牛头刨床导杆凸轮机构设计 (3).docx

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牛头刨床机构运动和动态静力分析设计说明书

2023年12月

摘要

牛头刨床是一种用刨削方式加工平面的机床。本课题根据给定的设计参数对牛头刨床机构进行导杆机构的运动分析、导杆机构的动态静力分析，凸轮机构的设计。

绘制了运动牛头刨床机构运动简图，对位置11进行运动分析和动态静力分析，用相对运动图解法，绘制给定位置的速度多边形和加速度多边形，应用速度多边形杠杆法进行动态静力分析，计算各运动副中的反力及曲柄上所需的平衡力矩。确定了凸轮的（最小）基圆半径，设计并绘制了凸轮的理论阔线。

目录

TOC\o1-2\h\z\u一、设计任务书 1

1.1设计题目 1

1.2设计步骤 2

二、绘制位置7、11机构简图 3

2.1绘制机构运动简图 3

三、位置11运动和动态静力分析 4

3.1绘制位置1运动简图 4

2.2速度多边形绘制 4

2.3加速度多边形绘制 5

2.4力多边形绘制 6

四、凸轮设计 9

4.1凸轮设计参数 9

4.2绘制从动件运动线图 9

4.3确定最小基圆半径 10

4.4绘制凸轮理论廓线 10

参考文献 11

计算与说明

计算结果

一、设计任务书

1.1设计题目

按给定参数进行牛头刨床机构运动分析和动态静力分析，采用运动图解法确定构件上点的速度和加速度，采用速度多边形杠杆法进行动态静力分析。牛头刨床构结构示意图件1-1。

图1-1牛头刨床机构示意图

牛头刨床机构参数如表1-1所示。

表1-1牛头刨床机构参数

代号

单位

参数

n

r/min

72

l

mm

430

l

mm

110

l

mm

810

l

mm

0.36

l

mm

0.5

x

mm

180

y

mm

40

G

N

220

G

N

620

P

N

8000

Y

mm

100

J

kg

1.2

1.2设计步骤

（1）绘制位置7、11机构运动简图。

（2）对位置11进行运动和动态力分析

1）选取机构比例尺ul

2）选取速度比例尺uv和加速度比例尺u

3）应用速度多边形杠杆法进行动态静力分析，计算各运动副中的反力及曲柄上所需的平衡力矩。

（3）根据已知条件，进行凸轮设计。

计算与说明

计算结果

二、绘制位置7、11机构简图

2.1绘制机构运动简图

绘制牛头刨床机构运动简图，如图2-1所示。图中为机构曲柄在位置7（细实线）和位置11（粗实线）。

图2-1牛头刨床机构位置7、11机构简图

计算与说明

计算结果

三、位置11运动和动态静力分析

3.1绘制位置1运动简图

选取ul=0.005m

图3-1牛头刨床切点位置运动简图

3.2速度多边形绘制

1）计算v

v

vA2方向垂直于OA

在速度多边形中用pa表示vA2

u

2）求v

v

方向⊥AO4⊥O2A

大小？pb?

按上式作速度多边形，见运动分析图。

vA

v

3）求v

B点和A4

ω4

v

4）求v

v

方向水平方向√⊥BC

大小？pb

按上式作速度多边形，见运动分析图。

v

v

3.3加速度多边形绘制

1）计算a

a

aA2方向与O2A平行，从

机构比例尺、速度比例尺和加速度比例尺应满足如下关系：

μ

故：

μ

2）求a

a

方向A4→O4⊥AO4A→

大小√?√√?

式中：

a

a

按上式作加速度多边形，见运动分析图。

a

a

α

3）求a

B点和A4

a

4）求a

a

方向水平方向√C→B⊥BC

大小？√√？

式中：

a

按上式作加速度多边形，见运动分析图。

a

3.4力多边形绘制

1）确定各构件的惯性力和惯性力偶矩

F

MI4

F

惯性力FI4偏离质心S4得距离

h

2）机构动静态力分析

按照静定条件将机构分解为两个构件组5、6和3、4及作用有平衡力的构件2，由构件5、6进行分析。

在构件5、6中，由于不考虑构件5的重量及惯性力，故构件5为二力杆，力FR56=?

在此构件上有重力G6、惯性力FI6运动副反力F

G

选取力比例尺μF

F

F

分析构件3、4，将构件3、4上作用的重力力G4、惯性力F

图中FR54=?

F

F

根据构件2的平衡条件得：

F

对构件2进行受力分析