原理设计计算说明书封皮

机械原理课程设计

计算说明书

设计题目牛头刨床的机械综合与传动系统设计任务序号1-2

热能专业1004班

学号10132066

设计者刘奇

指导教师程佳、王东爱

2012 年 6 月14 日

北京交通大学海滨学院

目录

一.设计题目…………………………….……………………. .3

二. 牛头刨床机构简介……………………………….………. .4

三.机构简介与设计数据……………………………………. .. .5

3.1 机构简介

3.2 设计数据

四. 设计内容…………….………………………….…………. .7

4.1 导杆机构的运动分析

4.2 凸轮机构设计

五.参考文献 (18)

一、设计题目：牛头刨床

1.）为了提高工作效率，在空回程时刨刀快速退回，即要有急回运动，行程速比系数在1.5左右。

2.）为了提高刨刀的使用寿命和工件的表面加工质量，在工作行程时，刨刀要速度平稳，切削阶段刨刀应近似匀速运动。

3.）曲柄转速在90r/min,刨刀的行程H在430mm左右好。

二、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。

三、机构简介与设计数据

3.1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。

3.2 设计数据

牛头刨床数据

符号n AB K H AC DE/CD 单位r/min m m

数据90 1.5 0.43 0.45 0.35

凸轮机构数据

r0e Hδ0δ1δ'0δ2a r v mm mm mm mm

≤10 90 2 70 150 10 120 80 30

四、设计内容 4.1 导杆机构的运动分析

已知 曲柄每分钟转数nAB, 行程速比系数K,运料推程H 。

要求 选取适当比例尺，绘制机构运动见图。 用适量方程图解法，进行机构的运动分析，在A3图纸上作出四个位置的速度图解和加速度图解。

绘出E 点的运动线图。以上内容画在A1图纸上。 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E 点的导路x-x 的位置可根据连杆DE 传力给E 点的最有利条件来确定（见图例A1）。

2）作机构运动简图。选取比例尺

=0.2作出机构的

运动简图，曲柄位置的做法如图A1；取E 点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，再作出开始切削和中止切削所对应的两个位置。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v μ=0.0655

（mm s m /）和加速度比例尺a μ=0.41（m m

s m 2

/），用相对运

作该两个位置的速度多边形和加速度多边形。

导杆机构的速度加速度图作图过程

1.选取长度比例尺µl ，作出机构在位置1的运动简图。

如A1图纸所示，作图时，必须注意µl 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.

求原动件上运动副中心A 的v B2和a B2

AB=

602n

π=3π

s rad

v B2=ωAB l AB ＝1.31m/s

式中v B2——B 点速度（m/s ） 方向丄AB

a B2=ωAB 2 l AB =12.34m/s 2

式中a B2——B 点加速度（m/s 2）,方向B →A

3.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。

1.（1）对B1、D1点求速度 列出AB 杆B1点的速度矢量方程 根据平面运动的构件两点间速度的关系

绝对速度=牵连速度+相对速度

ＶB3 ＝

v B2+

v B2B3

方向：丄CD

丄AB ∥CD

大小：

？

√

？