牛头刨床连杆齿轮机构设计 (2).docx

机械原理课程设计

第PAGE5页 DATE\@yyyy-M-d2023-12-21

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牛头刨床课程设计说明书

1.牛头刨床机构简介

牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图4-1。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与棘轮带动螺旋机构（图中未画），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（在切削的前后各有一段约5H的空刀距离，见图4-1，b），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，故需安装飞轮来减小主轴的速度波动，以提高切削质量和减小电动机容量。

1.1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，故需装飞轮来减小株洲的速度波动，以减少切削质量和电动机容量。

图1.1牛头剖床结构图

1.2设计数据

表2.1

导杆机构的运动分析

导杆机构的动静态分析

n2

lo2o4

lo2A

lo4B

lBC

lo4s4

xs6

ys6

G4

G6

P

yp

Js4

r/min

mm

N

mm

kg?m2

Ⅰ

60

380

110

540

0.25lo4B

0.5lO4B

240

50

200

700

7000

80

1.1

续表2.1

齿轮机构的设计

do’

do’’

m12

mo’’1’

mm

。

100

300

6

3.5

20

牛头刨床的设计内容

2.1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

所作的圆弧高的平分线上。

要求做机构的运动简图，并作机构两位置的速度、加速度多边形。以上内容与后面的动静力分析一起画在1号图纸上。

曲柄位置图的作法为取1和8?为工作形成起点和终点对应的曲柄位置，1?和7?为切削起点和终点所对应的位置，其余2，3…12等，是由位置1起顺?2方向将曲柄圆周作12等分的位置。

步骤：

1）设计导杆机构。按已知条件确定导杆机构的未知参数。其中滑块6的导路x-x的位置可根据连杆5传力给滑块6的最有利条件来确定，即x-x应位于B点所画圆弧高的平分线上。

2）作机构运动简图。两个曲柄位置(2和9)作出机构的运动简图，其中2位置用粗线画出。曲柄位置的做法如图4－2；取滑块6在上极限时所对应的曲柄位置为起始位置1，按转向将曲柄圆周十二等分，得十二个曲柄位置，显然位置8对应于滑块6处于下极限的位置。再作出开始切削和中止切削所对应的1’和8’两位置。共计14个机构位置。

3）作速度，加速度多边形。选取速度比例尺=0.01（）和加速度比例尺=0.01（），用相对运动图解法作该两个位置的速度多边形和加速度多边形，并将起结果列入表。

导杆机构的速度加速度图作图过程：

1.选取长度比例尺μ，作出机构在位置2和9的运动简图。

如一号图纸所示，选取μ=l/OA（m/mm)进行作图，l表示构件的实际长度，OA表示构件在图样上的尺寸。作图时，必须注意μ的大小应选得适当，以保证对机构运动完整、准确、清楚的表达，另外应在图面上留下速度多边形、加速度多边形等其他相关分析图形的位置。

2.解待求点的速度及其相关构件的角速度

由原动件出发向远离原动件方向依次取各构件为分离体，利用绝对运动与牵连运动和相对运动关系矢量方程式，作图求解。

υA4=υA3+υA4A3

大小?√?

方向⊥O4A⊥O2A∥O4B

υC5=υB5+υC5B5

大小?√?

方向∥XX⊥O4B⊥B

４．解待求点的加速度及其相关构件的角