牛头刨床主运动机构的设计资料.doc

机械原理 课程设计 （2011-2012学年第二学期） 论文题目 牛头刨床主运动机构的设计 课程名称 机 械 原 理 班 级 机 械 X班 学 号 xxxxxxxxxx 姓 名 xxx 指导老师 xxx 华侨大学厦门工学院 机械工程系 2012年 7 月 2 日 引言 机械课程设计是对我们这学期学过机械原理的一次实际运用的检查，它涉及到了我们对机构的认识，对运动简图的应用，还有对齿轮的转动比的理解等等。 机械原理课程设计是机械基础系列课程中的重要一环，该设计既具有承上启下的作用，又具有独立的功能。本次课程设计涉及的理论基础继承了机械原理课程的理论教学内容、方法和手段，使机构学、齿转学在设计中充分应用。其中，也为下学期的机械设计打下铺垫，为我们的创新思维、实践创新设计提供了手段。本次课程设计涉及的机构运动分析、力分析的解析方法、机构设计方法等工程上的实用方法也能体现和应用。 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，本次课程设计的主要内容是牛头刨床导杆机构的运动分析和动态静力的分析以及不同设计方案的比较。全班同学分为两组后每人选择一个相互不同的位置、运动简图，进行速度、加速度以及机构受力分析，绘制相关运动曲线图，并在上述各项内容分别在A1、A2、A3图纸上，并完成课程设计说明书。 牛头刨床工作原理 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床。刨床工作时, 如图1-1（a）所示，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；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，切削阻力如图1-1（b）所示。 图1-1（a） 图1-1（b） 方案选择 方案（a）采用偏置曲柄滑块机构。机构最为简单，能承受较大载荷，但其存在较大的缺点。一是由于执行件行程较大，则要求有较长的曲柄，从而带来机构所需活动空间较大;二是机构随着行程速比系数K的增大，压力角也增大，使传力特性变坏。 方案（b）由曲柄摇杆机构与摇杆滑块机构串联而成。该方案在传力特性和执行件的速度变化方面比方案（a）有所改进，但在曲柄摇杆机构ABCD中，随着行程速比系数K的增大，机构的最大压力角仍然较大，而且整个机构系统所占空间比方案（a）更大。 方案（c）由摆动导杆机构和摇杆滑块机构串联而成。改方案克服了方案（b）的缺点，传力特性好，机构系统所占空间小，执行件的速度在工作行程中变化也比较慢。 (c) 方案（d）结构比较复杂，而且传动性能也不怎么理想。机构系统所占空间大，执行件的速度在工作行程中变化也比较迅速。 方案（e）结构比较复杂，而且传动性能也不怎么理想。机构系统所占空间大，执行件的速度在工作台行程中变化也比较迅速。 比较以上五种方案，从全面衡量得失来看，方案（c）作为刨削主体机构系统较为合理。 设计任务 机械原理课程设计是高等工业学校机械类学生第一次全面的机械运动学和动力学分析与设计的训练，是本课程的一个重要教学环节。 机械原理课程设计的任务是对机器的主题机构进行运动分析、动态静力分析，并根据给定的机器的工作要求，在此基础上进行相关设计，同时根据设计任务，绘制必要的图纸和编写说明书等。 设计数据： 已知条件（见下表） 项目 曲柄长度lo2A 刨头行程H 行程速比系数K 刨头驱动力的压力角α 数量或条件 110 312.63 1.4599 整个运动循环中的αmax具有最小值 单位 mm Mm / 度 （2）求得的机构尺寸及参量（见下表） 符号 LO2O4 LO4B LBC αMAX L(滑块导路与O4间的距离) 数量 380 535 135 85 528 单位 mm mm mm 度 mm (3)求解过程 O2O4=O2A/sin=110/sin=380mm O4B=540mm BC=0.25O4B=0.25540=135mm h=O4B-O4B=540-54023mm L=O4B-=540-=528.5mm αmax== 机构运动简图 图2-1 二、导杆机构的运动分析 取曲柄位置“10’”进行位移分析，速度分析，加速度分析 v= a= 位移分析 经测量可得位移s=0.156m 速度分析 由于构件2与构件3在A处的