《牛头刨床机械原理课程设计3点和5点》由会员分享，可在线阅读，更多相关《牛头刨床机械原理课程设计3点和5点（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 课课程程设设计计说说明明书书 牛牛 头头 刨刨 床床1 1. . 机机构构简简介介牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床。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，以提高生产率。为此刨床采用有急回作用的导杆机构。刨刀每次削完一次，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，使工作台连同工件作一次进给运动，以便刨刀继续
2、切削。刨头在工作行程中，受到很大的切削阻力，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，故需安装飞轮来减少主轴的速度波动，以提高切削质量和减少电动机容量。图 1-11 1导导杆杆机机构构的的运运动动分分析析 已知 曲柄每分钟转数n2，各构件尺寸及重心位置，且刨头导路x-x位于导杆端点B 所作圆弧高的平分线上。要求 作机构的运动简图，并作机构两个位置的速度、加速度多边形以及刨头的运动线图。以上内容与后面动态静力分析一起画在1 号图纸上。1 1. .1 1设设计计数数据据牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床。电动机经皮带和齿轮传动，带动曲柄 2
3、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，称工作切削。此时要求速度较低且均匀，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，以提高生产效率。为此刨床采用急回作用得导杆机构。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 与棘轮机构带动螺旋机构，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，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，故需装
4、飞轮来减小株洲的速度波动，以减少切削质量和电动机容量。设计数据：设计数据：设计内容导杆机构的运动分析符号n2LO2O4LO2ALo4BLBCLo4s4xS6yS6单位r/minmm方案64350905800.3L04B0.5 lo4B200501 1. .2 2 曲曲柄柄位位置置的的确确定定曲柄位置图的作法为：取1 和 8为工作行程起点和终点所对应的曲柄位置，1和 7为切削起点和终点所对应的曲柄位置，其余2、 312 等，是由位置1 起，顺2方向将曲柄圆作12 等分的位置（如下图）。设 计内 容导 杆 机 构 的 运 动 分 析导杆机构的动态静力分析符号n2L0204L02AL04BLBCL0
5、4S4XS6YS6G4G6PYPJS4单位r/minmmNmm kgm2603801105400.25L04B0.5L04B24050200 700 7000801.164350905800.3L04B0.5L04B20050220 800 9000801.2方案724301108100.36L04B0.5L04B18040220 620 80001001.2图 1-2取第方案的第3位置和第 5位置 （如下图 1-3） 。图 1-31 1. .3 3 速速度度分分析析 以速度比例尺=(0.01m/s)/mm 和加速度比例尺a=(0.05m/s)/mm 用相对运动的图解法作该两个位置的速度多边形
6、和加速度多边形如下图1-4， 1-5，并将其结果列入表格（1-2）表格 1-1位置未知量方程VA4A4=A3+A4A3大小 ? ?方向 O4A O2A O4BV VC CC5=B5+C5B5大小 ? ?方向 XX O4B BCa aA AaA4 =+ aA4= aA3n + aA4A3K + aA4A3ranA4大小: 42lO4A ? 24A4 A3 ?方向：BA O4B AO2 O4B（向左） O4B（沿导路）3 和 5 点a ac cac5= aB5+ ac5B5n+ a c5B5大小 ? ? 方向 XX CB BC3号位置速度图：如下图 3 a4由图解得：V c=0.668641656
7、7m/saa4a3 3号位置加速度图：如下图Pbb“c有图解得：ac=4.5795229205m/s25号位置速度图：如图 由图解得： Vc=0.6258608591m/s5杆加速度图：如图P1:100由图解的：aC=3.7140764218m/s2表格（ 1-2）位置要求图解法结果vc（m/s）0.6379484355ac(m/s)3.7140764218vc（m/s）0.66864165673ac(m/s)4.5795229205各点的速度，加速度分别列入表1-3， 1-4中表 1-3项目位置24VAVBVc36.7020643281.164893130.603185789380.6746
8、115380.65780409856.7020643281.379807910.603185789380.62853213230.6352771213单位1/s1/sm/s表 1-4项目位置3Aan Aa4t Aa4n Bat BaCa30.02433620.02381591.0.004890.75684870.371245526799694364750783191.2253993850.05726545820.321297725350.325859454780.269075028940.082822201623.7140764218单位2/ sm1.4 导杆机构的动态静力分析 设计数据设计数
9、据导杆机构的动静态分析G4G6PypJs4Nmmkgm22208009000801.2已知 各构件的重量G（曲柄 2、滑块 3 和连杆 5 的重量都可忽略不计） ，导杆 4绕重心的转动惯量Js4及切削力P的变化规律。要求 求各运动副中反作用力及曲柄上所需要的平衡力矩。以上内容做在运动分析的同一张图纸上。首先按杆组分解实力体，用力多边形法决定各运动副中的作用反力和加于曲柄上的平衡力矩。参考图1-3，将其分解为5-6 杆组示力体，3-4 杆组示力体和曲柄。图 2-12 2. .1 1 矢矢量量图图解解法法：取取 3 3 号号位位置置为为研研究究对对象象：F45FI6NG8xy2.1.1 5-6杆组
10、示力体共受五个力，分别为P、G6、Fi6、R16、R45, 其中R45和R16 方向已知，大小未知，切削力 P沿 X轴方向，指向刀架，重力G6和支座反力F16 均垂直于质心，R45沿杆方向由C指向B，惯性力Fi6大小可由运动分析求得，方向水平向左。选取比例尺= (10N)/mm，作力的多边形。将方程列入表2-1。U=10N/mm已知P=9000N，G6=800N，又ac=ac5=4.5795229205m/s2,那么我们可以计算FI6=- G6/gac =-800/104.5795229205=-366.361834N又F=P + G6 + FI6 + F45 + FRI6=0，方向 /x 轴
11、 BC 大小 9000 800 ？ ？作为多边行如图 1-7 所示PG6FI6F45N图 1-7 图 1-7 力多边形可得：F45=8634.49503048NN=950.05283516 N在图 1-6 中，对 c 点取距，有 MC=-PyP-G6XS6+ FR16x-FI6yS6=0代入数据得x=1.11907557m分离 3,4 构件进行运动静力分析，杆组力体图如图 1-8 所示，2.1.2 对 3-4 杆组示力体分析F54F23FxFyFI4G4Mu=10N/mm已知： F54=-F45=8634.49503048N，G4=220NaB4=aA4 lO4S4/lO4A=2.261041
12、9m/s2 , aS4=a4=2.2610419rad/s2由此可得： FI4=-G4/gaS4 =-220/102.2610419N=-49.7429218NMS4=-JS4aS4=-2.71325028在图 1-8 中，对 O4点取矩得：M O4= Ms4 + FI4*x4 + F23*x23+ F54*x54 + G4*x4 = 0代入数据， 得 MO4=-2.71325028-49.7429218*1.11907557+F23*0.41859878959+8634.49503048*0.57421702805+220*1.11907557=0 故 F23=12293.1349NFx +
13、 Fy + G4 + FI4 + F23 + F54 = 0方向： ？ ？ M4o4 大小： O4B FxFyG4FI4F23F54由图解得：Fx=20834.1175759NFy=2263.2094628N2.1.3对曲柄分析，共受2 个力，分别为R32,R12和一个力偶M，由于滑块3 为二力杆，所以R32= R34，方向相反，因为曲柄2 只受两个力和一个力偶，所以FR12与FR32等大反力，由此可以求得 :32 M F12h2=99.471635mm,则，对曲柄列平行方程有，MO2=M-F42h2=0 即M=72.65303694*12293.1348=0， 即M=8931.33584NM
