机械原理课程设计牛头刨床

《机械原理》

课程设计计算说明书

设计题目：牛头刨床

学院：机械工程学院

专业班级：机自1421班

学生姓名：***

学号：008

指导教师：**

2016年07月04日——2016年07月07日

目录

工作原理错误!未定义书签。

一.设计任务错误!未定义书签。

二.设计数据错误!未定义书签。

三.设计要求错误!未定义书签。

1、运动方案设计错误!未定义书签。

2、确定执行机构的运动尺寸错误!未定义书签。

3、进行导杆机构的运动分析错误!未定义书签。

四.设计方案选定错误!未定义书签。

五. 机构的运动分析错误!未定义书签。

点速度分析错误!未定义书签。

点加速度分析错误!未定义书签。

点运动分析错误!未定义书签。

4.机构运动曲线图错误!未定义书签。

六. 凸轮机构的设计错误!未定义书签。

八. 参考文献错误!未定义书签。

工作原理

.牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图a）所示。电动机经过皮带和齿

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。刨头左行时，刨刀不切削，称为空回行程，此时要求速度较高，以提高生产率。为此刨床采用有急回运动的导杆机构。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。刨头在工作过程中，受到很大的切削阻力（在切削的前后各有一段的空刀距离，见图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转动，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。

(a) (b)

设计内容符号方案和数据单位

图d

一.设计任务

1、运动方案设计。

2、确定执行机构的运动尺寸。

3、进行导杆机构的运动分析。

4、对导杆机构进行动态静力分析。

二.设计数据

本组选择第三组数据

表1

表2

三.设计要求

1、运动方案设计

根据牛头刨床的工作原理，拟定1～2个其他形式的执行机构（连杆机构），给出机构简图并简单介绍其传动特点。

2、确定执行机构的运动尺寸

根据表一对应组的数据，用图解法设计连杆机构的尺寸，并将设计结果和步骤写在设计说明书中。

注意：为使整个过程最大压力角最小，刨头导路位于导杆端点B所作圆弧高的平分线上(见图d)。

3、进行导杆机构的运动分析

根据表一对应组的数据，每人做曲柄对应

2个位置的速度和加速度分析，要求用图

解法画出速度多边形，列出矢量方程，求

出刨头3的速度、加速度，将过程详细地

写在说明书中。

四.设计方案选定

如图所示，牛头刨床的主传动机构采用导杆机构、

连杆滑块机构组成的5杆机构。采用导杆机构，滑

块与导杆之间的传动角r始终为90o，且适当确定

构件尺寸，可以保证机构工作行程速度较低并且均

匀，而空回行程速度较高，满足急回特性要求。适当确定刨头的导路位置，可以使压力角 尽量小。

五.机构的运动分析

点速度分析

当曲柄位于3点时如上图

已知：ω04=2πn/60=s

V A4 = V A3A4 + V A3

方向：⊥杆4 ∥杆4 ⊥杆2大小：√

已知：V A3=ω04×L2 =×110=s 作图得：

V A4=S

ω04=V A4/L AO==s

V B=ω04×L4= ×810=s

Vc= V B + V CB

方向：∥X-X √⊥杆BC 大小：√

由作图法得：

：

V C =s

2. 3点加速度分析

加速度分析：取曲柄位置“3”进行加速度分析。因构件2和3在A点处的转动副相连，故an A2=an A3,其大小等于ω22lO2A,方向由A指向O2。

ω2=s,

a nA3 = a nA2 =ω22·L O2A=×m/s2=s2

取3、4构件重合点A为研究对象，列加速度矢量方程得：

a A4 = a nA4 + a A4τ= a A3n + a A4A3K + a A4A3v

大小: ω42l O4A √2ω4υA4 A3

方向B→A ⊥O4B A→O2 ⊥O4B ∥O4B（沿导路）取加速度极点为P＇,加速度比例尺µa =（m/s²）/mm,

图1-3

由图1-3知,

a A4 =P´a4´·μa =s2

a B4= a B5 = a A4* L04B / L04A =799 m/ s2

取5构件为研究对象,列加速度矢量方程,得

a c = a B + a cBn + a cBτ

大小√ω5l2CB

方向∥X轴√C→B ⊥BC

其加速度多边形如图1─3所示,有

a c =p´c·μa = m/s²

点运动分析

取曲柄位置“8”进行速度分析，其分析过程同曲柄位置“3”。

υA4 =υA3 +υA4A3

大小√

方向⊥O4A⊥O2A∥O4B

υC5 = υB5 +υC5B5

大小√

方向∥XX ⊥O4B ⊥BC