09機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)——牛頭刨床




說(shuō) 明 書(shū)










姓名：
分析點(diǎn)：4,10點(diǎn)
組號(hào)： 第3組
2011 年 7 月 15日


工作原理 3
一.設(shè)計(jì)任務(wù) 4
二.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 4
三.設(shè)計(jì)要求 5
1、運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì) 5
2、確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸 5
3、進(jìn)行導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 5
4、對(duì)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析 5
四.設(shè)計(jì)方案選定 5
五. 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 7
1. 4點(diǎn)速度分析,加速度分析 8
2. 10點(diǎn)速度,加速度分析 10
六.機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析 12
七.數(shù)據(jù)總匯并繪圖 14
九.參考文獻(xiàn) 17


























工作原理
牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機(jī)床，如圖a）所示。電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)皮帶和齒輪傳動(dòng)，
帶動(dòng)曲柄2和固結(jié)在其上的凸輪8。刨床工作時(shí)，由導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)2－3－4－5－6帶動(dòng)刨頭6和
刨刀7作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。刨頭左行時(shí)，刨刀不切削，稱為空回行程，此時(shí)要求速度較高，以提高
生產(chǎn)率。為此刨床采用有急回運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。刨刀每切削完一次，利用空回行程的時(shí)間，
凸輪8通過(guò)四桿機(jī)構(gòu)1－9－10－11與棘輪帶動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)（圖中未畫(huà)），使工作臺(tái)連同工件
作一次進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，以便刨刀繼續(xù)切削。刨頭在工作過(guò)程中，受到很大的切削阻力（在切削的
前后各有一段0.05H的空刀距離，見(jiàn)圖b），而空回行程中則沒(méi)有切削阻力。因此刨頭在
整個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中，受力變化是很大的，這就影響了主軸的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，故需安裝飛輪來(lái)減小主
軸的速度波動(dòng)，以提高切削質(zhì)量和減少電動(dòng)機(jī)容量。

(a) (b)

圖d


一.設(shè)計(jì)任務(wù)
1、運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)。
2、確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸。
3、進(jìn)行導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析。
4、對(duì)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析。
5、匯總數(shù)據(jù)畫(huà)出刨頭的位移、速度、加速度線圖以及平衡力矩的變化曲線。
二.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)
本組選擇第六組數(shù)據(jù)
表1
方案 1 2 3 4 5 6 7 8 9
導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 轉(zhuǎn)速n2（r/min） 48 49 50 52 50 48 47 55 60
機(jī)架lO2O4(mm) 380 350 430 360 370 400 390 410 380
工作行程H(mm) 310 300 400 330 380 250 390 310 310
行程速比系數(shù)K 1.46 1.40 1.40 1.44 1.53 1.34 1.50 1.37 1.46
連桿與導(dǎo)桿之比
lBC/ lO4B 0.25 0.3 0.36 0.33 0.3 0.32 0.33 0.25 0.28

表2
方案 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析
lO4S4 xS6 yS6 G4 G6 P yp JS4
mm N mm kg.m2
1，2，3 0.5lO4B 240 50 200 700 7000 80 1.1
4，5，6 0.5lO4B 200 50 220 800 9000 80 1.2
7，8，9 0.5lO4B 180 40 220 620 8000 100 1.2
三.設(shè)計(jì)要求
1、運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)
根據(jù)牛頭刨床的工作原理，擬定1～2個(gè)其他形式的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（連桿機(jī)構(gòu)），給出機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖并簡(jiǎn)單介紹其傳動(dòng)特點(diǎn)。
2、確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸
根據(jù)表一對(duì)應(yīng)組的數(shù)據(jù)，用圖解法設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)的尺寸，并將設(shè)計(jì)結(jié)果和步驟寫(xiě)在設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中。
注意：為使整個(gè)過(guò)程最大壓力角最小，刨頭導(dǎo)路 位于導(dǎo)桿端點(diǎn)B所作圓弧高的平分線上(見(jiàn)圖d)。
3、進(jìn)行導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析
根據(jù)表一對(duì)應(yīng)組的數(shù)據(jù)，每人做曲柄對(duì)應(yīng)2個(gè)位置的速度和加速度分析，要求用圖解法畫(huà)出速度多邊形，列出矢量方程，求出刨頭6的速度、加速度，將過(guò)程詳細(xì)地寫(xiě)在說(shuō)明書(shū)中。
4、對(duì)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析
根據(jù)表二對(duì)應(yīng)組的數(shù)據(jù)，每人確定機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)位置的各運(yùn)動(dòng)副反力及應(yīng)加于曲柄上的平衡力矩。作圖部分與尺寸設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析畫(huà)在同一張紙上（2號(hào)或3號(hào)圖紙）。
提示：如果所給數(shù)據(jù)不方便作圖可稍微改動(dòng)數(shù)據(jù)，但各組數(shù)據(jù)應(yīng)該一致，并列出改動(dòng)值。5、數(shù)據(jù)總匯并繪圖
最后根據(jù)匯總數(shù)據(jù)畫(huà)出一份刨頭的位移、速度、加速度線圖以及平衡力矩的變化曲線。6、完成說(shuō)明書(shū)
每人編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。寫(xiě)明組號(hào)，對(duì)應(yīng)曲柄的角度位置。

四.設(shè)計(jì)方案選定
如圖2所示，牛頭刨床的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、連桿滑塊機(jī)構(gòu)組成的5桿機(jī)構(gòu)。采用導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，滑塊與導(dǎo)桿之間的傳動(dòng)角r始終為90o，且適當(dāng)確定構(gòu)件尺寸，可以保證機(jī)構(gòu)工作行程速度較低并且均勻，而空回行程速度較高，滿足急回特性要求。適當(dāng)確定刨頭的導(dǎo)路位置，可以使 圖2
壓力角 盡量小。











五. 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

θ=180°(k-1/k+1)=30°
當(dāng)曲軸位于4點(diǎn)時(shí)
lO4S4 =5lO4B=0.3865m
lbc=0.278m
lo2A=0.111m
Lo4B=0.77274m