牛頭刨床刨刀

1、牛頭刨床摘要：機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的主要目的是為學(xué)生在完成課堂教學(xué)基本內(nèi)容后提供一個(gè)較完整的從事機(jī)械設(shè)計(jì)初步實(shí)踐的機(jī)會(huì)。通過課程設(shè)計(jì)能夠?qū)⑺鶎W(xué)的機(jī)械基礎(chǔ)理論運(yùn)用于一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)械系統(tǒng)，通過機(jī)械傳動(dòng)方案總體設(shè)計(jì)，機(jī)構(gòu)分析和綜合，進(jìn)一步鞏固掌握課堂教學(xué)知機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)識(shí)，并結(jié)合實(shí)際得到工程設(shè)計(jì)方面的初步訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用技術(shù)資料，提高繪圖、運(yùn)算的能力。同時(shí)，注重學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的開發(fā)。（一）設(shè)計(jì)的目的(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)

2、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。（二）牛頭刨床機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機(jī)床，如圖1。電動(dòng)機(jī)經(jīng)皮帶和齒輪傳動(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

3、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1，b），而空回行程中則沒有切削阻力。因此刨頭在整個(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。圖1，為牛頭刨床機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖及阻力曲線（三）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

4、輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)無齒輪任務(wù)dnoz1zo”z1”Jo2Jo1Jo”Jocmaxlo9DaFFsFr/minKg.m28Mm80.1614401519500.50.30.20.21513042751065(四)設(shè)計(jì)內(nèi)容步驟：1設(shè)計(jì)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。 按已知條件確定導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的未知參數(shù)。其中滑塊6的導(dǎo)路x-x的位置可根據(jù)連桿5傳力給滑塊6的最有利條件來確定，即x-x應(yīng)位于B點(diǎn)所畫圓弧高的平分線上（見圖1）。2作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。選取比例尺按表42所分配的兩個(gè)曲柄位置作出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，其中一個(gè)位置用粗線畫出。曲柄位置的做法如圖42；取滑塊6在上極限時(shí)所對(duì)應(yīng)的曲柄位置為起始位置1，按轉(zhuǎn)向?qū)⑶鷪A周十二等分，得十二個(gè)曲

5、柄位置，顯然位置8對(duì)應(yīng)于滑塊6處于下極限的位置。再作出開始切削和中止切削所對(duì)應(yīng)的1和8兩位置。共計(jì)14個(gè)機(jī)構(gòu)位置。3作速度，加速度多邊形。選取速度比例尺=0.0168（）和加速度比例尺=0.0168（），用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法作該兩個(gè)位置的速度多邊形和加速度多邊形，并將起結(jié)果列入表。4作滑塊的運(yùn)動(dòng)線圖。根據(jù)機(jī)構(gòu)的各個(gè)位置，找出滑塊6上C點(diǎn)的各對(duì)應(yīng)位置，以位置1為起始點(diǎn)，量取滑塊的相應(yīng)位移，取位移比例尺=0.0109（），作（t）線圖。為了能直接從機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖上量取滑塊位移。然后根據(jù)（t）線圖用圖解微風(fēng)法（弦線法）作出滑塊的速度（t）線圖，并將結(jié)果與其相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法的結(jié)果比較(五)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析1

6、.求原動(dòng)件上運(yùn)動(dòng)副中心速度A的和v和加速度a v= l 0.829m/s式中vB點(diǎn)速度（m/s） 方向丄AOa= l=6.247m/s式中aA點(diǎn)加速度（m/s）,方向A O2.解待求點(diǎn)的速度及其相關(guān)構(gòu)件的角速度由原動(dòng)件出發(fā)向遠(yuǎn)離原動(dòng)件方向依次取各構(gòu)件為分離體，利用絕對(duì)運(yùn)動(dòng)與牽連運(yùn)動(dòng)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系矢量方程式，作圖求解。a.列出OB桿A點(diǎn)的速度矢量方程 根據(jù)平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件兩點(diǎn)間速度的關(guān)系絕對(duì)速度=牽連速度+相對(duì)速度先列出構(gòu)件、上瞬時(shí)重合點(diǎn)（，）的方程，未知數(shù)為兩個(gè)，其速度方程：v+ v方向：丄AO丄AOAO大小：？ 1？b. 定出速度比例尺在圖紙中，取p為速度極點(diǎn)，取矢量pa代表v,則速度比例尺&

7、#181;（m s/mm）µ=0.002 ms/mmc. 作速度多邊形，求出、根據(jù)矢量方程式作出速度多邊形的pd部分，則v (m/s)為v=µpa=0.829m/s= v/ l=1.3rad/s其轉(zhuǎn)向?yàn)轫槙r(shí)針方向。=l=0.612 m/sB點(diǎn)速度為，方向與v同向.d.列出C點(diǎn)速度矢量方程，作圖求解V、VV= + V 方向：水平 丄B 丄BC 大小：？ l ？通過作圖，確定點(diǎn)速度為V=µbc=0.2909m/sVµpc=1.2207m/s式中V點(diǎn)速度，方向丄BC式中V點(diǎn)速度，方向?yàn)閜c。故可求出速度V。3.解待求點(diǎn)的加速度及其相關(guān)構(gòu)件的角加速度a.列出點(diǎn)加

8、速度矢量方程式牽連速度為移動(dòng)時(shí)絕對(duì)加速度牽連加速度相對(duì)加速度牽連運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，（由于牽連運(yùn)動(dòng)與相對(duì)運(yùn)動(dòng)相互影響）絕對(duì)加速度牽連加速度相對(duì)加速度哥氏加速度要求點(diǎn)加速度，得先求出點(diǎn)加速度，a= a+ a= a+ a+ a+ a方向：？丄AO丄AO丄大?。?？l？l 0 ? 2vb. 定出加速度比例尺在一號(hào)圖紙中取p為加速度極點(diǎn)，去矢量pa代表a，則加速度比例尺µ（ms/mm）µ=0.219 m/s/mmc.作加速度多邊形，求出a、a、a根據(jù)矢量方程圖的panka部分，則 a=µaa=0.7949 m/sa=µka=6.247m/sa=µpa=0.51

9、9 rad/s 方向?yàn)?水平向右下12ºa= a l/ l=3.279m/sa= l=1.225 m/sd.列出C點(diǎn)加速度矢量方程，作圖求解a 、a、 aa = a+ a+ a+ a方向： 水平 BC 丄BC AB 丄AB大?。?？ V/l ? l al/ l由上式可得： a=0.0.15m/sa=0.178m/s確定構(gòu)件4的角加速度a4由理論力學(xué)可知，點(diǎn)A4的絕對(duì)加速度與其重合點(diǎn)A3的絕對(duì)加速度之間的關(guān)系為 方向：O4B O4B O4B O4A O2A 大?。?？ vlo2A ? 2v4Va4a3 vlo2A其中a法向和切向加速度。a為科氏加速度。從任意極點(diǎn)O連續(xù)作矢量O和k代表a

10、A3和科氏加速度，其加速度比例尺1:0.219；再過點(diǎn)o作矢量oa4”代表a，然后過點(diǎn)k作直線ka4平行于線段oa4”代表相對(duì)加速度的方向線，并過點(diǎn)a4作直線a4a4垂直與線段ka4，代表a的方向線，它們相交于a4，則矢量oa4便代表a4。構(gòu)件3的角加速度為a/lO4A將代表a的矢量ka4平移到機(jī)構(gòu)圖上的點(diǎn)A4，可知a4的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向。項(xiàng)目位置v2vA2vA2A3V3VCBvCVB4vaA3aKA4A3anA4atA4anCBac大小方向47.5360.8290.17180.8110.06491.22160.6121.3順時(shí)針6.2470.5191.2263.2790.0150.178根據(jù)

11、以上方法同樣可以求出位置九的速度和加速度,如下表：項(xiàng)目位置v2vA23 vA2A3V3VCBvCVB4vaA3aKA4A3anA4atA4anCBac大小方向47.536.08290.17180.8110.06491.22160.6121.3順時(shí)針6.2470.6251.2263.2790.0150.17897.5360.8291.2310.66780.33491.53790.82706.2380.4252.4323.2794.2454.237單位1/sm/s1/sm/s2（六）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析分析步驟：（1）選取阻力比例尺= 555.6 ，根據(jù)給定的阻力Q和滑塊的沖程H繪制阻力線圖。（

12、2）根據(jù)個(gè)構(gòu)件的重心的加速度即角加速度，確定各構(gòu)件的慣性力和慣性力偶矩 ，并將其合為一力，求出該力至重心的距離。（3）按桿組分解為示力體，用力多邊形法決定各運(yùn)動(dòng)副中的反作用力合加于曲柄上的平衡力矩。圖為導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析過程：在分析動(dòng)態(tài)靜力的過程中可以分為刨頭，搖桿滑塊，曲柄三個(gè)部分。首先說明刨頭的力的分析過程： 對(duì)于刨頭可以列出以下力的平衡方程式： F=0 P + G6 + Fi6 + R45 + R16=0 方向：x軸 y軸 與a6反向 BC y軸 大?。?000 620 -m6a6 ? ?以作圖法求得:位置4 R45 = 7958.3 N 位置1 R45 =8550.648 N 位置4

13、 R16 = 284.7 N 位置 1 R16 = N力矩平衡方程式： M=0 P*yp+G6*hg+Fi6*h6+R16*h16=0 我們還可以得到： R45=R65對(duì)于搖桿滑塊機(jī)構(gòu)可以列出平衡方程式： F=0 R54 + R34 + Fi4 + G4 + R14=0 方向: BC O4B a4 y軸 ? 大?。?R54 ？ m4a4 220 ?力矩平衡方程式： M=0 R54*h54-R34*h34-Mi4-Fi4*hi4-G4*h4=0 由此可以求得R34的大小：R34= 7958.3 N 位置1 R34=14366.93 最后可以利用力的平衡方程式做力的多邊形解出 位置4 R32=12

14、023.66 N 位置1 R32= 244.376N 在搖桿上可以得到R34=-R32 最終得 出位置 4 My=1257.11Nm 位置1=689.612Nm（七）心得體會(huì)通過幾天日日夜夜的奮斗，在同學(xué)們的密切配合下，當(dāng)然也有自己的努力和辛酸,這份課程設(shè)計(jì)終于完成了,心里無比的高興,因?yàn)檫@是我們 努力的結(jié)晶。在這幾天中，我有很多的體驗(yàn)，同時(shí)也有我也找到許多的毛病，僅就計(jì)算機(jī)輔助繪圖而言，操作的就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠熟練，專業(yè)知識(shí)也不能熟練應(yīng)用。但是通過這次實(shí)踐設(shè)計(jì)，我覺得我有了很打的提高。其次，通過這次設(shè)計(jì)我學(xué)會(huì)了查找一些相關(guān)的工具書，并初步掌握了一些設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的計(jì)算方法；再次，自己的計(jì)算機(jī)繪圖水平也有了一定的提高，并對(duì)所學(xué)知識(shí)有了進(jìn)一步的理解。當(dāng)然，作為自己的這一次設(shè)計(jì)，其中肯定有太多的不足，希望在今后的設(shè)計(jì)中，能夠得到改正，使自己日益成熟，專業(yè)知識(shí)日益深厚?！肮Φ阶匀怀?”只有通過不鍛煉,自己才能迎接更大的挑戰(zhàn)和機(jī)遇,我相