牛头刨床设计任务书.doc

PAGE PAGE 4 机械原理课程设计任务书 一、设计题目 牛头刨床的运动分析与设计 二、工作原理与结构组成 图1 牛头刨床外形图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。 图1 牛头刨床外形图 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。 DS D S5 A 2 4 B 3 1 E C 5 6 150 50 250 S3(导杆中点） 图2 设计对象 牛头刨床是一个复杂的系统，需要结合课程设计的特点，将设计对象进行简化。如图2所示，课程设计要求对实现刨刀往复运动的主执行机构（由连杆机构组成）和驱动工作台实现间歇移动的执行机构（由凸轮机构组成）进行运动学尺度设计和运动学性能分析。图中给出了切削力作用点、导杆质心S3、滑块质心S5相对于铰链E的位置。可供选择的主执行机构方案如图3所示。图5为牛头刨床系统图。 方案 方案1 方案2 方案3 方案4 方案5 方案6 图3　主执行机构参考方案 四、设计要求及设计参数 要求主执行机构工作行程切削平稳、压力角较小。进给机构压力角不超过许用值。设计参数如表1所示。 表1 牛头刨床设计参数 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 主执行机构 曲柄转速n1 48 49 50 52 50 48 47 55 60 56 机架LAC 380 350 430 360 370 400 390 410 380 370 刨刀行程H 310 300 400 330 380 350 390 310 310 320 行程速比系数K 1.46 1.40 1.40 1.44 1.53 1.34 1.50 1.37 1.46 1.48 连杆与导杆之比LDE/LCD 0.25 0.28 0.30 0.27 0.30 0.28 0.27 0.25 0.28 0.26 进给机构 从动件最大摆角? 15? 15? 15? 15? 15? 15? 15? 15? 15? 15? 凸轮从动件杆长(mm) 125 135 130 122 123 124 126 128 130 132 推程许用压力角[?]推程 40? 40? 40? 40? 40? 40? 40? 40? 40? 40? 回程许用压力角[?]回程 50? 50? 50? 50? 50? 50? 50? 50? 50? 50? 滚子半径rr(mm) 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 刀具半径rc(mm) 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 刨刀阻力曲线如图4所示。刨刀在切入、退出工件时均有0.05H的空载行程。 0.05 0.05H 0.05H H S Fmax F 图4　刨刀阻力曲线 图5　牛头刨床系统图 图5　牛头刨床系统图 五、设计任务 1）完成各执行机构的选型与设计计算，选择原动机，拟定机械传动方案，确定各级传动比，画出机构运动简图及机械系统传动方案设计图（如图5所示）。 2）按工艺要求进行执行系统协调设计，画出执行机构的工作循环图； 3）对主执行机构用相对运动图解进行运动分析，并根据计算结果画出刨刀位移线图，速度线图和加速度线图； 4）用图解法绘制控制工作台横向进给的凸轮机构的位移曲线及凸轮轮廓曲线； 5）根据机电液一体化策略和现代控制（包括计算机控制）理论，大胆提出一种或一种以上与该机现有传统设计不同的创新设计方案。（选作） 六、提交材料 1）设计计算说明书一份及附件（附件含主执行机构运动分析结果和凸轮轮廓图解法设计结果，对自己所做的指定位置的图解法加以验证 ）。 设计计算说明书的详细要求 设计出传动系统方案及确定各级传动比,有计算过程、依据、结果 选出原动机类型、型号 ,有计算过程、依据、结果 各种机构比较、评价、选择的依据；最后选出的1 个最终方案. 主执行机构的参数确定,有设计或和综合的过程、依据、结果 工作循环图 ,有各角度的设计过程、依据、结果 1）2号图纸一张（主执行机构简图及指定位置的运动分析图，刨刀的运动位移线图、速度线图和加速度线图 ） 2）3号图一张（凸轮机构运动简图、凸轮机构的位移曲线和运动循环图）； 3）3号图一张（机械系统传动方案设计图）。