机械原理专业课程设计牛头刨床.doc

机械原理
课程设计说明书

设计题目： 牛头刨床机构运 动分析和动态静力分析

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专 业：

学 生 姓 名：

班 级：

指导老师姓名：

设计日期： 年 05 月 01 日

目 录

1.设计题目……………………….……………3

2.牛头刨床机构介绍…………………………3

3.机构介绍和设计数据……………………..4

4. 设计内容…………….…………………….5

5. 体会心得……………………………….15

6. 参考资料…………………………….....16

附图1： 导杆机构运动分析和动态静力分析

1．设计题目：牛头刨床
1. ）为了提升工作效率，在空回程时刨刀快速退回，即要有急会运动，行程速比系数在1.4左右。
2. ）为了提升刨刀使用寿命和工件表面加工质量，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60r/min,刨刀行程H在300mm左右为好，切削阻力约为7000N，其改变规律图所表示。
2、牛头刨床机构介绍
牛头刨床是一个用于平面切削加工机床，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，此时要求速度较低而且均匀，以降低电动机容量和提升切削质量，刨头左行时，刨刀不切削，称空回行程，此时要求速度较高，以提升生产率。为此刨床采取有急回作用导杆机构。刨刀每切削完一次，利用空回行程时间，凸轮8经过四杆机构1-9-10-11和棘轮带动螺旋机构（图中未画），使工作台连同工件作一次进给运动，方便刨刀继续切削。刨头在工作行程中，受到很大切削阻力（在切削前后各有一段约0.05H空刀距离，见图4-1，b），而空回行程中则没有切削阻力。所以刨头在整个运动循环中，受力改变是很大，这就影响了主轴匀速运转，故需安装飞轮来减小主轴速度波动，以提升切削质量和减小电动机容量。
3．设计数据
3.1设计数据
设计数据

导杆机构运动分析
导杆机构动静态分析

n2
lo2o4
lo2A
lo4B
lBC
lo4s4
xs6
ys6
G4
G6
P
yp
Js4

r/min
mm
N
mm
kg.m2
Ⅱ
64
350
90
580
0.3 lo4B
0.5 lo4B
200
50
220
800
9000
80
1.2
4．设计内容
4.1.导杆机构运动分析
1）速度分析
建立矢量方程式

方向 //
大小 ? ?

方向 水平
大小 ? ?
画速度矢量多边形
选定百分比尺=0.01和极点p画出速度多边形，则

2）加速度分析
建立加速度矢量方程式

方向 //
大小 ? ?

方向 水平
大小 ? ?
画加速度多边形
选定加速度百分比尺作出加速度多边形，则

位置
置
项
目

大小
方向
4
6.7
0.603
0.582
0.125
0.77
0.052
0.767
1.33
顺时针
10

单位
r/s
m/s
r/s

位置
置
项
目

大小
方向
4
4.04
0.332
0.773
0.525
0.0155
0.7
0.75
1.2
顺时针
9

单位

2.导杆机构动态静力分析
刨头力平衡方程：

方向 //x //y 和反向 //BC //y
大小 9000N 800N ? ?
选定力百分比尺作出力多边形，则

摇杆滑块机构力平衡方程：

方向 和反向 //y ?
大小 ? 220N ?
摇杆滑块机构力矩平衡方程：

依据力百分比尺作出力多边形，则

摇杆，则
位置
项目

大小
方向
4
56
16.5
1.44
逆时针
10

单位
N

位置
项目
P

大小
方向
4
9000
9070
9070
12024.57
2950
1058
顺时针
10
9000

单位
N

5．心得体会
经过这几天机械原理课程设计，使我动手能力得到了提升，让理论和实际得到了结合。在设计过程中，我发觉了自己在学习中不足，并在和同学共同合作下弄懂了很多以前似懂非懂东西，这对我们以后学习提供了很大帮助。
5月1日

6．参考资料
1.《机械原理课程设计指导书》 高等教育出版社 罗洪田 主编
2.《机械原理》 北京大学出版社 常治斌 张京辉 主编