牛頭刨床設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

1 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)之一 一、設(shè)計(jì)題目 牛頭刨床 二、工作原理與結(jié)構(gòu)組成 牛頭刨床是用于加工中小尺寸的平面或直槽的金屬切削機(jī)床，多用于單件或小批量生產(chǎn)。 為了適用不同材料和不同尺寸工件的粗、精加工，要求主執(zhí)行構(gòu)件 刨刀能以數(shù)種不同速度、不同行程和不同起始位置作水平往復(fù)直線移動(dòng)，且切削時(shí)刨刀的移動(dòng)速度低于空行程速度，即刨刀具有急回現(xiàn)象。刨刀可隨小刀架作不同進(jìn)給量的垂直進(jìn)給；安裝工件的工作臺(tái)應(yīng)具有不同進(jìn)給量的橫向進(jìn)給，以完成平面的加工，工作臺(tái)還應(yīng)具有升降功能，以適應(yīng)不同高度的工件加工。 三、設(shè)計(jì)對(duì)象 D S5 A 2 4 B 3 1 E C 5 6 150 50 250 S3(導(dǎo)桿中點(diǎn)） 圖 2 設(shè)計(jì)對(duì)象 圖 1 牛頭刨床外形圖 2 牛頭刨床是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng) ，需要結(jié)合課程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，將設(shè)計(jì)對(duì)象進(jìn)行簡(jiǎn)化。如圖 2 所示，課程設(shè)計(jì) 要求對(duì) 實(shí)現(xiàn)刨刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)的主執(zhí)行機(jī)構(gòu)（由連桿機(jī)構(gòu)組成）和 驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)間歇移動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu) （由凸輪機(jī)構(gòu)組成） 進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)尺度設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)性能分析 。圖中給出了 切削力作用點(diǎn) 、導(dǎo)桿質(zhì)心 S3、滑塊質(zhì)心 S5相對(duì) 于 鉸鏈 E 的位置?？晒┻x擇的主執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案如圖 3 所示。 圖 5 為牛頭刨床系統(tǒng)圖。 四、設(shè) 計(jì)要求及設(shè)計(jì)參數(shù) 要求主執(zhí)行機(jī)構(gòu) 工作行程切削平穩(wěn) 、壓力角較小 。 進(jìn)給機(jī)構(gòu)壓力角不超過(guò)許用值。設(shè)計(jì)參數(shù)如表 1 所示。 表 1 牛頭刨床設(shè)計(jì)參數(shù) 題號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 主執(zhí)行機(jī)構(gòu) 曲柄轉(zhuǎn)速 n1 48 49 50 52 50 48 47 55 60 56 機(jī)架 LAC 380 350 430 360 370 400 390 410 380 370 刨刀行程 H 310 300 400 330 380 350 390 310 310 320 行程速比系數(shù) K 1.46 1.40 1.40 1.44 1.53 1.34 1.50 1.37 1.46 1.48 連桿與導(dǎo)桿之比LDE/LCD 0.25 0.28 0.30 0.27 0.30 0.28 0.27 0.25 0.28 0.26 工作阻力 F(N) 4500 4600 4700 4000 4100 5200 4200 4000 6000 5000 導(dǎo)桿質(zhì)量 m3(kg) 20 20 22 20 22 24 26 28 26 22 導(dǎo)桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JS3(kgm2) 1.1 1.1 1.2 1.2 1.2 1.3 1.2 1.1 1.2 1.2 滑塊質(zhì)量 m5(kg) 70 70 80 80 80 90 80 70 80 60 方案 1 方案 2 方案 3 方案 4 方案 5 方案 6 圖 3 主執(zhí)行機(jī)構(gòu)參考方案 3 進(jìn)給機(jī)構(gòu) 從動(dòng)件最大擺角 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 凸輪從動(dòng)件桿長(zhǎng)(mm) 125 135 130 122 123 124 126 128 130 132 推程許用壓力角推程 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 回程許用壓力角回程 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 滾子半徑 rr(mm) 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 刀具半徑 rc(mm) 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 刨刀阻力曲線如圖 4 所示。刨刀在切入、退出工件時(shí)均有 0.05H 的空載行程。 圖 5 牛頭刨床系統(tǒng)圖 0.05H 0.05H H S Fmax F 圖 4 刨刀阻力曲線 4 五、設(shè)計(jì)任務(wù) 1）完成各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型與設(shè)計(jì)計(jì)算，選擇原動(dòng)機(jī)，擬定機(jī)械傳動(dòng)方案，確定 各級(jí) 傳動(dòng)比 ，畫(huà)出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 及 機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)圖 （如圖 5 所示）。 2）按工藝要求進(jìn)行 執(zhí)行系統(tǒng) 協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，畫(huà)出執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作循環(huán)圖； 3）對(duì)主執(zhí)行機(jī)構(gòu)用解析法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法對(duì)其中的一個(gè)位置加以驗(yàn)證，并根據(jù)計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果畫(huà)出刨刀位移 線 圖，速度 線 圖和加速度線圖； 4）用圖解法對(duì)主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一個(gè)位置進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析； 5）用解析法對(duì)控制工作臺(tái)橫向進(jìn)給的凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析； 6）用圖解法繪制控制工作臺(tái)橫向進(jìn)給的凸輪機(jī)構(gòu)的位移曲線及凸輪輪廓曲線； 7） 根據(jù)機(jī)電液一體化策略和現(xiàn)代控制（包括計(jì)算機(jī)控制）理論，大膽提出一種或一種以上與該機(jī)現(xiàn)有傳統(tǒng)設(shè)計(jì)不同的創(chuàng)新設(shè)計(jì) 方案 。 六、提交材料 1） 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份（含解析法計(jì)算結(jié)果與相應(yīng)線圖）； 2） 1 號(hào)圖一張（主執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)態(tài)靜力分析）； 3） 3 號(hào)圖一張（凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖）； 4） 3 號(hào)圖一張（機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)圖） 。 參考資料 1 孟憲源，姜琪 . 機(jī)構(gòu)構(gòu)型與應(yīng)用 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2003 2 黃茂林，秦偉 . 機(jī)械原理 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2002 3 申永勝主編 . 機(jī)械原理教程 （第 2 版） . 北京：清華大學(xué)出版社， 2005 4 王三民主編 . 機(jī)械原理與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) . 北京：機(jī) 械工業(yè)出版社， 2005 5 裘建新主編 . 機(jī)械原理課