牛头刨床机械原理课程设计方案三8位置和5位置.doc

机械原理课程设计 说明书 日 期：2012.6.27 课程设计说明书—牛头刨床 1. 机构简介 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。 1-1 1．导杆机构的运动分析 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设计数据 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，故需装飞轮来减小主轴的速度波动，以减少切削质量和电动机容量。 设计内容 导杆机构的运动分析 符号 n2 LO2O4 LO2A Lo4B LBC Lo4s4 xS6 yS6 单位 r/min mm 方案Ⅲ 72 430 110 810 0.36lO4B 0.5 lO4B 180 40 1.2曲柄位置的确定 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、3…12等，是由位置1起，顺ω2方向将曲柄圆作12等分的位置（如下图）。 取第Ⅲ方案的第8位置和第5位置（如下图）。 1.5速度分析以速度比例尺μ=(0.01m/s)/mm和加速度比例尺μ=(0.05m/s2)/mm用相对运动的图解法作该两个位置的速度多边形和加速度多边形，并将其结果列入表格（1-2） 表格（1-1） 位置 未知量 方程 8和5号位置 VA4 υA4=υA3+υA4A3 大小 ? √ ? 方向 ⊥O4A ⊥O2A ∥O4B VC υC5=υB5+υC5B5 大小 ? √ ? 方向 ∥XX ⊥O4B ⊥BC aA aA4 =anA4 + aτA4= anA3 + akA4A3 + arA4A3 大小: ω42O4A ? √ 2ω4υA4 A3 ? 方向：B→A ⊥O4B A→O2 ⊥O4B ∥O4B（沿导路） ac ac5= aB5+ anc5B5+ a τc5B5 大小 ? √ √ ? 方向 ∥XX √ C→B ⊥BC 由速度、加速度矢量图（1号图纸） 对8位置：VC=0.0350m/s；aC=12.3m/s2 对5位置：VC=1.24m/s；aC=1.625m/s2 表格（1-2） 位置 要求 图解法结果 8 Vc(m/s) 0.0350 ac(m/s2) 12.3 5 VC(m/s) 1.24 aC(m/s2) 1.625 1.4导杆机构的动态静力分析 设计数据 导杆机构的动静态分析 G4 G6 P yp Js4 N mm kg(m2 220 620 8000 100 1.2 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