(新)机械原理课程设计-牛头刨床2点和八点说明书

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日期: 2012年01月12日

目录：

一.机构简介 (3)

导杆机构的运动分析 (3)

计算数据 (4)

二. 设计（计算）说明书 (4)

1.导杆机构的设计

（1）画机构的运动简图 (5)

（2）对位置点进行速度分析和加速度分析 (7)

（3）对位置2点进行速度分析和加速度分析 (8)

（4）对位置8点进行动态静力分析 (9)

（5）对位置2点进行动态静力分析 (14)

2.凸轮机构的设计 (19)

3.齿轮机构的设计 (24)

三.参考文献 (27)

一.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。刨刀每次削完一次，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，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，故需安装飞轮来减少主轴的速度波动，以提高切削质量和减少电动机容量。

图1-1

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所作圆弧高的平分线上。

要求作机构的运动简图，并作机构两个位置的速度、加速度多边形以及刨头的运动线图。以上内容与后面动态静力分析一起画在1号图纸上。

1.1设计数据

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。设计数据：

1.2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（如下图）。

图1-2

选择表Ⅰ中方案1

取第2位置和第8位置（如下图1-3）。

A

A

图1-3

1.3速度分析

以速度比例尺µ=(0.01m/s)/m m和加速度比例尺µa=(0.1m/s²)/m m用相对运动的图解法作该两个位置的速度多边形和加速度多边形如下图1-4，1-5，并将其结果列入表格（1-2）

v A2=v A3= ω2l O2A=0.6908m/s

表格1-1

2杆速度图：如图1-4

v A4

=μv

L pa 4

=0.01x33=0.33m/s ω4

=v A4

/l O4

A =0.33/0.42=0.78rad/s v B

=ω4l O4

B =0.78x0.54=0.42m/s v A4

A3=μv

La 4a 3=0.01x65=0.65m/s

v C

=μv

L pc =0.01x39 =0.39m/s

图1-4

2杆加速度图：如图1-5

由速度已知曲柄上 A(A2 A3 A4)点开始，列两构件重合点间 加速度矢量方程，求构件 4 上 A 点的加速度 aA4,因为：

a

A2

=a A3

=w 2l 02A =(2π)2xl o 2

A =(2π)2=4.34m/s 2 a n A4=w 24l o 4A =0.782

a K A4A3=2w 4

v A4A3

=2x0.7822

图1-5 =u a L p’c=0.1x41=4.1m/s2

a

c

8杆速度图：如图1-6

图1-6

va2=va3=w2l02a=0.69m/s

V a4= v a3+ v a4a3

大小？√√

方向⊥O4a ⊥O2a //O4a

按比例尺μv=0.01（m/s）/mm 作速度图

如图所示，并求出构件4

v A4=μv L pa4=0.01x3=0.03m/s

ω4=v A4/l O4A=0.03/0.42=0.07v rad/s

v B=ω4l O4B=0.07x0.54=0.04m/s

v A4A3=μv La4a3=0.01x65=0.65m/s

对构件 5 上B、C 点，列同一构件两点间的速度矢量方程：Vc= V B + V CB

大小？√ ?

方向//x √⊥bc