1、課程設(shè)計(jì)說明書一牛頭刨床 1. 機(jī)構(gòu)簡介 牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機(jī)床。電動機(jī)經(jīng)皮帶和齒輪傳動，帶動曲柄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帶動刨頭6和刨刀7作往復(fù)運(yùn)動。刨頭右行時(shí)，刨刀進(jìn)行切削，稱工作行程，此時(shí)要求速度較低并且均勻，以減少電動機(jī)容量和提高切削質(zhì)量；刨頭左行時(shí)，刨刀不切削，稱空回行程，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作用的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。刨刀每次削完一次，利用空回行程的時(shí)間，凸輪8通過四桿機(jī)構(gòu)1-9-10-11與棘輪帶動螺旋機(jī)構(gòu)，使工作臺連同工件作一次進(jìn)給運(yùn)動，以便刨刀繼續(xù)切削。刨頭在工作行程中，受到很大的切削阻力，而空回行程中則

2、沒有切削阻力。因此刨頭在整個運(yùn)動循環(huán)中，受力變化是很大的，這就影響了主軸的勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，故需安裝飛輪來減少主軸的速度波動，以提高切削質(zhì)量和減少電動機(jī)容量。 圖1-1 1. 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析 已知曲柄每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) n2,各構(gòu)件尺寸及重心位置，且刨頭導(dǎo)路x-x位于導(dǎo)桿端點(diǎn)B所作圓弧高的平分線上。要求作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖，并作機(jī)構(gòu)兩個位置的速度、加速度多邊形以及刨頭的運(yùn)動線圖。以上內(nèi)容與后面動態(tài)靜力分析一起畫在1號圖紙上。 1.1設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機(jī)床。電動機(jī)經(jīng)皮帶和齒 輪傳動，帶動曲柄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帶動刨頭6和刨刀7作往復(fù)運(yùn)動。刨

3、頭右行時(shí)，刨刀進(jìn)行切削，稱工作切削。此時(shí)要求速度較低且均勻，以減少電動機(jī)容量和提高切削質(zhì)量；刨頭左行時(shí)，刨刀不切削，稱空回行程，此時(shí)要求速度較高，以提高生產(chǎn)效率。為此刨床采用急回作用得導(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通過四桿機(jī)構(gòu)1-9-10-11與棘輪機(jī)構(gòu)帶動螺旋機(jī)構(gòu)，使工作臺連同工件作一次進(jìn)給運(yùn)動，以便刨刀繼續(xù)切削。刨頭在工作行程中，受到很大的切削阻力，而空回行程中則沒有切削阻力。因此刨頭在整個運(yùn)動循環(huán)中，受力變化是很大的，這就影響了主軸的勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，故需裝飛輪來減小株洲的速度波動，以減少切削質(zhì)量和電動機(jī)容量。 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析

4、符號 L0204 L02A L04B LBC L04S4 XS6 YS6 G4 G6 P YP JS4 單位 r/min mm N mm kgm2 方 案 I 60 380 110 540 0.25 L04B 0.5 L04B 240 50 200 700 7000 80 1.1 n 64 350 90 580 0.3 L04B 0.5 L04B 200 50 220 800 9000 80 1.2 m 72 430 110 810 0.36 L04B 0.5 L04B 180 40 220 620 8000 100 1.2 1.2曲柄位置的確定 曲柄位置圖的作法為：取1和8為工作行程起點(diǎn)和終

5、點(diǎn)所對應(yīng)的曲柄位置，1和7為切削起點(diǎn)和終點(diǎn)所對應(yīng)的曲柄位置，其余2、312等，是由位置1起，順 32 方向?qū)⑶鷪A作12等分的位置（如下圖） 第五章選擇設(shè)計(jì)方案 1機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖 圖1-2 2、選擇表i中方案n 取第方案的第7位置和第12位置（如下圖1-3） 2、曲柄位置“7 速度分析，加速度分析（列矢量方程，畫速度圖, 圖1-3 加速度圖) 取曲柄位置“7”進(jìn)行速度分析，其分析過程同曲柄位置“1 取構(gòu)件3和4的重合點(diǎn)A進(jìn)行速度分析。列速度矢量方程，得 瞳4=啟+IA4A3 大小?V? 方向上O4A上O2AIIO4B 取速度極點(diǎn)P,速度比例尺曲=0.01(m/s)/mm,作速度多邊形如圖1-4

6、PC a4 b a2 圖14 則由圖1-4知，,iA4=pa4V=28.337436290.01=0.2833743629m/s iA4A3=a3&V=53.24772580.01=0.532477258m/s O4A=383.14488122mm 由速度影像定理得LB5=(B4=MO4B/O4A=0.428968617m/s 又也=(A4/lo4A=0.739601064rad/s 取5構(gòu)件為研究對象，列速度矢量方程，得 女5=山5+*5B5 大小?V? 方向IIXX O4B BC 其速度多邊形如圖1-4所示，有 iC5=PC5-=42.071932910.01m/s=0.420719329

7、1m/s iC5B5=b5C5-庵=9.742020420.01m/s=0.0974202042m/s WCB=UC5B5/lCB=0.0974202042/0.174rad/s=0.559886229rad/s 取曲柄位置“7”進(jìn)行加速度分析，分析過程同曲柄位置“1 取曲柄構(gòu)件3和4的重合點(diǎn)A進(jìn)行加速度分析.列加速度矢量方程 aA4=aA4n+aA4t=aA3n+aA4A3k+ 大小？0?V0 方向？BA QBAQ QB（向右） 導(dǎo)路) 取加速度極點(diǎn)為P，,加速度比例尺席=0.01(m/s2)/mm,作加速度 多邊形圖1-5aA4A3 IIO4B（沿 取5構(gòu)件的研究對象，列加速度矢量方程，得

8、 a， 圖1-5 則由圖15知， aA4Ja4瓦a277.76598448001m/s2=2.7776598448m扈 aA4A3=k紂辛168.960930440.01m/s2=1.6896093044m/S 翎=aA知A=2.77765984480.38314488racs2=7.249633204ra”s2aA4=pa-a成278.55555401O；01m/s2=2.7855555401m/S 用加速度影象法求得 aB5=aB4=aA4XO4B/IO4A=2.7855555401580/383.14488122m/S=4.216739653m/s2 又aC5B5n=場2ICB=0.55

9、988622920.174m/s2=0.05454423m/S1-2 aC5=aB5+aC5B5+&5B5 大小?V0? 方向IIxxVCB BC 其加速度多邊形如圖15所示，有 aC5B5t=C5C5a任64.40968945O01m/s2=0.6440968945m/S 無=暮配/舊=0.6440968945/0.174raWs2=3.701706287ra”s2 aC5=pC5a=413.173162720*1m/S=4.1317316272m/S 1、曲柄位置“12”速度分析，加速度分析（列矢量方程，畫速度圖，加速度圖） 取曲柄位置“12”進(jìn)行速度分析。因構(gòu)件2和3在A處的轉(zhuǎn)動副相連，

10、故VA2=VA3，其大小等于W2I02A，方向垂直于O2A線，指向與02致。 性=2兀2/60rad/s=6.70rad/s iA3=四2=愆IO2A=6.70乂0.09m/s=0.603m/s（上O2A） 取構(gòu)件3和4的重合點(diǎn)A進(jìn)行速度分析。列速度矢量方程，得 4=頃3+UA4A3 大小?V? 方向上O4A上O2AIIO4B 取速度極點(diǎn)P,速度比例尺皿=0.01（m/s）/mm，作速度多邊形如圖 1-2 w=Pa41=32.280025120.01m/s=0.3228002512m/s 用速度影響法求得, O4B/O4A=0.3228002512580/293.47849337 m/s=0.

11、637948435m/s 也=(A4/1O4A=0.3228002512/0.29347849337 rad/s=1.099911096rad/s 1:100 圖1-2 S4A3=a3a4-1=51.2913961 0.01m/s=0.512913961m/s IB5=tB4=IA4 P 取5構(gòu)件作為研究對象，列速度矢量方程，得 35=屈5+UC5B5 大小?V? 方向IIXX O4B BC 取速度極點(diǎn)P,速度比例尺兇=0.01(m/s)/mm,作速度多邊行如圖1-2。 貝U由圖1-2知，its Pc5-皿=62.3000702201m/s=0.6230007022m/s LC5B5=b5c5

12、-肉=14.365573330.01m/s=0.1436557333m/s WCB=LC5B5/ICB=0.1436557333/0.174rad/s=0.82560766rad/s 2. 加速度分析: 取曲柄位置“12”進(jìn)行加速度分析。因構(gòu)件2和3在A點(diǎn)處的轉(zhuǎn)動副相連,故aA2=aA3,其大小等于W2IO2A,方向由A指向。2。 皿=6.70rad/s,aA3=aA2=2LO2A=6.7020.09m/s2=4.04m/s2 取3、4構(gòu)件重合點(diǎn)A為研究對象，列加速度矢量方程得: aA4=aA4+aA4-aA3n+aA4A3K+aA4A3 路) 大小: 方向: ,、2一啊1O4A 2GJ4tA

13、4A3 Bf LO4B（向左）IIO4B（沿導(dǎo) 取加速度極點(diǎn)為P，加速度比例尺=0.04(m/s2)/mm, 作加速度多邊形如圖1-3所示 則由圖1-3知，aA4AA4-2=112.831951依04m/s=4.51327804m/S, 妒=aA4?LO4A=15.37856486rad/S aA4A3r=A3A42任252.5410172X0.04m/s2=10.10168407m/S aA4=PA4-2458.84456901X0.04m/s2=18.35378276m/$2 用加速度影象法求得aB5=aB4=18.35378276X580/293.47849377m/s2 =36.272

14、48411m/s2 又ac5B5n=3CB2ICB=0.8256076620.174m/2=0.118603273m/2 取5構(gòu)件為研究對象，列加速度矢量方程，得 nT ac5=aB5+ac5B5+ac5B5 大小 其加速度多邊形如圖13所示，有 aC5B5=BC2/127.793490110.04m/s2=5.111739604m/s2ac5=pC,2串905.8956560.04m/S2=36.23582624m/s2 6C5=aC5B57CB=5.1117396040.174M/S=29.37781382rad/s2 第七章.機(jī)構(gòu)運(yùn)態(tài)靜力分析 取“12”點(diǎn)為研究對象，分離5、6構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)

15、動靜力分析，作 阻力體如圖16所示。 Fl6 54 方向IIXXVCTB XBC 圖16 已知P=0N,G6=800N,又ac=ac5=36.23582624m/S,那么我們可以計(jì)算 Fi6=-G6/g旋=-800/103說3582624m/s2=2898.866099N 又EF=P+G+FI6+F45+FRI6=0,作為多邊行如圖1-7所示， 刖=10N/mm。 F54 七IB N J1G FI6 圖1-7 由圖1-7力多邊形可得： F45=CD刖=298.94744610N=2989.47446N FRI6=AD-=87.0398793210N=870.3987932N 在圖1-6中，對c

16、點(diǎn)取距，有 2MQ=-Pyp-G6Xs6+FRI6x-Fi6ys6=0 代入數(shù)據(jù)得x=1177.555981mm 分離3,4構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)動靜力分析，桿組力體圖如圖1-8所示 F45 ! Fx 圖1-8 比=4。 已知：F54=-F45=2989.47446N,G4=220N as4=aA41O4S/IO4A=18.35378276290/293.47849377m/S=18.13618026m/s2, 6S4=(34=7.45rad/S 由此可得Fi4=-G4/gas4=-220/1018.13618026N=-398.995965N MS4=-Js4-s4=-1.27.45Nm=-8.94Nm 在圖1-8中，對A點(diǎn)取矩得： EMA=G4X8.5+FQ72.5+M+F4X144.5-F23X66.5=0 代入數(shù)據(jù)，得F23=6088.915971N 又EF=|R54+FR32+Fs4+G4+Fo4n+Fo4-0,力的多邊形如圖1-9所示,刖=10N/mm。 圖1-9 由圖1-9可得： F23=CD四=608.891597110N=6088.915971N Fo4n=CB刖=281.8775257110N=2818.7752571N 對曲柄2進(jìn)行運(yùn)動靜力分析，作組力體圖如圖1-10所示， F42.4 A 此=1。由圖1-10可知， h2=85mm,