牛頭刨床機(jī)構(gòu)分析說明書

1、課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書機(jī) 構(gòu) 分 析 與 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)牛頭刨床主體機(jī)構(gòu)指 導(dǎo) 教 師學(xué) 院 名 稱工程學(xué)院專業(yè)及班級提 交 日 期2016年6月答 辯 日 期2016年6月目 錄1設(shè)計(jì)參數(shù)的選取12刨削主體機(jī)構(gòu)構(gòu)型的比較選取13刨削主體機(jī)構(gòu)的尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)24刨削主體機(jī)構(gòu)的虛擬仿真分析34.1 質(zhì)量屬性的修改34.2 引力與切削力的添加54.3 動力的添加74.4 進(jìn)行虛擬分析75刨削主體機(jī)構(gòu)的拼接96 設(shè)計(jì)小結(jié)97 參考文獻(xiàn)10II1設(shè)計(jì)參數(shù)的選取表1牛頭刨床原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)速48機(jī)架380工作行程310行程速比系數(shù)1.46連桿與導(dǎo)桿之比0.251804022062080001001.22刨削

2、主體機(jī)構(gòu)構(gòu)型的比較選取 圖1刨床主體機(jī)構(gòu)方案方案（b）雖具有急回特性，但由于機(jī)構(gòu)運(yùn)動時(shí)，導(dǎo)桿帶動的滑動機(jī)構(gòu)會受力不均，短時(shí)間工作影響不大，對于生產(chǎn)生活機(jī)構(gòu)是不適合的。方案（c）導(dǎo)桿一端用曲柄連接，根據(jù)K值得計(jì)算是不具有急回特性的，但由于生產(chǎn)的需要，急回特性會在工作中使工時(shí)縮短，所以最佳方案不是（c）。方案（a）機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動，自由度為F=3n-（2+）=3×5-（2×7+0）=1；曲柄為機(jī)構(gòu)原動件，通過曲柄帶動擺動導(dǎo)桿和滑塊機(jī)構(gòu)使刨刀往復(fù)移動，實(shí)現(xiàn)切削功能，能滿足功能要求；工作行程中，刨刀速度較慢，變化平緩符合切削要求，擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)使其具有急回作用，可滿足K的要求；傳動平

3、穩(wěn)，沖擊震動較?。唤Y(jié)構(gòu)簡單合理，制造和維修較容易；無特殊工藝和設(shè)備要求，成本較低。方案確定：綜上所述，選擇方案（a）。3刨削主體機(jī)構(gòu)的尺寸參數(shù)設(shè)計(jì) 導(dǎo)桿擺角：為使整個(gè)過程最大壓力角最小即最小傳動角最大，刨頭導(dǎo)路位于導(dǎo)桿端點(diǎn)B所作圓弧高的平分線上。由圖解法記得個(gè)桿尺寸如圖2。圖2 圖解法求主體各桿尺寸總結(jié)各桿尺寸如下，導(dǎo)桿，曲柄，連桿。在SolidWorks中進(jìn)行機(jī)構(gòu)3D建模并裝配圖3 牛頭刨床3D模型4刨削主體機(jī)構(gòu)的虛擬仿真分析4.1 質(zhì)量屬性的修改 在動態(tài)精力分析中有涉及導(dǎo)桿和刨頭的質(zhì)量等的零件本身的參數(shù)，因此分析的第一步是給零件添加質(zhì)量等。（1）點(diǎn)開評估中的質(zhì)量屬性（2）點(diǎn)擊覆蓋質(zhì)量屬性（

4、3）根據(jù)要求修改導(dǎo)桿的質(zhì)量屬性（4） 同理，修改刨頭的質(zhì)量屬性4.2 引力與切削力的添加修改零件的質(zhì)量屬性后，打開solidworks的插件Motion,增加引力，這樣這些質(zhì)量屬性才能表現(xiàn)出來。圖8 引力添加界面這里我取重力加速度是。然后我們添加刨床前進(jìn)時(shí)的切削力，點(diǎn)擊Motion中添加力的按鈕后，進(jìn)入力的確定界面，選取好合適的參照確定好力的方向。然后力函數(shù)選擇線段，點(diǎn)擊編輯圖9 切削力添加界面 在此之前，我已經(jīng)計(jì)算好刨床進(jìn)刀與退刀所用的時(shí)間，只有進(jìn)刀時(shí)才有切削力的作用，退刀時(shí)則為0。因?yàn)榕俅苍诮佑|工件前后都有0.05H的空刀距離，所以圖中除了進(jìn)刀還有退刀，我特地設(shè)置了空刀距離，保證分析的準(zhǔn)確

5、。圖10 切削力函數(shù)界面4.3 動力的添加 最后就在曲柄處添加電機(jī)，作為原動力。圖11 電機(jī)添加界面、4.4 進(jìn)行虛擬分析所有參數(shù)確定，就能對機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動計(jì)算，并選擇參照得到需要的刨頭速度、刨頭加速度和曲柄的力矩。圖12 刨頭速度函數(shù)圖圖13 刨頭加速度函數(shù)圖圖14 曲柄加X軸方向力矩函數(shù)圖圖15 曲柄加Y軸方向力矩函數(shù)圖5刨削主體機(jī)構(gòu)的拼接在設(shè)計(jì)好尺寸參數(shù)后，為了驗(yàn)證所得到的參數(shù)是否能夠應(yīng)用在實(shí)際上，我們?nèi)チ藢?shí)驗(yàn)室進(jìn)行主體機(jī)構(gòu)的拼接實(shí)驗(yàn)。我們是按照1:1的尺寸去進(jìn)行拼裝。機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和我們選擇的一樣，而尺寸雖然有誤差，但是誤差保證在之內(nèi)的。圖16 刨削主體機(jī)構(gòu)的實(shí)際裝配電機(jī)帶動小齒輪上的曲柄旋

6、轉(zhuǎn)作為原動力，通過導(dǎo)桿和連桿的傳導(dǎo)，使曲柄的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為刨頭前后運(yùn)動，實(shí)驗(yàn)十分成功，機(jī)構(gòu)順利運(yùn)行，具體運(yùn)動演示請看附件的視頻。6 設(shè)計(jì)小結(jié)本次課程設(shè)計(jì)課題是一次對我們大學(xué)所有知識的整合與歸納，從設(shè)計(jì)，到建模，到分析。將一條完整的機(jī)械設(shè)計(jì)線路呈現(xiàn)給我們。讓我們在畢業(yè)工作之前有一個(gè)好的鍛煉。設(shè)計(jì)上運(yùn)用了圖解法，相對起解釋法的運(yùn)算，圖解法顯得簡單很多，再加上AutoCAD的幫助下，更是沒難度。在Solidworks建模時(shí)，零件建模要注意零件的放置方向以及各零件之間的尺寸關(guān)系。如果零件建模沒有選取正確的放置位置，裝配的時(shí)候十分麻煩。而且裝配關(guān)系也要選擇好，減少冗余便于接下來的機(jī)構(gòu)分析。因?yàn)槭堑谝淮芜M(jìn)行CAE分析，所以一開始我覺得難度很大。為此我針對Solidworks的CAE模塊進(jìn)行了學(xué)習(xí)。功夫不負(fù)有心人，理解CAE操作后，便把牛頭刨床的運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)分析做了出來。很感謝老師給我們這個(gè)機(jī)會去進(jìn)行設(shè)計(jì)。