09机械原理课程设计——牛头刨床 (速度分析与受力分析附于最后)
说 明
书
姓名：
分析点：4,10点 组号： 第3组
2011 年 7 月 15日
工作原理........................................................................................................................................... 3 一.设计任务 ...................................................................................................................................... 4 二.设计数据 ...................................................................................................................................... 4 三.设计要求 ...................................................................................................................................... 4
1、运动方案设计 ..................................................................................................................... 4 2、确定执行机构的运动尺寸 ................................................................................................. 4 3、进行导杆机构的运动分析 ................................................................................................. 4 4、对导杆机构进行动态静力分析 ......................................................................................... 5 四.设计方案选定 .............................................................................................................................. 5 五. 机构的运动分析 ........................................................................................................................ 6
1. 4点速度分析,加速度分析 .............................................................................................. 7 2. 10点速度,加速度分析 ...................................................................................................... 9 六.机构动态静力分析 .................................................................................................................... 11 七.数据总汇并绘图 ........................................................................................................................ 13 九.参考文献 .................................................................................................................................... 16
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工作原理
牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图a）所示。电动机经过皮带和齿轮传动， 带动曲柄2和固结在其上的凸轮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。刨头左行时，刨刀不切削，称为空回行程，此时要求速度较高，以提高 生产率。为此刨床采用有急回运动的导杆机构。刨刀每切削完一次，利用空回行程的时间， 凸轮8通过四杆机构1－9－10－11与棘轮带动螺旋机构（图中未画），使工作台连同工件 作一次进给运动，以便刨刀继续切削。刨头在工作过程中，受到很大的切削阻力（在切削的 前后各有一段0.05H的空刀距离，见图b），而空回行程中则没有切削阻力。因此刨头在 整个运动循环中，受力变化是很大的，这就影响了主轴的匀速转动，故需安装飞轮来减小主 轴的速度波动，以提高切削质量和减少电动机容量。
(a) (b)
图d
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一.设计任务
1、运动方案设计。
2、确定执行机构的运动尺寸。 3、进行导杆机构的运动分析。 4、对导杆机构进行动态静力分析。
5、汇总数据画出刨头的位移、速度、加速度线图以及平衡力矩的变化曲线。
二.设计数据
本组选择第六组数据
表1
方案 1 2 3 4
49 50 52 转速n2（r/min） 48
导杆机架lO2O4(mm) 380 350 430 360 机构工作行程H(mm) 310 300 400 330 运动行程速比系数K 1.46 1.40 1.40 1.44 分析 连杆与导杆之比
0.25 0.3 0.36 0.33
lBC/ lO4B
表2
导杆机构的动态静力分析 方案 1，2，3 4，5，6 7，8，9 5 6 7 8 9 50 48 47 55 60 370 400 390 410 380 380 250 390 310 310 1.53 1.34 1.50 1.37 1.46 0.3
0.32 0.33 0.25 0.28
lO4S4 mm 0.5lO4B 0.5lO4B 0.5lO4B xS6 240 200 180 yS6 50 50 40 G4 200 220 220 G6 N 700 800 620 P 7000 9000 8000 yp mm 80 80 100 JS4 kg.m2 1.1 1.2 1.2 三.设计要求
1、运动方案设计
根据牛头刨床的工作原理，拟定1～2个其他形式的执行机构（连杆机构），给出机构简图并简单介绍其传动特点。 2、确定执行机构的运动尺寸
根据表一对应组的数据，用图解法设计连杆机构的尺寸，并将设计结果和步骤写在设计说明书中。
注意：为使整个过程最大压力角最小，刨头导路 位于导杆端点B所作圆弧高的平分线上(见图d)。
3、进行导杆机构的运动分析
4
根据表一对应组的数据，每人做曲柄对应2个位置的速度和加速度分析，要求用图解法画出速度多边形，列出矢量方程，求出刨头6的速度、加速度，将过程详细地写在说明书中。 4、对导杆机构进行动态静力分析
根据表二对应组的数据，每人确定机构对应位置的各运动副反力及应加于曲柄上的平衡力矩。作图部分与尺寸设计及运动分析画在同一张纸上（2号或3号图纸）。
提示：如果所给数据不方便作图可稍微改动数据，但各组数据应该一致，并列出改动值。5、数据总汇并绘图
最后根据汇总数据画出一份刨头的位移、速度、加速度线图以及平衡力矩的变化曲线。6、完成说明书
每人编写设计说明书一份。写明组号，对应曲柄的角度位置。
四.设计方案选定
如图2所示，牛头刨床的主传动机构采用导杆机构、连杆滑块机构组成的5杆机构。采用导杆机构，滑块与导杆之间的传动角r始终为90o，且适当确定构件尺寸，可以保证机构工作行程速度较低并且均匀，而空回行程速度较高，满足急
回特性要求。适当确定刨头的导路位置，可以使 图2 压力角?尽量小。
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机械原理课程设计牛头刨床 - 图文
