牛头刨床的设计说明书

1.设计内容及要求

1.1设计内容

平面刨削机床运动简图设计及分析，计算刨削机构在指定位置的速度、加速度、受力，绘制位移、速度、加速度曲线、平衡力矩曲线、等效阻力矩曲线以及等效驱动力矩曲线。根据上述得到的数据，确定飞轮的转动惯量J

。

F

1.2机器的工艺功能要求

1)刨削速度尽可能为匀速，并要求刨刀有急回特性。

2)刨削时工件静止不动，刨刀空回程后期工件作横向进给，且每次横向进给量要求相同，横向进给量很小并可随工件的不同可调。

3)工件加工面被抛去一层之后，刨刀能沿垂直工件加工面方向下移一个切削深度，然后工件能方便地作反方向间歇横向进给，且每次进给量仍然要求相同。

4)原动机采用电动机

表1-1 刨床设计原始参数

图1-1刨刀越程量

1.3机器的工艺动作分解及要求

根据机器的工艺功能要求，其工艺动作分解如下：

1)刨刀的切削运动：往复移动，近似匀速，具有急回特性。

2)工件的横向进给运动：间歇移动，每次移动量相同，在刨刀空回程后期完成移动，要求移动量小且调整容易。工件刨去一层之后能方便地作反向间歇横向移动进给，同样要求反向进给量每次相同且易调整。

3)刨刀的垂直进给运动：间歇移动，工件刨去一层之后刨刀下移一次，移动量调整方便。

2.机器运动方案初步拟定

2.1机器工艺动作分解及要求

根据机器的工艺功能要求，其工艺动作分解如下：

1)刨刀的切削运动：往复移动，近似匀速，具有急回特性。

2)工件的横向进给运动：间歇移动，每次移动量相同，在刨刀空回程后期完成移动，要求移动量小且调整容易。工件刨去一层之后能方便地作反向间歇横向移动进给，同样要求反向进给量每次相同且易调整。

3)刨刀的垂直进给运动：间歇移动，工件刨去一层之后刨刀下移一次，移动量调整方便。

2.2机构运动循环图

为了降低工人的工作量，提高自己动化程度，提高生产效率，刨刀的横向进给及垂直都采用自动控制。但因为垂直进给的运动周期长，往往是在刨刀横向进给及执行机构运动多个周期后才对应垂直进给的一个周期，故这个运动循环图的设计只拟定刨刀切削运动执行机构和工件横向进给运动执行机构之间的顺序和协调配合关系。垂直进给及横向进给将在后面详细介绍。

下图2-1a 和图2-1b 分别为机构的直线式运动循环图和圆周式运动循环图。

2.3执行机构的选型 2.

3.1刨刀切削运动

按照原始条件，原动机采用电动机，电机转子的回转运动经过减速传动装置后再传给刨刀切削运动的执行机构，所以它应具备将回转运动转换成双向移动的功能，常用于实现这一功能的执行机构有以下几种：

0〫 360〫

图2-1a

图2-1b 3

1)移动从动件凸轮机构：易实现工作行程为匀速及具有急回特性的要求，但受力差，易磨损，行程大时基圆大，凸轮尺寸大，较难平衡和制造。

2)平面连杆机构：受力好，磨损小，工作可靠，且具有急回特性，但只能实现近似均速运动。

3)齿条机构：可实现工作行程为匀速移动的要求，但行程开始及终止时有冲击，适用于大行程而不宜小行程，且必须增加换向变速机构才能得到急回运动

4)螺旋机构：能得到均速移动的工作行程，且为面接触，受力好，但行程开始和终止时有冲击，安装和润滑较困难，且必须增设换向和变速机构，才能得到急回运动。

5)组合机构：如凸轮——连杆组合机构，能实现给定的运动要求，但具有凸轮机构存在的缺点，且设计制造较复杂。

由于平面连杆机构具有受力小，磨损小，工作可靠，具有急回特性，能实现近似匀速运动等优点，故刨刀切削运动采用平面连杆机构。其机构简图如下图所示：

图2-2平面连杆机构简图

2.3.2工件横向进给运动

件的横向进给运动量是很小的，且每次要求等量进给，又

因为必须防止工件在刨削力的作用下沿横向移动，所以横向进

给执行机构除了能实现小而且等量进给外，在非进给时还应具

备有自动固定的功能。螺旋机构能满足这些功能，而且结构简

单，容易制造。因此，可选用螺旋机构作为横向进给运动的执

行机构，其动力仍然来自驱动刨刀运动的电动机，不必另设动

力源。工件要能间歇移动，螺旋必须作间歇转动，所以在螺旋

机构之前必须串联一个间歇转动机构，且与刨刀切削运动执行

机构相联，这样可以方便实现切削运动和横向进给运动的协调

配合。

1）槽轮机构：结构简单，制造容易，工作可靠，但每次

转角较大且不可调整，为了反向回转，必须增加反向机构。

2）曲柄摇杆棘轮机构：结构简单，制造容易，每次转角

较小，容易调整且为等量转动，采用双向式棘轮还可以方便地

实现棘轮反转。

3）不完全齿轮机构：可以实现等速转位和等量转角，但

不可调整，如需反转必须增加反向机构。

4）凸轮式间歇运动机构：传动平稳，噪音低，适用于高

速场合，但凸轮加工复杂，精度要求高，每次转角不可调，如

需反转应增设反向机构。

5）星轮机构：具有槽轮机构的启动性能，又兼有不完全

齿轮机构等速转位的优点，可以实现等量转角，但不可调，同

时星轮加工制造困难。

考虑到曲柄摇杆棘轮机构结构简单，制造容易，每次转角

较小，容易调整且为等量转动。所以采用曲柄摇杆棘轮机构作

为该刨床的横向进给运动执行机构。曲柄直接动力源来自带动

刨刀的电动机。自动控制信号由时钟脉冲决定。

2.3.3刨刀垂直进给运动

为了实现刨刀的垂直进给运动，可以在刨刀切削运动执行

件上设置一个在垂直于刨削方向上能作间歇移动的执行机构。

与横向进给类似，该执行机构同样应具有小进给量可调且在非

进给时具有自动固定的功能，采用横向进给相似的机构，动力

源仍由电动机提供，控制信号用同一时钟脉冲。

通过分析比较确定实现该机器的三个工艺动作的执行机构

分别为：

1)刨刀切削运动采用平面连杆机构。 5