牛頭刨床機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)7點(diǎn)和12點(diǎn)

1、課程設(shè)計(jì)說明書牛 頭 刨 床1. 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機(jī)床。電動(dòng)機(jī)經(jīng)皮帶和齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng)曲柄2和固結(jié)在其上的凸輪8。刨床工作時(shí),由導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)2-3-4-5-6帶動(dòng)刨頭6和刨刀7作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。刨頭右行時(shí)，刨刀進(jìn)行切削，稱工作行程，此時(shí)要求速度較低并且均勻，以減少電動(dòng)機(jī)容量和提高切削質(zhì)量；刨頭左行時(shí)，刨刀不切削，稱空回行程，此時(shí)要求速度較高，以提高生產(chǎn)率。為此刨床采用有急回作用的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。刨刀每次削完一次，利用空回行程的時(shí)間，凸輪8通過四桿機(jī)構(gòu)1-9-10-11與棘輪帶動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)，使工作臺(tái)連同工件作一次進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，以便刨刀繼續(xù)切削。刨頭在工作行程中，受到很大的切削阻力，而空回行程中則

2、沒有切削阻力。因此刨頭在整個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中，受力變化是很大的，這就影響了主軸的勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，故需安裝飛輪來減少主軸的速度波動(dòng)，以提高切削質(zhì)量和減少電動(dòng)機(jī)容量。圖1-11導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 已知 曲柄每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)n2，各構(gòu)件尺寸及重心位置，且刨頭導(dǎo)路x-x位于導(dǎo)桿端點(diǎn)B所作圓弧高的平分線上。要求 作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并作機(jī)構(gòu)兩個(gè)位置的速度、加速度多邊形以及刨頭的運(yùn)動(dòng)線圖。以上內(nèi)容與后面動(dòng)態(tài)靜力分析一起畫在1號(hào)圖紙上。1.1 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機(jī)床。電動(dòng)機(jī)經(jīng)皮帶和齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng)曲柄2和固結(jié)在其上的凸輪8。刨床工作時(shí)，由導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)2-3-4-5-6帶動(dòng)刨頭6和刨刀7作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。刨頭右行時(shí)，刨

3、刀進(jìn)行切削，稱工作切削。此時(shí)要求速度較低且均勻，以減少電動(dòng)機(jī)容量和提高切削質(zhì)量；刨頭左行時(shí)，刨刀不切削，稱空回行程，此時(shí)要求速度較高，以提高生產(chǎn)效率。為此刨床采用急回作用得導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。刨刀每切削完一次，利用空回行程的時(shí)間，凸輪8通過四桿機(jī)構(gòu)1-9-10-11與棘輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)，使工作臺(tái)連同工件作一次進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，以便刨刀繼續(xù)切削。刨頭在工作行程中，受到很大的切削阻力，而空回行程中則沒有切削阻力。因此刨頭在整個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中，受力變化是很大的，這就影響了主軸的勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，故需裝飛輪來減小株洲的速度波動(dòng)，以減少切削質(zhì)量和電動(dòng)機(jī)容量。設(shè) 計(jì)內(nèi) 容導(dǎo) 桿 機(jī) 構(gòu) 的 運(yùn) 動(dòng) 分 析導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析符號(hào)n

4、2L0204L02AL04BLBCL04S4XS6YS6G4G6PYPJS4單位r/minmmNmmkgm2方案603801105400.25L04B0.5L04B240502007007000801.164350905800.3L04B0.5L04B200502208009000801.2724301108100.36L04B0.5L04B1804022062080001001.21.2曲柄位置的確定曲柄位置圖的作法為：取1和8為工作行程起點(diǎn)和終點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的曲柄位置，1和7為切削起點(diǎn)和終點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的曲柄位置，其余2、312等，是由位置1起，順2方向?qū)⑶鷪A作12等分的位置（如下圖）。 第五章 選

5、擇設(shè)計(jì)方案1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 圖1-22、選擇表中方案 取第方案的第7位置和第12位置（如下圖1-3）。圖1-32、曲柄位置“7”速度分析，加速度分析（列矢量方程，畫速度圖，加速度圖）取曲柄位置“7”進(jìn)行速度分析，其分析過程同曲柄位置“1”。取構(gòu)件3和4的重合點(diǎn)A進(jìn)行速度分析。列速度矢量方程，得A4=A3+A4A3大小 ? ?方向 O4A O2A O4B取速度極點(diǎn)P，速度比例尺µv=0.01(m/s)/mm，作速度多邊形如圖1-4。圖4則由圖1-4知，A4=pa4·v=28.33743629×0.01 =0.2833743629m/s A4A3=a3a4·v

6、=53.2477258×0.01=0.532477258m/sO4A=383.14488122 mm由速度影像定理得B5=B4=A4·O4B/ O4A=0.428968617m/s 又 4=A4/ lO4A=0.739601064rad/s /.取5構(gòu)件為研究對(duì)象，列速度矢量方程，得C5=B5+C5B5大小 ? ?方向 XX O4B BC其速度多邊形如圖1-4所示，有C5= ·v=42.07193291×0.01m/s =0.4207193291m/sC5B5=·v=9.74202042×0.01 m/s = 0.0974202042

7、m/sCB=C5B5lCB=0.0974202042/0.174 rad/s = 0.559886229rad/s取曲柄位置“7”進(jìn)行加速度分析,分析過程同曲柄位置“1”.取曲柄構(gòu)件3和4的重合點(diǎn)A進(jìn)行加速度分析.列加速度矢量方程,得aA4= a A4n+ a A4t= a A3n + a A4A3k + a A4A3r大小 ? 0 ? 0 ?方向 ? BA O4B AO2 O4B（向右） O4B（沿導(dǎo)路）取加速度極點(diǎn)為P,加速度比例尺a=0.01（m/s2）/mm,作加速度多邊形圖1-5 圖1-5則由圖15知， a A4t= a4´a4·a =277.76598448&#

8、215;0.01 m/s2 =2.7776598448m/s2= k´a4´·a=168.96093044×0.01 m/s2 =1.6896093044m/s24= a A4tlO4A =2.77765984480.38314488rads2 =7.249633204 rads2a A4 = p´a4´·a = 278.55555401×0.01m/s2 =2.7855555401m/s2用加速度影象法求得a B5 = a B4 = a A4 ×lO4B/lO4A= 2.7855555401×

9、580/383.14488122m/s2 =4.216739653 m/s2 又 a C5B5n =52·lCB= 0.5598862292×0.174 m/s2 =0.05454423 m/s2取5構(gòu)件的研究對(duì)象，列加速度矢量方程，得aC5= aB5+ aC5B5n+ aC5B5大小 ? 0 ?方向 xx CB BC其加速度多邊形如圖15所示，有aC5B5t= C5´C5·a =64.40968945×0.01 m/s2 =0.6440968945m/s25=/lCB =0.6440968945/0.174 rads2 =3.70170628

10、7 rads2aC5 = p´C5´·a = 413.17316272×0.01m/s2 =4.1317316272 m/s21、曲柄位置“12”速度分析，加速度分析（列矢量方程，畫速度圖，加速度圖）取曲柄位置“12”進(jìn)行速度分析。因構(gòu)件2和3在A處的轉(zhuǎn)動(dòng)副相連，故VA2=VA3，其大小等于W2lO2A，方向垂直于O2 A線，指向與2一致。 2=2n2/60 rad/s=6.70rad/sA3=A2=2·lO2A=6.70×0.09m/s=0.603m/s（O2A）取構(gòu)件3和4的重合點(diǎn)A進(jìn)行速度分析。列速度矢量方程，得 A4=A3+A

11、4A3大小 ? ?方向 O4A O2A O4B取速度極點(diǎn)P，速度比例尺µ1=0.01(m/s)/mm ,作速度多邊形如圖1-2圖1-2則由圖1-2知， A4=·1=32.28002512×0.01m/s=0.3228002512m/s A4A3=·1=51.2913961×0.01m/s=0.512913961m/s用速度影響法求得，B5=B4=A4×O4B/O4A=0.3228002512×580/293.47849337 m/s=0.637948435m/s又 4=A4/ lO4A=0.3228002512/0.2934

12、7849337 rad/s=1.099911096 rad/s取5構(gòu)件作為研究對(duì)象，列速度矢量方程，得 C5=B5+C5B5大小 ? ?方向 XX O4B BC取速度極點(diǎn)P，速度比例尺1=0.01(m/s)/mm, 作速度多邊行如圖1-2。則由圖1-2知， C5= ·1=62.30007022×0.01m/s=0.6230007022m/s C5B5=·1=14.36557333×0.01m/s=0.1436557333m/sCB=C5B5/lCB=0.1436557333/0.174 rad/s=0.82560766 rad/s2.加速度分析：取曲柄位

13、置“12”進(jìn)行加速度分析。因構(gòu)件2和3在A點(diǎn)處的轉(zhuǎn)動(dòng)副相連，故=,其大小等于22lO2A,方向由A指向O2。2=6.70rad/s, =22·LO2A=6.702×0.09 m/s2=4.04m/s2 取3、4構(gòu)件重合點(diǎn)A為研究對(duì)象，列加速度矢量方程得： aA4 = + aA4= aA3n + aA4A3K + aA4A3r大小: 42lO4A ? 24A4 A3 ?方向： BA O4B AO2 O4B（向左） O4B（沿導(dǎo)路）取加速度極點(diǎn)為P,加速度比例尺µ2=0.04（m/s2）/mm,作加速度多邊形如圖1-3所示則由圖1-3知, aA4=AA4·2

14、=112.831951×0.04m/s=4.51327804m/s2,4= aA4/ LO4A=15.37856486 rad/s2aA4A3r=A3A4·2 =252.5410172×0.04 m/s2 =10.10168407 m/s2aA4 = P´A4·2 =458.84456901×0.04m/s2 =18.35378276 m/s2用加速度影象法求得aB5 = aB4 =18.35378276×580/293.47849377 m/s2 =36.27248411 m/s2又ac5B5n=CB2·lCB=

15、0.825607662×0.174 ms2=0.118603273 ms2取5構(gòu)件為研究對(duì)象,列加速度矢量方程,得ac5= aB5+ ac5B5n+ a c5B5大小 ? ?方向 XX CB BC其加速度多邊形如圖13所示,有aC5B5= B´C·2 =127.79349011×0.04 m/s2 =5.111739604 m/s2ac5 =p ´C·2 =905.895656×0.04 m/s2= 36.23582624 m/s2C5= a C5B5/CB =5.1117396040.174 rad/s2=29.37781

16、382 rad/s2第七章機(jī)構(gòu)運(yùn)態(tài)靜力分析取“12”點(diǎn)為研究對(duì)象，分離5、6構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)靜力分析，作阻力體如圖16所示。圖16已知P=0N，G6=800N，又ac=ac5=36.23582624m/s2,那么我們可以計(jì)算FI6=- G6/g×ac =-800/10×36.23582624m/s2=2898.866099N 又F=P+G6+FI6+F45+FRI6=0，作為多邊行如圖1-7所示，µN=10N/mm。圖1-7由圖1-7力多邊形可得： F45=CD·µN=298.947446×10N=2989.47446N FR16= AD

17、·µN=87.03987932×10N=870.3987932N在圖1-6中，對(duì)c點(diǎn)取距，有 MC=-P·yP-G6XS6+ FR16·x-FI6·yS6=0代入數(shù)據(jù)得x=1177.555981mm 分離3,4構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)靜力分析，桿組力體圖如圖1-8所示圖1-8 µL=4。 已知： F54=-F45=2989.47446N，G4=220NaS4=aA4· lO4S4/lO4A=18.35378276×290/293.47849377m/s2=18.13618026m/s2 , S4=4=7.45rad/

18、s2 由此可得FI4=-G4/g×aS4 =-220/10×18.13618026 N=-398.995965N MS4=-JS4·S4=-1.2×7.45 N·m= -8.94N·m 在圖1-8中，對(duì)A點(diǎn)取矩得： MA=G4×8.5+FI4×72.5+M+F54×144.5-F23×66.5=0代入數(shù)據(jù)， 得F23=6088.915971N 又 F=FR54+FR32+FS4'+G4+FO4n+FO4=0,作力的多邊形如圖1-9所示，µN=10N/mm。 圖1-9由圖1-9可得： F23=CD·µN=608.8915971×10N=6088.915971N FO4n=CB·µN=281.87752571×10N=2818.7752571N 對(duì)曲柄2進(jìn)行運(yùn)動(dòng)靜力分析，作組力體圖如圖1-10所示，µL=1。 由圖1