牛頭刨床課程設(shè)計(jì)說明書位置3點(diǎn)和5點(diǎn)和

1、廣西工學(xué)院機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：牛頭刨床學(xué) 院、系： 機(jī)械工程系 專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名： 吳 成 班 級(jí)： 機(jī)自Y108 學(xué) 號(hào)： 201000104129 1前言機(jī)械課程設(shè)計(jì)是對(duì)我們這次學(xué)期學(xué)過機(jī)械原理的一次實(shí)際運(yùn)用的檢驗(yàn)，他涉及到了我們對(duì)機(jī)構(gòu)的認(rèn)識(shí)、對(duì)運(yùn)動(dòng)簡圖的應(yīng)用，還有對(duì)齒輪的傳動(dòng)比的理解等等。 目 錄一、設(shè)計(jì)題目.11設(shè)計(jì)題目.12.機(jī)構(gòu)簡介與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù).2二、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析.32-1、位置“3”速度分析.32-2、位置“3”加速度分析.42-3位置“5”速度分析.52-2、位置“5”加速度分析.62-1、位置“1”速度分析.82-2、位置“1”加速度

2、分析.9三、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析.101、運(yùn)動(dòng)副反作用力分析.102、曲柄平衡力矩分析.11四、飛輪設(shè)計(jì).12五、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).13總結(jié).15參考文獻(xiàn).15一、1設(shè)計(jì)題目：牛頭刨床1. ）為了提高工作效率，在空回程時(shí)刨刀快速退回，即要有急會(huì)運(yùn)動(dòng)，行程速比系數(shù)在1.4左右。2. ）為了提高刨刀的使用壽命和工件的表面加工質(zhì)量，在工作行程時(shí)，刨刀要速度平穩(wěn)，切削階段刨刀應(yīng)近似勻速運(yùn)動(dòng)。3. ）曲柄轉(zhuǎn)速在60r/min,刨刀的行程H在300mm左右為好，切削阻力約為7000N，其變化規(guī)律如圖所示。2、機(jī)構(gòu)簡介與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 2.1.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，如圖4-1。電動(dòng)機(jī)經(jīng)皮帶和

3、齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng)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(dòng)刨頭6和刨刀7作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。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(dòng)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與棘輪帶動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)（圖中未畫），使工作臺(tái)連同工件作一次進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，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（在切削的前后各有一段約5H的空刀距離，見圖4-1，b），而空回行程中則沒有切削阻力。因此刨頭在整

4、個(gè)運(yùn)動(dòng)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)，故需安裝飛輪來減小主軸的速度波動(dòng)，以提高切削質(zhì)量和減小電動(dòng)機(jī)容量。1、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：見表1-1設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)靜態(tài)分析n2lo2o4lo2Alo4BlBClo4s4xs6ys6G4G6PypJs4r/minmmNmmkg.m2724301108100.36 lo4B0.5 lo4B1804022062080001001.2飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的確定凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)dnoz1zo”z1”Jo2Jo1Jo”Jocmaxlo9DaFFsFr/minkg.m28mm80.1614401519500.50.30.20.215130

5、42751065齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)dodo m12mo 1mm。10030063.520表1-1二、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析曲柄位置“3” 1、速度分析由于構(gòu)件2和構(gòu)件3在A處的轉(zhuǎn)動(dòng)副相連，故VA2=VA3，大小等于2 lO2A, 方向垂直于O2 A線，指向與2一致。2=2n2/60 （2-1-1）計(jì)算得： 2=7.54rad/sA2=2·lO2A （2-1-2）計(jì)算得： A3=A2=7.54×0.11m/s=0.8294m/s （O2A）（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： A4=A3+A4A3 （2-1-3）大小 ? ?方向 O4A O2A O4B取速度

6、極點(diǎn)P，速度比例尺µv=0.02(m/s)/mm ，作速度多邊形如圖由圖得： A4=33mm×0.02=0.66m/s A4A3=24.5mm*0.02=0.49 m/s因B與A同在導(dǎo)桿4上，由速度影像法B4/A4= lO4B/ lO4A （2-1-4）計(jì)算得： B4=1.0402m/s而： B5=B4=1.0402m/s（2）取5構(gòu)件作為研究對(duì)象，列速度矢量方程。得： C5=B5+C5B5 （2-1-5）大小： ? ?方向： 水平 O4B BC由圖得： C5=51.3mm×0.02=1.026m/s C5B5=8mm×0.02=0.16m/s4=A4/

7、 lO4A=1.284 rad/s3=A3/ lO2A=7.5398 rad/s2、加速度分析因構(gòu)件2和3在A點(diǎn)處的轉(zhuǎn)動(dòng)副相連，故aA2n = aA3n其大小等于22lO2A,方向由A指向O2。aA2n =V22/lO2A (2-2-1)計(jì)算得： aA3n = aA2n =0.829382/0.11=6.253m/s2取3、4構(gòu)件重合點(diǎn)A為研究對(duì)象，列加速度矢量方程。得： aA4 = aA4n + aA4 = aA3n + aA4A3k + aA4A3r （2-2-2）大小: ? 42lO4A= 0.8476 ? 24A4 A3=1.258 ?方向: ? BA O4B AO2 O4B（向右）

8、O4B（沿導(dǎo)路）取加速度極點(diǎn),加速度比例尺µa=0.1（m/s2）/mm ，作加速度多邊形如圖所示。由圖1知：aA4=2.4m/s2由加速度影象法得：aB4 / aA4= lO4B/ lO4A （2-2-3）計(jì)算得：aB4=7.881m/s2aB5= aB4=7.881m/s2取5構(gòu)件為研究對(duì)象,列加速度矢量方程。得：ac5 = aB5 + ac5B5n + a c5B5 （2-2-4）大?。?? V cB2/ lCB=0.08779 ?方向： 水平 CB BC由圖得：ac5 =79mm×0.1=7.9m/s2 a c5B5=0.2 m/s2曲柄位置“5”1、速度分析A3

9、=0.8294m/s （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： A4=A3+A4A3 （2-1-3）大小 ? ?方向 O4A O2A O4B取速度極點(diǎn)P，速度比例尺µv=0.02 (m/s)/mm ，作速度多邊形如圖由圖得： A4=33.5mm×0.02=0.67m/s A4A3=11mm×0.02=0.22 m/s因B與A同在導(dǎo)桿4上，由速度影像法B4/A4= lO4B/ lO4A （2-1-4）計(jì)算得： B4=50.5368×0.02=1.0107m/s而： B5=B4=1.0107m/s（2）取5構(gòu)件作為研究對(duì)象，列速度矢量方

10、程。得： C5=B5+C5B5 （2-1-5）大?。?? ?方向： 水平 O4B BC由圖得： C5=50mm×0.02=1m/s C5B5=3mm×0.02=0.06m/s4=A4/ lO4A=1.2478 rad/s3=A3/ lO2A=7.5398 rad/s2、加速度分析因構(gòu)件2和3在A點(diǎn)處的轉(zhuǎn)動(dòng)副相連，故aA2n = aA3n其大小等于22lO2A,方向由A指向O2。 aA3n = aA2n =0.829382/0.11=6.253m/s2取3、4構(gòu)件重合點(diǎn)A為研究對(duì)象，列加速度矢量方程。得： aA4 = aA4n + aA4 = aA3n + aA4A3k +

11、aA4A3r （2-2-2）大小: ? 42lO4A= 0.836 ? 24A4 A3=0.5490 ?方向: ? BA O4B AO2 O4B（向右） O4B（沿導(dǎo)路）取加速度極點(diǎn),加速度比例尺µa=0.1（m/s2）/mm ，作加速度多邊形如圖所示。由圖1知：aA4=0.8m/s2由加速度影象法得：aB4 / aA4= lO4B/ lO4A （2-2-3）計(jì)算得：aB4=1.65942m/s2aB5= aB4=1.65942m/s2取5構(gòu)件為研究對(duì)象,列加速度矢量方程。得：ac5 = aB5 + ac5B5n + a c5B5 （2-2-4）大?。?? V cB2/ lCB=0.

12、01235 ?方向： 水平 CB BC由圖得：ac5 =12.5mm×0.1=1.25m/s2 a c5B5=11.5×0.1=1.15 m/s2曲柄位置“1”1、速度分析A3 =0.8294m/s （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： A4=A3+A4A3 （2-1-3）大小 ? ?方向 O4A O2A O4B取速度極點(diǎn)P，速度比例尺µv=0.02 (m/s)/mm ，作速度多邊形如圖由圖得： A4=18mm×0.02=0.36m/s A4A3=37.5mm×0.02=0.75 m/s因B與A同在導(dǎo)桿4上，由速度影像

13、法B4/A4= lO4B/ lO4A （2-1-4）計(jì)算得： B4=31.4563×0.02=0.6291m/s而： B5=B4=0.6291m/s（2）取5構(gòu)件作為研究對(duì)象，列速度矢量方程。得： C5=B5+C5B5 （2-1-5）大?。?? ?方向： 水平 O4B BC由圖得： C5=30.5mm×0.02=0.61m/s C5B5=7.5mm×0.02=0.15m/s4=A4/ lO4A=0.776699 rad/s3=A3/ lO2A=7.5398 rad/s2、加速度分析因構(gòu)件2和3在A點(diǎn)處的轉(zhuǎn)動(dòng)副相連，故aA2n = aA3n其大小等于22lO2A,方

14、向由A指向O2。 aA3n = aA2n =0.829382/0.11=6.253m/s2取3、4構(gòu)件重合點(diǎn)A為研究對(duì)象，列加速度矢量方程。得： aA4 = aA4n + aA4 = aA3n + aA4A3k + aA4A3r （2-2-2）大小: ? 42lO4A= 0.2796 ? 24A4 A3=1.165 ?方向: ? BA O4B AO2 O4B（向右） O4B（沿導(dǎo)路）取加速度極點(diǎn),加速度比例尺µa=0.1（m/s2）/mm ，作加速度多邊形如圖所示。由圖1知：aA4=6.8m/s2由加速度影象法得：aB4 / aA4= lO4B/ lO4A （2-2-3）計(jì)算得：aB

15、4=11.97087m/s2aB5= aB4=11.97087m/s2取5構(gòu)件為研究對(duì)象,列加速度矢量方程。得：ac5 = aB5 + ac5B5n + a c5B5 （2-2-4）大小： ? V cB2/ lCB=0.07716 ?方向： 水平 CB BC由圖得：ac5 =115mm×0.1=11.5m/s2 a c5B5=2.25 m/s2三、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析1、運(yùn)動(dòng)副反作用力分析取“1”點(diǎn)為研究對(duì)象，分離5、6構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)靜力分析，作阻力體如圖3-1-1所示。FI6=- G6/g×ac （3-1-1）已知： P =8000NG6=620Nac=ac5=-11.5

16、m/s2,計(jì)算得： FI6 =-620/9.8×(-11.5)=727.55N取比例尺µN=100N/mm和µN=10N/mm分別作有阻力P時(shí)與沒阻力P時(shí)力的多邊形由圖得：有阻力P時(shí)FN =9.5 mm ×100 mm =950NF45 =88mm×100 N/mm=8800N（方向沿5桿向右）無阻力P時(shí)：FN =65 mm ×10mm =650NF45 =72mm×10 N/mm=720N（方向沿5桿向右2、曲柄平衡力矩分析（1）分離3、4構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)靜力分析，桿組力體圖如圖所示。已知：G4=220 N Fi4=- G6/

17、g×ac=220/9.8×(-11.97087/2) =134.36N4= a A4/ lO4A =14.67098 rad/s2M i4 =J i44 =17.6052N*m有阻力時(shí)：F54 = F45 =8800N無阻力時(shí)：F54=F45=720N對(duì)O4點(diǎn)取矩得：有阻力時(shí) ：Mo4=F54·h5 +FI4·hI4-M +G4·h -F23·h23=0 8800×261×3+134.3669×135.5×3-17.6052+220×30×3- F23×155

18、15;3=0F23=14978.06998N取µ=100N /mm作圖得：F14 =6600N沒有阻力時(shí)：Mo4=F54·h5 +FI4·hI4-M +G4·h -F23·h23=0 720×261×3+134.3669×135.5×3-17.6052+220×30×3- F23×155×3=0F23 =1372.392558N取µ=100N /mm作圖得F14=490N （2）對(duì)曲柄2進(jìn)行運(yùn)動(dòng)靜力分析，作力分析如圖3-2-3所示。對(duì)O2點(diǎn)取矩得：有阻力P

19、時(shí)： F23×h-Mb =0Mb =718.947359N*M沒有阻力P時(shí)：F23×h-Mb =0Mb=65.8748N·M四、飛輪設(shè)計(jì)繪制動(dòng)態(tài)等功阻力距線圖列表匯集同組同學(xué)在靜力分析中求得的各機(jī)構(gòu)位置的平衡力矩?cái)?shù)據(jù)如下表力距 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Mr0779.061213.11257.111293.84823.3522.70-20.836-78.114-30.713-22.319 1 7最小值65.87-47.02最大值718.95613.31以上數(shù)據(jù)在A2圖紙繪制Mr-圖，µ=10N·m /mm1） 繪制驅(qū)動(dòng)

20、力矩M所作的驅(qū)動(dòng)功A= A（）線圖。因M為常數(shù)，且一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中驅(qū)動(dòng)功等于阻力功，故將一個(gè)循環(huán)中的A= A（）線圖的始末兩點(diǎn) 以直線相連，即為A= A（）線圖。2） 求最大動(dòng)態(tài)剩余功A。將A= A（）與A= A（）兩線圖相減，即得一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中的動(dòng)態(tài)剩余功線圖A= A（）。該線圖的縱坐標(biāo)最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的距離，即表示最大動(dòng)態(tài)剩余功A。3） 確定飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J。由所得的A，按下式確定飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J=900 A/2n按照上述步驟得到飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為JF=184.265kg·m2五、 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知 擺桿9為等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其推程運(yùn)動(dòng)角F，遠(yuǎn)休止角Fs，回程運(yùn)動(dòng)角F，擺桿長度lo

21、9D=130mm，最大擺角cmax=15°，許用壓力角a=42；凸輪與曲柄共軸。要求 確定凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸，選取滾子半徑，劃出土輪世紀(jì)輪廓線。以上內(nèi)容做在2號(hào)圖紙上。步驟：1） 根據(jù)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律，按公式分別計(jì)算推程和回程的（），然后用幾何作圖法直接繪出（）及（）線圖。2） 求基圓半徑r及凸輪回轉(zhuǎn)中心O至從動(dòng)件擺動(dòng)中心O的距離l OO。按（）線圖劃分角時(shí)，可將其所對(duì)的弧近視看成直線，然后根據(jù)三角形相似原理，用圖解法按預(yù)定比例分割角所對(duì)應(yīng)的弧，自從動(dòng)件擺動(dòng)中心O作輻射線與各分割點(diǎn)想連，則角便按預(yù)定比例分割。作圖時(shí)，如取= l OD*，則可直接根據(jù)（）線圖上各縱坐標(biāo)值，在O點(diǎn)的相應(yīng)輻射線上由D點(diǎn)分別向左或右截取各線段，線段所代表的實(shí)際長度就等于等于l OD* 。截取方向可根據(jù)D點(diǎn)速度方向順著凸輪轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)過90后所指的方向來確定。然后按許用壓力角作出凸輪軸心的安全區(qū)，求出凸輪的基圓半徑r和中心距l(xiāng)OO。3）根據(jù)凸輪轉(zhuǎn)向，擺桿長l OD，角位移線圖=（）圖和以上求得的r，l OO，畫出凸輪理論廓線，并找出其外凸輪曲線最小曲率半徑P。然后，再選取滾子半徑r，畫出凸輪的實(shí)際廓線?？?結(jié)這次課程設(shè)計(jì)，由