牛头刨床方案二,四点,十二点说明书

机械原理

课程设计说明书

设计题目：牛头刨床的设计

机构位置编号：4，12

方案号：Ⅱ

班级：

姓名：

学号：

2014年 1 月 15 日

目录

一导杆机构的运动分析

◆机构的运动简图-------------------------------3

◆机构在位置7的速度及加速度分析---------------3

◆机构在位置11的速度及加速度分析--------------6

◆刨头的运动线图-------------------------------8

二导杆机构的动态静力分析

◆在位置11处各运动副反作用力------------------11

◆在位置11处曲柄上所需的平衡力矩--------------13

三飞轮设计

◆飞轮转动惯量JF的确定------------------------15 四凸轮机构设计

◆凸轮基本尺寸的确定--------------------------15

◆凸轮实际廓线的画出--------------------------17

五齿轮机构的设计

◆齿轮副Z1-Z2的变位系数的确定------------------17

◆齿轮传动的啮合图的绘制----------------------19

六参考文献--------------------------------------19

七心得体会--------------------------------------20

一导杆机构的运动分析

1.1机构的运动简图

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。

曲柄位置的确定

曲柄位置图的作法为：取1和8’为工作行程起点和终点所对应的曲柄位置，1’和7’为切削起点和终点所对应的曲柄位置，其余2、3…12等，是由位置1起，顺ω2方向将曲柄圆作12等分的位置。

取第Ⅱ方案的第4位置和第12位置（如下图）。

1.2机构的速度及加速度分析

速度分析

由于构件2和构件3在A处的转动副相连，故V A2=V A3，大小等于ω2 lO2A, 方向垂直于O2 A线，指向与ω2一致。

ω2=2πn2/60

计算得：ω2=6.70rad/s

υA2=ω2·lO2A

计算得：υA3=υA2=6.70×90mm/s=603mm/s （⊥O2A）

对位置12来说，速度多边形如图, μv =10（mm/s）/mm

对构件4：V A4 =V A3 + V A4A3

大小：？0.603 ？

方向：⊥AO4 ⊥AO2 // AO4

ω= V A4/

可得：V A4=323.6mm/s，4

LO4A=0.3236/0.2037=1.10 rad/s

V A4A3=508.9mm/s（A指向o2）

ωX

VB4=4

LO4B=1.10*580=638.0mm/s

VB5 = VB4=638.0mm/s

对构件4：VC5= VB5 + VC5B5

大小：？0.429 ?

方向：//XX ⊥O4B ⊥CB

如图可得，VC5= 619.5mm/s

对位置4来说，速度多边形如图, μv =10（mm/s）/mm

对构件4：V A4 =V A3 + V A4A3

大小：？0.603 ？

方向：⊥AO4 ⊥AO2 // AO4

ω= V A4/ LO4A=588.1/437.55=1.34rad/s 可得：V A4=588.1mm/s，4

V A4A3=123.5mm/s（A指向o2）

ωX LO4B=1.34*580=777.2mm/s

VB4=4

VB5 = VB4=777.2mm/s

对构件4：VC5= VB5 + VC5B5

大小：？0.429 ?

方向：//XX ⊥O4B ⊥CB

如图可得，VC5= 783.4mm/s

加速度分析

对12位置进行加速度分析如下

对构件2：aA2=w2 ²·LO2A=6.7*6.7*90=4040.1mm/s²

对构件3：构件3和构件2在A处构成转动副，aA3= aA2=4040.1m m/s²对构件4：a A4= a A4n + a A4τ= a A3 +a A4A3k+a A4A3r

大小：? ω42l O4A ? √√?

方向：? B→A ⊥O4B A→O2⊥O4B //O4B

由图可得：aA4 =4527.6mm/s2

由加速度影象法得：

aB4/aA4=lO4B/ lO4A

所以aB4=8939.6mm/s2

aB5= aB4=8939.6mm/s2