機械原理課程設計牛頭刨床說明書位置11、7’

1、機械原理課程設計計算說明書設計題目： 牛頭刨床設計 學校： xxxxxx 院（系）： 機械工程系 班級： xxxxx班 姓名： xxx 學號： xxxxxxxxxxxxxx 指導教師： xx xxx 時間：5月30日至6月12日 共兩周 2011年6月12日目錄：1、 課程設計任務書2 (1)工作原理及工藝動作過程 2(2)原始數據及設計要求 3 2、 設計（計算）說明書3（1）畫機構的運動簡圖 3（2）機構運動分析6對位置11點進行速度分析和加速度分析6對位置7點進行速度分析和加速度分析8（3）對位置7點進行動態(tài)靜力分析113、擺動滾子從動件盤形凸輪機構的設計124、參考文獻 165、心得體

2、會166、附件17一、課程設計任務書1. 工作原理及工藝動作過程牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機床。刨床工作時, 如圖(1-1）所示，由導桿機構2-3-4-5-6帶動刨頭6和刨刀7作往復運動。刨頭右行時，刨刀進行切削，稱工作行程，此時要求速度較低并且均勻；刨頭左行時，刨刀不切削，稱空回行程，此時要求速度較高，以提高生產率。為此刨床采用有急回作用的導桿機構。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。切削阻力如圖(b）所示。O2AO4xys6s3Xs6CBYs6234567n2FrYFr圖（1-1）2原始數據及設計要求設計內容導桿機構的運動分析符號n2單位r/minmm方

3、案II64350905800.30.520050已知 曲柄每分鐘轉數n2，各構件尺寸及重心位置，且刨頭導路x-x位于導桿端點B所作圓弧高的平分線上。要求 作機構的運動簡圖，并作機構兩個位置的速度、加速度多邊形以及刨頭的運動線圖。以上內容與后面動態(tài)靜力分析一起畫在1號圖紙上。二、設計說明書(詳情見A1圖紙) 1畫機構的運動簡圖1、以O4為原點定出坐標系，根據尺寸分別定出O2點，B點，C點。確定機構運動時的左右極限位置。曲柄位置圖的作法為：取1和8為工作行程起點和終點所對應的曲柄位置，1和7為切削起點和終點所對應的曲柄位置，其余2、312等，是由位置1起，順2方向將曲柄圓作12等分的位置（如下圖）

4、。取第方案的第11位置和第7位置（如下圖）。、機構運動分析（1）曲柄位置“11”速度分析，加速度分析（列矢量方程，畫速度圖，加速度圖）取曲柄位置“11”進行速度分析。因構件2和3在A處的轉動副相連，故VA2=VA3，其大小等于W2lO2A，方向垂直于O2 A線，指向與2一致。 2=2n2/60 rad/s=6.702rad/sA3=A2=2·lO2A=6.702×0.09m/s=0.603m/s（O2A）取構件3和4的重合點A進行速度分析。列速度矢量方程，得 A4=A3+A4A3大小 ? ?方向 O4B O2A O4B取速度極點P，速度比例尺µv=0.02(m/s

5、)/mm ,作速度多邊形如圖1-2圖1-2取5構件作為研究對象，列速度矢量方程，得 C=B+CB大小 ? ?方向 XX(向右) O4B BC取速度極點P，速度比例尺v=0.02(m/s)/mm, 作速度多邊行如圖1-2。Pb=P a4·O4B/ O4A=68.2 mm則由圖1-2知， C=PC·v=0.68m/s 加速度分析：取曲柄位置“11”進行加速度分析。因構件2和3在A點處的轉動副相連，故=,其大小等于22lO2A,方向由A指向O2。2=6.702rad/s, =22·lO2A=6.7022×0.09 m/s2=4.042m/s2 取3、4構件重合

6、點A為研究對象，列加速度矢量方程得： aA4 = + aA4= aA3n + aA4A3K + aA4A3v大小: ? 42lO4A ? 24A4 A3 ?方向： ? BA O4B AO2 O4B（向右） O4B（沿導路）取加速度極點為P,加速度比例尺µa=0.05（m/s2）/mm,=42lO4A=0.041 m/s2 aA4A3K=24A4 A3=0.417 m/s2aA3n=4.043 m/s2作加速度多邊形如圖1-3所示圖3則由圖1-3知, 取5構件為研究對象,列加速度矢量方程,得ac= aB+ acBn+ a cB大小 ? ?方向導軌 CB BC由其加速度多邊形如圖13所示

7、,有ac =p c·a =3.925m/s2（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）取曲柄位置“7”進行速度分析，其分析過程同曲柄位置“”。取構件3和4的重合點A進行速度分析。列速度矢量方程，得A4=A3+A4A3大小 ? ?方向 O4B O2A O4B取速度極點P，速度比例尺µv=0.01(m/s)/mm，作速度多邊形如圖1-4。圖4Pb=P a4·O4B/ O4A=39.3 mm則由圖1-4知，取5構件為研究對象，列速度矢量方程，得C5 = B5+C5B5大小 ? ?方向導軌(向右) O4B BC其速度多邊形如圖1-4所示，有

8、 C=PC·v=3.75m/s 取曲柄位置“7”進行加速度分析,分析過程同曲柄位置“3”.取曲柄構件3和4的重合點A進行加速度分析.列加速度矢量方程,得aA4= a A4n + a A4= a A3n + a A4A3k + a A4A3大小 ? 42lO4A ? 24A4 A3 ?方向 ? BA O4B AO2 O4B（向右） O4B（沿導路）取加速度極點為P,加速度比例尺a=0.05（m/s2）/mm,作加速度多邊形圖1-5圖1-5則由圖15知， =42lO4A=0.176 m/s2 aA4A3K=24A4 A3=0.718 m/s2aA3n=4.043 m/s2用加速度影象法求

9、得a B = a A4 ×lO4B/lO4A=4.35m/s2 取5構件的研究對象，列加速度矢量方程，得aC = aB+ aCBn+ aCB大小 ? ?方向 導軌 CB BC其加速度多邊形如圖15所示，有aC = pC·a = 4.3m/s2、機構動態(tài)靜力分析取“7”點為研究對象，分離5、6構件進行運動靜力分析，作,組示力體如圖16所示。圖16已知G6=800N，又ac= 4.3m/s2,可以計算i6=- （G6/g）×ac =-（800/9.8）×4.3=-351N 又F=P+G6+Pi6+N45+N16=0，作為多邊行如圖1-7所示，µN=

10、80N/mm。圖1-7由圖1-7力多邊形可得： N45,N16 分離2，3構件進行運動靜力分析，桿組力體圖如圖1-8所示，在圖中，由三力匯交定理得：圖1-8代入數據， 得N23=12720N 作力的多邊形如圖1-9所示，µN=80N/mm。 圖1-9 對曲柄2進行運動靜力分析，作曲柄平衡力矩如圖1-10所示， 圖1-10三、擺動滾子從動件盤形凸輪機構的設計（詳情見A3圖紙）（一）已知條件、要求及設計數據1、已知：擺桿為等加速等減速運動規(guī)律，其推程運動角，遠休止角s，回程運動角'，如圖8所示，擺桿長度lO9D，最大擺角max，許用壓力角（見下表）；凸輪與曲柄共軸。2、要求：確定

11、凸輪機構的基本尺寸，選取滾子半徑T，畫出凸輪實際廓線。3、設計數據：設計內容符號數據單位凸輪機構設計max15°lOqD135mm38°70°S10° 70°r045mmlO2O9150mm（二）設計過程選取比例尺，作圖l=1mm/mm。1、取任意一點O2為圓心，以作r0=45mm基圓；2、再以O2為圓心，以lO2O9/l=150mm為半徑作轉軸圓；3、在轉軸圓上O2右下方任取一點O9;4、以O9為圓心，以lOqD/l=130mm為半徑畫弧與基圓交于D點。O9D即為擺動從動件推程起始位置，再以逆時針方向旋轉并在轉軸圓上分別畫出推程、遠休、回程、

12、近休，這四個階段。再以11.6°對推程段等分、11.6°對回程段等分（對應的角位移如下表所示），并用A進行標記，于是得到了轉軸圓山的一系列的點，這些點即為擺桿再反轉過程中依次占據的點，然后以各個位置為起始位置，把擺桿的相應位置畫出來，這樣就得到了凸輪理論廓線上的一系列點的位置，再用光滑曲線把各個點連接起來即可得到凸輪的外輪廓。5、凸輪曲線上最小曲率半徑的確定及滾子半徑的選擇（1）用圖解法確定凸輪理論廓線上的最小曲率半徑：先用目測法估計凸輪理論廓線上的的大致位置（可記為A點）；以A點位圓心，任選較小的半徑r 作圓交于廓線上的B、C點；分別以B、C為圓心，以同樣的半徑

13、r畫圓，三個小圓分別交于D、E、F、G四個點處，如下圖9所示；過D、E兩點作直線，再過F、G兩點作直線，兩直線交于O點，則O點近似為凸輪廓線上A點的曲率中心，曲率半徑；此次設計中，凸輪理論廓線的最小曲率半徑 。圖9（2）凸輪滾子半徑的選擇（rT）凸輪滾子半徑的確定可從兩個方向考慮：幾何因素應保證凸輪在各個點車的實際輪廓曲率半徑不小于 15mm。對于凸輪的凸曲線處，對于凸輪的凹輪廓線（這種情況可以不用考慮，因為它不會發(fā)生失真現象）；這次設計的輪廓曲線上，最小的理論曲率半徑所在之處恰為凸輪上的凸曲線，則應用公式：；力學因素滾子的尺寸還受到其強度、結構的限制，不能做的太小，通常取及。綜合這兩方面的考慮，選擇滾子半徑為rT=15mm。得到凸輪實際廓線，如圖10所示。 圖10四、參考文獻1、機械原理/孫恒，陳作模，葛文杰主編六版北京2006.52、理論力學/哈爾濱工業(yè)大學理論力學研究室編六版北京2002.83、機械原理課程設計指導書/羅洪田主編北京1986.10五、心得體會通過本次課程設計，加深了我對機械原理這門課程的理解，同時我也對機械運動學和動力學的分析與