牛头刨床课程设计说明书位置3点和5点和1#39.docx

1、牛头刨床课程设计说明书位置3点和5点和1#39牛头刨床课程设计说明书位置3点和5点和1' 牛头刨床课程设计说明书位置3点和5点和1' 机械原理课程设计 说明书 广西工学院 机械原理 课程设计说明书 设计题目：牛头刨床 学 院、系： 机械工程系 专 业： 机械工程及自动化 学 生 姓 名： 吴 成 班 级： 机自Y108 学 号： 201000104129 1前言 机械课程设计是对我们这次学期学过机械原理的一次实际运用的检验，他涉及到了我们对机构的认识、对运动简图的应用，还有对齿轮的传动比的理解等等。 机械原理课程设计是机械基础系列课程中的重要一环.a该设计既具有承上启下的作用,

2、4又具有独立的功能.a本次课程设计涉及的理论基础继承了机械原理课程的理论教学内容、方法和手段,4使机构学、齿轮学在设计中充分应用.a其中,也为下学期的机械设计打下铺垫，为我们的创新思维、实践创新设计提供了手段.a本次课程设计用涉及的机构运动分析、力分析的解析方法、机构设计方法等工程上的实用方法也能体现和应。 我们这组主要是牛头刨的设计，牛头刨床的滑枕带着刨刀，作直线住复运动。 因滑枕前端的刀架形似牛头而得名。 主要用于加工平面、沟槽和成形面。 刨削加工由于切削速度较低，且回程时不进行切削，因此生产效率较低。 因而研究牛头刨床机构的急回运动特性，对产品质量的保证及其生产效率的提高具有重要的意义。

3、 一般的牛头刨床在工作前需要进行一些调整，即行程位置调整和行程长度调整。 通过行程位置调整手柄调节滑枕丝杠可以调整刀架的行程位置；通过行程长度调整方撑调节摆杆机构的曲柄长度可调整滑枕的行程长度。 通过后面的分析可知这将影响到机构的运动性能。 16 目 录 一、设计题目.1 1设计题目1 2.机构简介与设计数据2 二、导杆机构的运动分析3 2-1、位置“3”速度分析3 2-2、位置“3”加速度分析4 2-3位置“5”速度分析5 2-2、位置“5”加速度分析.6 2-1、位置“1”速度分析8 2-2、位置“1”加速度分析.9 三、导杆机构的动态静力分析10 1、运动副反作用力分析10 2、曲柄平衡

4、力矩分析11 四、飞轮设计12 五、凸轮机构设计13 总结15 参考文献15 一、1设计题目：牛头刨床 1. ）为了提高工作效率，在空回程时刨刀快速退回，即要有急会运动，行程速比系数在1.4左右。 2. ）为了提高刨刀的使用寿命和工件的表面加工质量，在工作行程时，刨刀要速度平稳，切削阶段刨刀应近似匀速运动。 3. ）曲柄转速在60r/min,刨刀的行程H在300mm左右为好，切削阻力约为7000N，其变化规律如图所示。 2、机构简介与设计数据 2.1.机构简介 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图4-1。 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

5、-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（在切削的前后各有一段约5H的空刀距离，见图4-1，b），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

6、，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小电动机容量。 1、设计数据： 见表1-1 设计数据设计数据 导杆机构的运动分析 导杆机构的动静态分析 n2 lo2o4 lo2A lo4B lBC lo4s4 xs6 ys6 G4 G6 P yp Js4 r/min mm N mm kg.m2 72 430 110 810 0.36 lo4B 0.5 lo4B 180 40 220 620 8000 100 1.2 飞轮转动惯量的确定 凸轮机构的设计 d no z1 zo” z1” Jo2 Jo1 Jo” Jo cmax lo9D a F Fs F r/min kg.m2 8 mm 8

7、0.16 1440 15 19 50 0.5 0.3 0.2 0.2 15 130 42 75 10 65 齿轮机构的设计 do do m12 mo 1 mm 。 100 300 6 3.5 20 表1-1 二、导杆机构的运动分析 曲柄位置“3” 1、速度分析 由于构件2和构件3在A处的转动副相连，故VA2=VA3，大小等于2 lO2A, 方向垂直于O2 A线，指向与2一致。 2=2n2/60 （2-1-1） 计算得： 2=7.54rad/s A2=2lO2A （2-1-2） 计算得： A3=A2=7.540.11m/s=0.8294m/s （O2A） （1）取构件3和4的重合点A进行速度分析

8、。 列速度矢量方程。 得： A4=A3+A4A3 （2-1-3） 大小 ? ? 方向 O4A O2A O4B 取速度极点P，速度比例尺v=0.02(m/s)/mm ，作速度多边形如图 由图得： A4=33mm0.02=0.66m/s A4A3=24.5mm*0.02=0.49 m/s 因B与A同在导杆4上，由速度影像法 B4/A4= lO4B/ lO4A （2-1-4） 计算得： B4=1.0402m/s 而： B5=B4=1.0402m/s （2）取5构件作为研究对象，列速度矢量方程。 得： C5=B5+C5B5 （2-1-5） 大小： ? ? 方向： 水平 O4B BC 由图得： C5=5

9、1.3mm0.02=1.026m/s C5B5=8mm0.02=0.16m/s 4=A4/ lO4A=1.284 rad/s 3=A3/ lO2A=7.5398 rad/s 2、加速度分析 因构件2和3在A点处的转动副相连，故aA2n = aA3n其大小等于22lO2A,方向由A指向O2。 aA2n =V22/lO2A (2-2-1) 计算得： aA3n = aA2n =0.829382/0.11=6.253m/s2 取3、4构件重合点A为研究对象，列加速度矢量方程。 得： aA4 = aA4n + aA4 = aA3n + aA4A3k + aA4A3r （2-2-2） 大小: ? 42lO

10、4A= 0.8476 ? 24A4 A3=1.258 ? 方向: ? BA O4B AO2 O4B（向右） O4B（沿导路） 取加速度极点,加速度比例尺a=0.1（m/s2）/mm ，作加速度多边形如图所示。 由图1知： aA4=2.4m/s2 由加速度影象法得： aB4 / aA4= lO4B/ lO4A （2-2-3） 计算得： aB4=7.881m/s2 aB5= aB4=7.881m/s2 取5构件为研究对象,列加速度矢量方程。 得： ac5 = aB5 + ac5B5n + a c5B5 （2-2-4） 大小： ? V cB2/ lCB=0.08779 ? 方向： 水平 CB BC

11、由图得： ac5 =79mm0.1=7.9m/s2 a c5B5=0.2 m/s2 曲柄位置“5” 1、速度分析 A3 =0.8294m/s （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： A4=A3+A4A3 （2-1-3） 大小 ? ? 方向 O4A O2A O4B 取速度极点P，速度比例尺v=0.02 (m/s)/mm ，作速度多边形如图 由图得： A4=33.5mm0.02=0.67m/s A4A3=11mm0.02=0.22 m/s 因B与A同在导杆4上，由速度影像法 B4/A4= lO4B/ lO4A （2-1-4） 计算得： B4=50.53680.02=1.

12、0107m/s 而： B5=B4=1.0107m/s （2）取5构件作为研究对象，列速度矢量方程。 得： C5=B5+C5B5 （2-1-5） 大小： ? ? 方向： 水平 O4B BC 由图得： C5=50mm0.02=1m/s C5B5=3mm0.02=0.06m/s 4=A4/ lO4A=1.2478 rad/s 3=A3/ lO2A=7.5398 rad/s 2、加速度分析 因构件2和3在A点处的转动副相连，故aA2n = aA3n其大小等于22lO2A,方向由A指向O2。 aA3n = aA2n =0.829382/0.11=6.253m/s2 取3、4构件重合点A为研究对象，列加速

13、度矢量方程。 得： aA4 = aA4n + aA4 = aA3n + aA4A3k + aA4A3r （2-2-2） 大小: ? 42lO4A= 0.836 ? 24A4 A3=0.5490 ? 方向: ? BA O4B AO2 O4B（向右） O4B（沿导路） 取加速度极点,加速度比例尺a=0.1（m/s2）/mm ，作加速度多边形如图所示。 由图1知： aA4=0.8m/s2 由加速度影象法得： aB4 / aA4= lO4B/ lO4A （2-2-3） 计算得： aB4=1.65942m/s2 aB5= aB4=1.65942m/s2 取5构件为研究对象,列加速度矢量方程。 得： ac

14、5 = aB5 + ac5B5n + a c5B5 （2-2-4） 大小： ? V cB2/ lCB=0.01235 ? 方向： 水平 CB BC 由图得： ac5 =12.5mm0.1=1.25m/s2 a c5B5=11.50.1=1.15 m/s2 曲柄位置“1” 1、速度分析 A3 =0.8294m/s （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： A4=A3+A4A3 （2-1-3） 大小 ? ? 方向 O4A O2A O4B 取速度极点P，速度比例尺v=0.02 (m/s)/mm ，作速度多边形如图 由图得： A4=18mm0.02=0.36m/s A4A3=

15、37.5mm0.02=0.75 m/s 因B与A同在导杆4上，由速度影像法 B4/A4= lO4B/ lO4A （2-1-4） 计算得： B4=31.45630.02=0.6291m/s 而： B5=B4=0.6291m/s （2）取5构件作为研究对象，列速度矢量方程。 得： C5=B5+C5B5 （2-1-5） 大小： ? ? 方向： 水平 O4B BC 由图得： C5=30.5mm0.02=0.61m/s C5B5=7.5mm0.02=0.15m/s 4=A4/ lO4A=0.776699 rad/s 3=A3/ lO2A=7.5398 rad/s 2、加速度分析 因构件2和3在A点处的转动副相连，故aA2n = aA3n其大小等于22lO2A,方向由A指向O2。 aA3n = aA2n =0.829382/0.11=6.253m/s2 取3、4构件重合点A为研究对象，列加速度矢量方程。 得： aA4 = aA4n + aA4