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1、机械原理课程设计牛头刨床吴春阳22020年4月19日文档仅供参考浙江理工大学机械原理课程设计计算说明书设计题目：牛头刨床设计 专 业：机械类11（3） _ 设 计 者：吴春阳 学 号： 指导教师： 胡明 设计时间： -6-23到 -6-30 机械与自动控制学院机械原理课程设计任务书姓 名：吴春阳 专 业： 机械类班 级：机械11（3）班 学 号：3 任务起至日期： 年 6月 23日 至 年 6月 30日课程设计题目：牛头刨床设计已知技术参数和设计要求：1.已知技术参数图1 牛头刨床机构简图及阻力线图表1 设计数据导杆机构运动分析工作行程H行程速比系数K 473901105400.330.524
2、0503101.40导杆机构的动态静力分析2608004200801.2飞轮转动惯量的确定14401020400.50.30.20.2凸轮机构的设计从动件最大摆角推程远休止回程1512641651065齿轮机构的设计10060033.520工作量：完成4张A2图纸，1份计算说明书指导教师签字： _ 年 月 日 目 录1.牛头刨床的工作原理和机构组成52.导杆机构6 2.1.导杆机构尺寸的确定 6 2.2.导杆机构的运动分析 6 2.3导杆机构的动态静力分析133.凸轮机构的设计 164.齿轮机构的设计185.飞轮机构的设计196.设计小结20参考文献201.牛头刨床的工作原理与机构组成 牛头刨
3、床是一种用于平面切削加工的机床，如图。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做往复运动。刨头右行时，刨刀进行切削，称工作行程，此时要求速度较低而且均匀，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，称回行程，此时要求速度较低而且均匀，以提高生产效率。为此刨刀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经过四杆机构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0.05H的空
4、刀距离），而空回行程中则没用切削阻力。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，故需安装飞轮来减小主轴的速度波动，以提高切削质量和减少电动机容量。图1-1 牛头刨床机构简图及阻力曲线图2.导杆机构2.1.导杆机构尺寸的确定表2-1 导杆设计数据导杆机构 运动分析工作行程H行程速比系数 K473901105400.330.5240503101.40导杆机构的动态静力 分析2608004200801.22.2.导杆机构的运动分析2.2.1.设计步骤做机构的运动简图，并作机构两位置的速度、加速度多边形。以上内容画在1号图纸上。曲柄位置图的作法为取1和8为工作形成起点和终点
5、对应的曲柄位置，1和8为切削起点和终点所对应的位置，其余2，312等，是由位置1起顺时针方向将曲柄圆周作12等分的位置。步骤：1） 设计导杆机构。按已知条件确定导杆机构的未知参数。其中滑块6的导路x-x的位置可根据连杆5传力给滑块6的最有利条件来确定，即x-x应位于B点所画圆弧高的平分线上（见图1-1）。2） 作机构运动简图。选取比例尺按表21所分配的两个曲柄位置作出机构的运动简图，其中一个位置用粗线画出。曲柄位置的做法如图22；取滑块6在上极限时所对应的曲柄位置为起始位置1，按转向将曲柄圆周十二等分，得十二个曲柄位置，显然位置8对应于滑块6处于下极限的位置。再作出开始切削和中止切削所对应的1
6、和8两位置。共计14个机构位置。图2-2 曲柄位置图3）作速度，加速度多边形。选取速度比例尺=0.1（）和加速度比例尺=100（），用相对运动图解法作该两个位置的速度多边形和加速度多边形.2.2.2.分析步骤1).选取长度比例尺，作出机构在位置1 的运动简图。 如一号图纸所示，选取=l/OA（)进行作图，l表示构件的实际长度，OA表示构件在图样上的尺寸。作图时，必须注意的大小应选得适当，以保证对机构运动完整、准确、清楚的表示，另外应在图面上留下速度多边形、加速度多边形等其它相关分析图形的位置。 取曲柄位置“2”进行速度分析 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
7、 + A4A3 大小 ? ? 方向 O4A O2A O4B取速度极点P，速度比例尺v=10，作速度多边形。如图2-3。A2 VBVCBVCPA4杆P1 图2-3 曲柄位置2速度多边形则由图2-3知，A4=0.2525 A4A3=0.4786 B5=B4=A4O4B/ O4A=0.3178取5构件为研究对象，列速度矢量方程，得C5 = B5 + C5B5 大小 ? ? 方向 XX O4B BC其速度多边形如图2-3所示，有C5=0.305 取曲柄位置“2”进行加速度分析.取曲柄构件3和4的重合点A进行加速度分析.列加速度矢量方程,得 aA4 = a A4n + a A4 = a A3n + a
8、A4A3k + a A4A3大小 ? ? ?方向 ? AO4 O4B AO2 O4B（向左）O4B（沿导路）取加速度极点为P,加速度比例尺a=200,作加速度多边形。如图2-4所示 图2-4 曲柄位置2加速度多边形由已知条件可求得：a A3=22lO2A4l =5.3254a A4A3k =21A4A3=1.127a A4n =12lO4A4l=0.2972用加速度影像法求得：a A4t=3.5 a A4A3=2.4取5构件的研究对象，列加速度矢量方程，得aC = aB5 n + aB5 + aCB5n + aCB5 大小 ? ? 方向 xx BA AB CB BC其加速度多边形如图2-4所示
9、，同理有 aC =5.95取曲柄位置“4”进行速度分析取构件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 大小 ? ? 方向 O4A O2A O4B取速度极点P1，速度比例尺v=10，作速度多边形如图2-5。 A4VCBVB PP1VCA4杆图2-5 曲柄位置4速度多边形则由图2-5知，A4=0.5277 A4A3=0.112 B5=B4=A4O4B/ O4A=0.5739 取5构件为研究对象，列速度矢量方程，得C5 = B5 + C5B5 大小 ? ? 方向 XX O4B BC根据其速度多边形如图2-5所示，有 C5= 0.58 取曲柄位置“4”进行加速度分析.取曲柄构件3和4的重合点A进行加速度分析.列加速度矢量方程,得aA4 = a A4n + a A4 = a A3n + a A4A3k + a A4A3 大小 ? ? ? 方向 ? AO4 O4B AO2 O4B（向左）O4B（沿导路）取加速度极点为P,加速度比例尺a=200,作加速度多边形图如图2-6所示 图2-6 曲柄位置4 加速度多边形由已知条件可求得：aA4n=12lO4A4l=11.2 a A3n =22lO2A4l=5.3254 a A4A3k =21A4A3 =0
