牛头刨床课程设计

机械原理课程设计
说明书
设计题目牛头刨床
系别汽车工程系
专业班级车辆082
.牛头刨床课程设计
0.机构简介与设计数据
0.1机构简介
牛头刨床是一种常用的平面切削加工的机床。

根据切削运动和具体的加工要求，刨床的结构比较简单，价格低，调整和操作简便。

所用的单刃刨刀与车刀基本相同，形状简单，制造，刃磨和安装皆较方便。

如图1-1 a所示.电动机的运动和动力经带传动和齿轮传动，最后带动曲柄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6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，以减小电动机容量和提高切削质量。

刨头左行时，刨刀不进行切削，称空回行程。

此时要求速度较高，以节省时间提高生产率。

为此，刨床采用有急回作用的导杆机构。

刨刀每切削完一次后，利用空回行程的时间，凸轮8通过连杆机构1-9-10-11及棘轮带动螺旋机构（图上未表示出来）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0.05H的空刀距离，见图1-1 b，而在空回行程时，则没有切削阻力。

因此刨头在整个运动循环中，受到大的交变应力的作用，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。

图1—1 牛头刨床机构简图及阻力曲线图
0.2设计数据
表4—1 设计数据
设计
导杆机构的运动分析导杆机构的动态静力分析
内容
符号 n 2 L O2O4 LO 2A lo 4B l BC lo 4s 4 x s6 y s6 G 4 G 6 P y p Js 4
单位 r/min mm N mm kg.
m 2
方案 Ⅲ
72 430 110 810 0.36 lo 4B 0.5 lo 4B
180 40 220 620 8000 100 1.2
1.导杆机构的运动分析
已知 曲柄每分钟转数2n ，各机构尺寸及中心位置，切刨头导路x-x 位于导杆端点B 所作圆弧高的平分线上。

要求 用矢量方程图解法及矩阵法求方案Ⅲ机构2和6两位置的速度和加速度的大小 首先作的机构运动简图,选取比例尺μl ,准确作出机构运动简图（见1号图纸）。

1.1矢量方程图解法作速度分析
(1)位置2速度分析
对A 点 由速度合成定理得: V A4
= V A3 + V A4A3
方向: ⊥BO 4 ⊥AO 2 ∥BO 4 大小: ? √ ?
ω2= n 2·2·π/60=72×2π/60=7. （rad/s)
V A3=V A2=ω2 ·l O2A =0.(m/s)
矢量式中只有两个未知量,故可以用作图法求解。

取速度比例尺μl =0. 01（m/s ）/mm,并取点P 作为速度图极点，作其速度图（见1号图纸），于是得:
V A3=0.（m/s ） V A4A3=0.(m/s) V A4=0.m/s
设计 内容 飞轮转动惯量的确定
符号 δ
n o ’ z 1 z o ” z 1’ j o2
j o1 j o ” j o ’
单位
r/min
方案Ⅲ 0.16 1440 15
19
50
0.5 0.3 0.2 0.2
ω4= V A4/l O 4A =0.（rad/s ） V B =ω4·O 4B =0.（m/s ）
对C 点 由刚体运动学得:
V C = V B + V CB
方向: ∥导路 ⊥BO 4 ⊥BC 大小: ? l O4B ω4 ? 式中只有两个未知量,可以用作图法求解,得:
V C =0.（m/s ）
位置6速度分析同理得：
对A 点 有：V A4A3=0.(m/s) V A4=0.(m/s) 对C 点 有：V C =1.03804930(m/s) 1.2矢量方程图解法作加速度分析 位置2加速度分析
对A 点 由加速度合成定理得:
a A4 = a n A4 + a t A4 = a A3 + a k A4A3 + a r A4A3
方向: ? A →4O ⊥AO 4 2O A → ⊥AO 4 ∥AO 4 大小: ? √ ? √ √ ? 式中只有两个未知量，故可用图解法求解。

取加速度比例尺μ=0.1（m/s 2）/mm,并取点P ’作为加速度图极点作其加速度图（见1号图纸），于是得:
a A3=4.3426300(m/s 2
) a n A4=0.(m/s 2
) a k A4A3=1.(m/s 2
)
a A4=2.(m/s 2
)
对C 点 由刚体运动学得:
a C = a B + a n CB + a t CB
方向： ∥导路 √ C →B ⊥BC 大小： ？ √ √ ？ 式中只有两个未知量，故可用图解法解得:。