牛头刨床机械原理课程设计.doc

机械原理课程设计说明书目录一、工作原理及工艺动作过程2二、机械原理课程设计的基本要求3三、执行机构的运动尺寸设计3设计数据3四、画机构的运动简图3五、导杆机构的运动分析4对4位置进行速度加速度分析4对7位置进行速度加速度分析6四、导杆机构的动态静力分析8对位置7点进行动态静力分析8五、齿轮机构的设计9一. 工作原理及工艺动作过程牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床。刨床工作时, 如图(1-1）所示，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；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。切削阻力如图(b）所示。O2AO4xys6s3Xs6CBYs6234567n2FrYFr图（1-1）二、机械原理课程设计的基本要求1 作机构的运动简图，再作机构1、7两个位置的速度，加速度图，列矢量运动方程；2作机构7位置的动态静力分析，列力矢量方程，再作力的矢量图；3齿轮机构的设计三、执行机构的运动尺寸设计设计数据设 计内 容导 杆 机 构 的 运 动 分 析导杆机构的动态静力分析符号n2L0204L02AL04BLBCL04S4XS6YS6G4G6PYPJS4单位r/minmmNmmkgm2方案724301108100.36L04B0.5L04B1804022062080001001.2四、画机构的运动简图1、以O4为原点定出坐标系，根据尺寸分别定出O2点，B点，C点。确定机构运动时的左右极限位置。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、312等，是由位置1起，顺2方向将曲柄圆作12等分的位置（如下图）。 图1-2 取第方案的第1位置和第7位置作图（如图1-1）。五、导杆机构的运动分析1. 对位置1点进行速度分析和加速度分析 （a） 速度分析 取P点 速度比例尺=对A点：2LO2AO2A VA2=VA3 = + 方向： /大小： ？ ？此时A为切点不能构成三角形（如图2-1）=VA3=0=0.83/0.415=2VB= =20.395=0.8对于C点：取P点 取速度比例尺= = + 方向： /1杆 大小： ？ ？速度分析图（如图2-2） = = = =0.2/0.292=0.68 (b)加速度分析 取加速度比例尺为=7.5420.11=6.25对于A点：取P点= + = + + 方向： A A / 大小： ？ ? 已知=6.25 =0 =0.44加速度分析（如图2-3） 可得：=6.25， =4.4。= =8.59=+=12.2+8.59=14.8 （矢量和）对于C点 取P点 = + + 方向：/1杆 （如图） CB 大小： ？ ？ 已知=,=加速度分析（如图2-4）可得：=36.50.4=2对位置7点进行速度分析和加速度分析 （a） 速度分析 取P点 速度比例尺=对A点：2LO2AO2A VA2=VA3 = + 方向： /大小： ？ ？速度分析图（如图3-1）可得：=990.02=1.98 =890.02=1.78=1.98/0.381=5.2VB= =5.20.429=2.23对于C点：取P点 取速度比例尺= = + 方向： /1杆 大小： ？ ？速度分析图（如图3-2） = = = =1.99/0.292=6.82 (b)加速度分析 取加速度比例尺为=7.5420.11=6.25对于A点：取P点= + = + + 方向： A A / 大小： ？ ? 已知 =6.25 =24VA4A3=25.21.78=18.5 =42LO2A=5.220.381=10.3加速度分析（如图3-3） 可得：=660.2=13.2， =380.2=7.6。= =21.9=+=28.1+21.9=35.2 (矢量和)对于C点 取P点 = + + 方向：/1杆 （如图） CB 大小： ？ ？ 已知=,=加速度分析（如图3-4）可得：=94.50.4= 四、导杆机构的动态静力分析对位置7点进行动态静力分析 取“7”点为研究对象，分离5、6构件进行运动静力分析，作阻力体如图4-1所示。已知G6=620N，ac=37.2m/s2 那么我们可以计算FS6= G6/gac = 620/1037.8= 2342.6N设与水平导轨的夹角为,量得= 由 ,可计算出N 方向沿CB分离3,4构件进行运动静力分析，杆组力体图如图4-2所示以O4点列平衡方程 量得=14cos2cos14F54LB04F34LO4AMisin2sin14F54LB04FS41/2LBO4G41/2LBO4sin14=0已知： Mi =JS4=1.24.01=4.812 FS4=G4/g1/2LB04=35.73N，G4=200N FS4n = G 4/g421/2LBO4=240.9N 解得：F34=1866.7N求得 yP =0.1m处a=4.42m/s2 FI4=G4/ga=220/104.42=97.24NFI4 F54 FS4n FS4 FI4 G4 F34=0方向 ？ 延CB L04B L04B L04B 垂直向下 BO4大小 ？ 取P点 =20N/mm求得： FS4=FS4n+FS4=239N 方向如图 做静力图 如图4-3 （图为真实方向顺时针转90）所以得到F14=4320=860N (方向为图上方向逆时针转90)对构件2、3： F32=F34=1866.7N 方向相反 在图上做出F32到O2的距离d=54103m 得Mr=F32d=1866.754103=100.8Nm