机械原理课程设计牛头刨床设计.docVIP

机械原理课程设计 实习报告 一、设计任务 二、牛头刨床简介及工作原理 三、原始参数 四、导杆机构的运动综合 五、用解析法作导杆机构的运动分析 六、导杆机构的动态静力分析 七、Matlab编程并绘图 八、行星轮系设计 九、变位齿轮设计 十、课程设计总结 十一、参考文献 十二、粉末成型压机方案设想 一、设计任务 1牛头刨床刀杆机构的运动综合、运动分析和动态静力分析； 2对牛头刨床传动装置中行星轮机构、齿轮机构进行综合。 二、牛头刨床简介及工作原理 牛头刨床是用于加工中小尺寸的平面或直槽的金属切削机床，多用于单件或小批量生产。 为了适用不同材料和不同尺寸工件的粗、精加工，要求主执行构件—刨刀能以数种不同速度、不同行程和不同起始位置作水平往复直线移动，且切削时刨刀的移动速度低于空行程速度，即刨刀具有急回现象。刨刀可随小刀架作不同进给量的垂直进给；安装工件的工作台应具有不同进给量的横向进给，以完成平面的加工，工作台还应具有升降功能，以适应不同高度的工件加工。 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，电动机经行星轮系和齿轮Z4、 Z5减速带动曲柄2转动。刨床工作时，由导杆机构2-3-4-5-6带动刨头和刨刀作往复运动。刨头向左时，刨刀进行切削，这个行程称工作行程，刨头受到较大的切削力。刨头右行时，刨刀不切削，称空回行程，此时要求速度较高，以提高生产力。 三、原始参数 H：刨头行程 ； K：行程速比系数； Fc切削阻力 ； m4 m5 m6分别为导杆、连杆及刨头的质量；J4、J5分别分别为导杆4及导杆5绕各自质心的转动惯量；m1、mH分别为行星减速器中心轮及齿轮4、5的模数；Z4，Z5为齿轮4及5的齿数；n1：电机转速；n2：曲柄2及齿轮5的转速；k：行星轮个数。 导杆机构的运动分析和运动综合 导杆机构的动力分析 H K lO2O3 lO3O4/lO3B lBF/lO3B lBS5/lBF m4 m5 m6 Js4 Js5 FC 单位 mm mm kg kg(m2 kg II 600 1.8 370 0.5 0.3 0.5 22 3 52 0.9 0.015 1400 行星轮设计 变位齿轮 n1 n2 K 类型 m1 Z4 Z5 mH α 单位 rpm mm mm II 1000 80 3 2K-H 5 14 49 16 20 四、导杆机构的运动综合 设LO3B=L3 LBF=L4 LO3D=L6 LO2A=L1 LO3O2=L6 LO3A=S3 LDE=SE 1、导杆的摆角ψ K=1.8 2、导杆的长度L3 3、连杆的长度L4 4、刨头导路中心线xx至O3点的垂直距离L6 根据已知xx被认为通过圆弧BB’的绕度ME的中点D知 5、曲柄的长度L1 6、切削越程长度0.05H，如图所示 则切削越程长度为0.05H=0.05×600=30mm 7、机构运动简图 8、计算机构的自由度 F=3×5－2×7=1 五、用解析法作导杆机构的运动分析 如图所示，先建立一直角坐标系，并标出各杆矢量及其方位角。其中共有四个未知量、、、。为求解需建立两个封闭的矢量方程，为此需利用两个封闭的图形O3AO2O3及O3BFDO3，由此可得： 并写成投影方程为： 由上述各式可解得： 由以上各式即可求得、、、四个运动变量，而滑块的方位角=。 然后，分别将上式对时间取一次、二次导数，并写成矩阵形式，及得一下速度和加速度方程式。 而=、= 根据以上各式，将已知参数代入，即可应用计算机计算。并根据所得数值作出机构的位置线图、速度线图、加速度线图。这些线图称为机构的运动线图。通过这些线图可以一目了然的看出机构的一个运动循环中位移、速度、加速度的变化情况，有利于进一步掌握机构的性能。 六、导杆机构的动态静力分析 受力分析时不计摩擦，且各约束力和约束反力均设为正方向 对刨刀进行受力分析 （2）对5杆进行受力分析 联立（1）（2）（3）（4）(5)各式可以得到矩阵形式如下： 对滑块3进行受力分析(不计重力) (4)对4杆进行受力分析 （5）对原动件曲柄2进行受力分析 曲柄2不计重力，且转动的角速度一定，角加速度为零，惯性力矢和惯性力矩都为零 ∑Fx=0,FR32x+FR12x=0； ∑Fy=0,FR32y+FR12y=0; ∑Mo2=0,FR32x×L2sinφ+FR32y×L2cosφ=0; 各个图像如下所示： 八、行星轮系设计 已知Z4=14， Z5=49， n1=1000rpm， 行星轮系的设计必须满足四个条件：