机械_制造]牛头刨床设计

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1、***学院机械原理课程设计课程名称机械原理课程设计题目名称牛头刨床学生学院****专业班级机械设计制造及其自动化***班学号****学生姓名***指导教师***日期2010-7-15目录机械原理课程设计0一、机械原理课程设计题目及要求11.工作原理12.设计要求13.设计数据（第一组数据）24.设计内容及工作量2二、连杆机构对比3第一个方案3第二个方案3第三个方案4三、机构运动尺寸4四、导杆机构的运动分析51.图解法51）速度分析52）加速度分析72.解析法9五、导杆机构的动态静力分析111.图解法112.

2、解析法14六、凸轮机构设计191)确定凸轮机构的基本尺寸192)凸轮廓线的绘制24七、小结25参考文献26一、机械原理课程设计题目及要求1.工作原理牛头刨床是一种靠刀具的往复直线运动及工作台的间歇运动来完成工件的平面切削加工的机床。图1为其参考示意图。电动机经过减速传动装置（皮带和齿轮传动）带动执行机构（导杆机构和凸轮机构）完成刨刀的往复运动和间歇移动。刨床工作时，刨头6由曲柄2带动右行，刨刀进行切削，称为工作行程。在切削行程H中，前后各有一段0.05H的空刀距离，工作阻力F为常数；刨刀左行时，即为空回行程

3、，此行程无工作阻力。在刨刀空回行程时，凸轮8通过四杆机构带动棘轮机构，棘轮机构带动螺旋机构使工作台连同工件在垂直纸面方向上做一次进给运动，以便刨刀继续切削。2.设计要求26电动机轴与曲柄轴2平行，刨刀刀刃E点与铰链点C的垂直距离为50mm，使用寿命10年，每日一班制工作，载荷有轻微冲击。允许曲柄2转速偏差为±5％。要求导杆机构的最大压力角应为最小值；凸轮机构的最大压力角应在许用值[α]之内，摆动从动件9的升、回程运动规律均为等加速等减速运动。执行构件的传动效率按0.95计算，系统有过载保护。按小批量生产规模

4、设计。3.设计数据（第一组数据）导杆机构运动分析转速n2(r/min)48机架lO2O4(mm)380工作行程H(mm)310行程速比系数K1.46连杆与导杆之比0.25导杆机构动态静力分析工作阻力Fmax(N)4500导杆质量m4(kg)20滑块6质量m6(kg)70导杆4质心转动惯量Js4(kg·m2)1.1凸轮机构设计从动件最大摆角ψmax15°从动件杆长lO9D(mm)125许用压力角40°推程运动角75°远休止角10°回程运动角75°4.设计内容及工作量1.根据牛头刨床的工作原理，拟定2～3个其他

5、形式的执行机构（连杆机构），并对这些机构进行分析对比。2.根据给定的数据确定机构的运动尺寸。要求用图解法设计，并将设计结果和步骤写在设计说明书中。3.导杆机构的运动分析。将导杆机构放在直角坐标系下，建立参数化的数学模型，编程26分析出刨头6的位移、速度、加速度及导杆4的角速度和角加速度，画出运动曲线，并打印上述各曲线图。要求将主程序编制过程详细地写在说明书中。1.导杆机构的动态静力分析。通过建立机构仿真模型，并给系统加力，编制程序，打印外加力的曲线，并求出最大平衡力矩和功率。2.凸轮机构设计。根据所给定的已

6、知参数，确定凸轮的基本尺寸（基圆半径ro、机架lo2o9和滚子半径rr），并将运算结果写在说明书中。将凸轮机构放在直角坐标系下，编制程序，求出凸轮机构的实际廓线，打印出从动件运动规律和凸轮机构仿真模型。3.编写设计说明书一份。应包括设计任务、设计参数、设计计算过程等。二、连杆机构对比第一个方案因为其自由度F=3*5-2*7=1，机构具有确定的运动。此方案以滑块机构替代转动机构，增加了摩擦，以曲柄机构带动的刨刀需加一个较大的力，动力性能较差。第二个方案26因为其自由度F=3*5-2*7=1,机构具有确定的运动

7、。其冲击振动较大，零件易磨损，维护较难，对设备要求较高，导致成本增加。第三个方案因为其自由度F=3*5-2*7=1,机构具有确定的运动。与原方案相比，结构同样简单，但由于此方案中刨头会受到曲柄转动时向上的力，不利于力的传动。。三、机构运动尺寸1.导杆机构尺寸根据原始数据，行程速比系数K=1.46，则原动件杆4的极位夹角曲柄2导杆4连杆52.机构简图最终算出各尺寸，运用AutoCAD画出机构简图26四、导杆机构的运动分析1.图解法1）速度分析26红色实线表示机构的左右极限位置，黑实线为一般位置，。速度分析从A

8、点开始，取重合点进行求解。已知点的速度：其方向垂直于,指向与的转向一致。由运动合成原理可知，重合点有方向：∥大小：?√?取极点p，按比例尺作速度图（与机构简图绘在同一图样上），如图所示：求出构件4（3）的角速度和构件4上B点的速度以及构件4与构件3上重合点A的相对速度。因为26导杆4角速度所以对构件5上B、C点，列同一构件两点间的速度矢量方程：方向：√大小：?√?（滑块6的速度）滑块6位移2）加速度分析由运动已知