牛頭刨床機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)7點(diǎn)和12點(diǎn)

1、<p><b>　　機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　說 明 書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：牛頭刨床導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué) 院：機(jī)電工程學(xué)院</p><p>　　專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化</p><p&g

2、t;　　班 級：12級機(jī)制四班</p><p>　　課程設(shè)計(jì)說明書—牛 頭 刨 床</p><p><b>　　1. 機(jī)構(gòu)簡介</b></p><p>　　牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機(jī)床。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

3、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)。刨刀每次削完一次，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)，使工作臺連同工件作一次進(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，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

4、了主軸的勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，故需安裝飛輪來減少主軸的速度波動(dòng)，以提高切削質(zhì)量和減少電動(dòng)機(jī)容量。</p><p><b>　　圖1-1</b></p><p>　　1．導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 </p><p>　　已知 曲柄每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)n2，各構(gòu)件尺寸及重心位置，且刨頭導(dǎo)路x-x位于導(dǎo)桿端點(diǎn)B所作圓弧高的平分線上。</p><p>　　

5、要求 作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖，并作機(jī)構(gòu)兩個(gè)位置的速度、加速度多邊形以及刨頭的運(yùn)動(dòng)線圖。以上內(nèi)容與后面動(dòng)態(tài)靜力分析一起畫在1號圖紙上。</p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)</b></p><p>　　牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機(jī)床。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

6、右行時(shí)，刨刀進(jìn)行切削，稱工作切削。此時(shí)要求速度較低且均勻，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)效率。為此刨床采用急回作用得導(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與棘輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)，使工作臺連同工件作一次進(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，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

7、是很大的，這就影響了主軸的勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，故需裝飛輪來減小株洲的速度波動(dòng)，以減少切削質(zhì)量和電動(dòng)機(jī)容量。</p><p><b>　　圖1-2</b></p><p>　　2、選擇表Ⅰ中方案Ⅱ </p><p>　　取第方案的第7位置和第12位置（如下圖1-3）。</p><p><b&

8、gt;　　圖1-3</b></p><p>　　2、曲柄位置“7’”速度分析，加速度分析（列矢量方程，畫速度圖，加速度圖）</p><p>　　取曲柄位置“7’”進(jìn)行速度分析，其分析過程同曲柄位置“1”。</p><p>　　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</p><p>　　υA4=υA3+υA4A3&l

9、t;/p><p>　　大小 ? √ ?</p><p>　　方向 ⊥O4A ⊥O2A ∥O4B</p><p>　　取速度極點(diǎn)P，速度比例尺µv=0.01(m/s)/mm，作速度多邊形如圖1-4。</p><p><b>　　圖１—4</b></p><p>　

10、　則由圖1-4知，，υA4=pa4·μv=28.34×0.01 =0.28m/s</p><p>　　υA4A3=a3a4·μv=53.25×0.01=0.53m/s</p><p>　　O4A=383.14 mm</p><p>　　由速度影像定理得υB5=υB4=υA4·O4B/ O4A=0.42m/s <

11、/p><p>　　又 ω4=υA4/ lO4A=0.74rad/s </p><p>　　取5構(gòu)件為研究對象，列速度矢量方程，得</p><p>　　υC5=υB5+υC5B5</p><p>　　大小 ? √ ?</p><p>　　方向 ∥XX ⊥O4B ⊥BC&

12、lt;/p><p>　　其速度多邊形如圖1-4所示，有</p><p>　　υC5= ·μv=42.07×0.01m/s =0.42m/s</p><p>　　υC5B5=·μv=9.74×0.01 m/s = 0.097m/s</p><p>　　ωCB=υC5B5／lCB=0.097/0.17 rad/

13、s = 0.56rad/s</p><p>　　取曲柄位置“7’”進(jìn)行加速度分析,分析過程同曲柄位置“1”.取曲柄構(gòu)件3和4的重合點(diǎn)A進(jìn)行加速度分析.列加速度矢量方程,得</p><p>　　aA4= a A4n+ a A4t= a A3n + a A4A3k + a A4A3r</p><p>　　大小 ? 0 ? √

14、 0 ?</p><p>　　方向 ? B→A ⊥O4B A→O2 ⊥O4B（向右） ∥O4B（沿導(dǎo)路）</p><p>　　取加速度極點(diǎn)為P＇,加速度比例尺μa=0.01（m/s2）/mm,作加速度多邊形圖1-5</p><p><b>　　圖1-5</b></p>

15、;<p>　　則由圖1─5知， </p><p>　　a A4t= a4´a4″·μa =277.77×0.01 m/s2 =2.78m/s2</p><p>　　= k´a4´·μa=168.96×0.01 m/s2 =1.69m/s2</p><p>　　α4″= a A4

16、t∕lO4A =2.78∕0.38rad／s2 =7.25 rad／s2</p><p>　　a A4 = p´a4´·μa = 278.56×0.01m/s2 =2.79m/s2</p><p><b>　　用加速度影象法求得</b></p><p>　　a B5 = a B4 = a A4 

17、5;lO4B/lO4A= 2.79×580/383.14m/s2 =4.22m/s2 </p><p>　　又 a C5B5n =ω52·lCB= 0.562×0.17m/s2 =0.055 m/s2</p><p>　　取5構(gòu)件的研究對象，列加速度矢量方程，得</p><p>　　aC5= aB5+ aC5B5n+ aC5B5τ

18、</p><p>　　大小 ? √ 0 ?</p><p>　　方向 ∥xx √ C→B ⊥BC</p><p>　　其加速度多邊形如圖1─5所示，有</p><p>　　aC5B5t= C5´C5″·μa =64.41×0.01 m/s2 =0.64m/s2</p>

19、<p>　　α5″=/lCB =0.64/0.174 rad／s2 =3.70rad／s2</p><p>　　aC5 = p´C5´·μa = 413.17×0.01m/s2 =4.13m/s2</p><p>　　1、曲柄位置“12”速度分析，加速度分析（列矢量方程，畫速度圖，加速度圖）</p><p>　　取曲

20、柄位置“12”進(jìn)行速度分析。因構(gòu)件2和3在A處的轉(zhuǎn)動(dòng)副相連，故VA2=VA3，其大小等于W2lO2A，方向垂直于O2 A線，指向與ω2一致。</p><p>　　ω2=2πn2/60 rad/s=6.70rad/s</p><p>　　υA3=υA2=ω2·lO2A=6.70×0.09m/s=0.603m/s（⊥O2A）</p><p>　　取構(gòu)

21、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</p><p>　　υA4=υA3+υA4A3</p><p>　　大小 ? √ ?</p><p>　　方向 ⊥O4A ⊥O2A ∥O4B</p><p>　　取速度極點(diǎn)P，速度比例尺µ1=0.01(m/s)/mm ,作速度多邊形如圖1-2</

22、p><p><b>　　圖1-2</b></p><p>　　則由圖1-2知， υA4=·μ1=32.28×0.01m/s=0.32m/s

23、

24、 </p><p>　　υA4A3=·μ1=51.29×0.01m/s=0.51m/s</p><p><b>　　用速度影響法求得，</b&

25、gt;</p><p>　　υB5=υB4=υA4×O4B/O4A=0.32×580/293.48m/s=0.64m/s</p><p>　　又ω4=υA4/lO4A=0.32/0.29 rad/s=1.1 rad/s</p><p>　　取5構(gòu)件作為研究對象，列速度矢量方程，得 </p><p>　

26、　υC5=υB5+υC5B5</p><p>　　大小 ? √ ?</p><p>　　方向 ∥XX ⊥O4B ⊥BC</p><p>　　取速度極點(diǎn)P，速度比例尺μ1=0.01(m/s)/mm, 作速度多邊行如圖1-2。</p><p>　　則由圖1-2知， υC5= ·μ1=62.30

27、×0.01m/s=0.62m/s</p><p>　　υC5B5= ·μ1=14.37×0.01m/s=0.14m/s</p><p>　　ωCB=υC5B5/lCB=0.14/0.17 rad/s=0.83 rad/s</p><p><b>　　2.加速度分析：</b></p>&

28、lt;p>　　取曲柄位置“12”進(jìn)行加速度分析。因構(gòu)件2和3在A點(diǎn)處的轉(zhuǎn)動(dòng)副相連，</p><p>　　故=,其大小等于ω22lO2A,方向由A指向O2。</p><p>　　ω2=6.70rad/s, ==ω22·LO2A=6.702×0.09 m/s2=4.04m/s2</p><p>　　取3、4構(gòu)件重合點(diǎn)A為研究對象，列加速度矢量方

29、程得：</p><p>　　aA4 = + aA4τ= aA3n + aA4A3K + aA4A3r</p><p>　　大小: ω42lO4A ? √ 2ω4υA4 A3 ?</p><p>　　方向： B→A ⊥O4B A→O2 ⊥O4B（向左） ∥O4B（沿導(dǎo)路）</p&g

30、t;<p>　　取加速度極點(diǎn)為P＇,加速度比例尺µ2=0.04（m/s2）/mm,</p><p>　　作加速度多邊形如圖1-3所示</p><p>　　則由圖1-3知, aA4τ=A’A4·μ2=112.83×0.04m/s=4.51m/s2,</p><p>　　α4＇= aA4τ/ LO4A=15.38 ra

31、d/s2</p><p>　　aA4A3r=A3A4·μ2 =252.54×0.04 m/s2 =10.10 m/s2</p><p>　　aA4 = P´A4·μ2 =458.84×0.04m/s2 =18.35 m/s2</p><p>　　用加速度影象法求得aB5 = aB4 =18.35×580/2

32、93.48m/s2 =36.27m/s2</p><p>　　又ac5B5n=ωCB2·lCB=0.832×0.17m∕s2=0.12 m∕s2</p><p>　　取5構(gòu)件為研究對象,列加速度矢量方程,得</p><p>　　ac5= aB5+ ac5B5n+ a c5B5τ</p><p>　　大小 ? √

33、 √ ?</p><p>　　方向 ∥XX √ C→B ⊥BC</p><p>　　其加速度多邊形如圖1─3所示,有</p><p>　　aC5B5τ= B´C·μ2 =127.79×0.04 m/s2 =5.11 m/s2</p><p>　　ac5 =p ´

34、C·μ2 =905.90×0.04 m/s2= 36.24m/s2</p><p>　　βC5= a C5B5τ/ιCB =5.11∕0.17 rad/s2=29.38 rad/s2</p><p>　　第七章．機(jī)構(gòu)運(yùn)態(tài)靜力分析</p><p>　　取“12”點(diǎn)為研究對象，分離5、6構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)靜力分析，作阻力體如圖1─6所示。</p>

35、;<p><b>　　圖1—6</b></p><p>　　已知P=0N，G6=800N，又ac=ac5=36.24m/s2,那么我們可以計(jì)算</p><p>　　FI6=- G6/g×ac =-800/10×36.24m/s2=2898.87N</p><p>　　又ΣF=P+G6+FI6+F45+FRI6=

36、0，作為多邊行如圖1-7所示，µN=10N/mm。</p><p><b>　　圖1-7</b></p><p>　　由圖1-7力多邊形可得：</p><p>　　F45=CD·µN=298.95×10N=2989.47N</p><p>　　FR16= AD·µ

37、;N=87.04×10N=870.40N</p><p>　　在圖1-6中，對c點(diǎn)取距，有</p><p>　　ΣMC=-P·yP-G6XS6+ FR16·x-FI6·yS6=0</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得x=1177.56mm</p><p>　　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1-

38、8所示</p><p><b>　　圖1-8</b></p><p><b>　　µL=4。</b></p><p>　　已知： F54=-F45=2989.47N，G4=220N</p><p>　　aS4=aA4· lO4S4/lO4A=18.35×290/293

39、.48m/s2=18.14m/s2 , </p><p>　　βS4=β4=7.45rad/s2</p><p>　　由此可得FI4=-G4/g×aS4 =-220/10×18.14 N=-400N</p><p>　　MS4=-JS4·αS4=-1.2×7.45 N·m= -8.94N·m&

40、lt;/p><p>　　在圖1-8中，對A點(diǎn)取矩得：</p><p>　　ΣMA=G4×8.5+FI4×72.5+M+F54×144.5-F23×66.5=0</p><p>　　代入數(shù)據(jù)， 得F23=6088.92N </p><p>　　又 ΣF=FR54+FR32+FS4'+G4+FO4

41、n+FO4τ=0,作力的多邊形如圖1-9所示，µN=10N/mm。 </p><p><b>　　圖1-9</b></p><p><b>　　由圖1-9可得：</b></p><p>　　F23=CD·µN=608.89×10N=6088.92N</p><p&

42、gt;　　FO4n=CB·µN=281.86×10N=2818.76N</p><p>　　對曲柄2進(jìn)行運(yùn)動(dòng)靜力分析，作組力體圖如圖1-10所示，</p><p>　　µL=1。 由圖1-10可知，</p><p>　　h2=85mm,則，對曲柄列平行方程有，</p><p>　　ΣMO2=M-F4

43、2·h2=0 即</p><p>　　M-6088.92×85×10-3=0， 即M=517.56N·M 圖1-10</p><p><b>　　第八章 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、機(jī)械原理/孫恒，陳作模主編——六版——北京2001</p>

44、<p>　　2、理論力學(xué)Ⅰ/哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)研究室編——六版——北京2002.8</p><p>　　3、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書/羅洪田主編——北京1986.10</p><p>　　4、機(jī)械原理與課程設(shè)計(jì) 上冊/張策主編——北京2004.9</p><p><b>　　第九章 總結(jié)</b></p><p&