G6+FI6+FR45+FR16=0，作多边行（见图c），N=10N/mm。 Fp45=750N，FR16=680N 分离3,4构件进行运动静力分析，画出杆组力体图， 已知： FR54=-FR45=750N，G4=220N 对A点取矩得： MA=FR54lAB+MS4-FS4ls4A-G4lS4A+FO4O

6、4A=0（以上各距离都为A点到该力所在直线的垂直距离） FO4=683.5N 又 F=FR54+FR23+FS4+G4+FO4n+FO4=0,作力的多边形（见图d），N=5N/mm。 FR23=1610N，FO4n=403.2 曲柄平衡力矩分析 取构件2做受力分析做力矢量图（见图e）取=20N/mm Fr32=Fr12=1610N对O2点取距，得平衡力矩为：M=8.05N/m4 方案比较指标数据项目方案1方案2方案3备注功能质量0.780.7151.236工作段刨头最大速度0.5990.5510.527工作段刨头平均速度3.964.3411.72工作段刨头最大加速度23.231.842.869

7、工作段刨头加速度最大变化率424347.2983工作段刨头的最大惯性力1593714494.320480机架对曲柄的最大反力8200600013625机架对导杆的最大反力9085.1190859086.94最小传动角构件3、4/构件5、6892.471275.51411.96最大平衡力矩经济适用性能最大运动轮廓尺寸156875.09189080424440长宽机构复杂程度424242构件数运动副数序号指标类型指标名称指标值 1运动性能工作段刨头接近等速运动的程度2工作段刨头加速度曲线平均斜率3动力性能刨头最大惯性力4两组最小传动角平均值的倒数5最大机架反力6最大平衡力矩7经济适用性最大运动轮廓

8、尺寸长宽8机构复杂程度构件数运动副数附表2中部分符号含义如下：、：切削工作段刨头加速度曲线的最大、最小斜率；、：分别与和相对应的曲柄转角；：一级四杆机构的最小传动角；：二级四杆机构最小传动角。附表3：与计算值表以方案1为基准方案, 为比较评定因素，其值为各方案的之比（最小的为最佳方案）。序号（同附表2）方案1方案2方案311.30211.2980.9972.3471.80216.13716.810.4242.3992.633624.41723.261.169831.5740.65410.6551.0020.90691.387515937114494.30.909204801.2856892.4

9、711275.51.431411.961.5827156875.0911890801.214374002.708421421421 综合比较，方案2在多种性能上占有优势，故应该选择方案2总 结 通过本次课程设计，对于机械运动学和动力学的分析与设计有了一个较完整的概念，同时，也培养了我表达，归纳总结的能力。此外，通过此次设计我也更加明确了自己所学知识的用途，这为我以后的学习指明了方向，让我在以后的学习中更加思路清晰，明确重点，从而更好的像需要的方向努力。同时这次设计也告诉我了无论是学习还是工作，都需要严谨二字，一个数据的微笑错误也可能导致最后的巨大差距，我们无论在学习还是工作都需要以一个端正的态度去用心的完成，这样才能真的有所成就。 总之课程设计虽然很快就结束，但其给我的影响是长远的，在以后的学习中我必须更加努力的学习和了解各种机械技能，增强自己的实力，以在以后的竞争中立于不败之地！ 参考文献1 机械原理第七版，孙桓主编，高等教育出版社。2 机械原理课程设计指导书罗红天主编，高等教育出版社。 .