牛頭刨床刨刀

1、牛頭刨床摘要：機(jī)械原理課程設(shè)計的主要目的是為學(xué)生在完成課堂教學(xué)基本內(nèi)容后提供一個較完整的從事機(jī)械設(shè)計初步實(shí)踐的機(jī)會。通過課程設(shè)計能夠?qū)⑺鶎W(xué)的機(jī)械基礎(chǔ)理論運(yùn)用于一個簡單的機(jī)械系統(tǒng)，通過機(jī)械傳動方案總體設(shè)計，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)計識，并結(jié)合實(shí)際得到工程設(shè)計方面的初步訓(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，注重學(xué)生創(chuàng)新意識的開發(fā)。（一）設(shè)計的目的(1)為了提高工作效率，在空回程時刨刀快速退回，即要有急會運(yùn)動，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，刨刀要速度平穩(wěn)，切削階段刨刀應(yīng)近似勻速運(yùn)動。(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。電動機(jī)經(jīng)皮帶和齒輪傳動，帶動曲柄2和固結(jié)在其上的凸輪8。刨床工作時，由導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)2-3-4-5-6帶動刨頭6和刨刀7作往復(fù)運(yùn)動。刨頭右行時，刨刀進(jìn)行切削，稱工作行程，此時要求速度較低并且均勻，以減少電動機(jī)容量和提高切削質(zhì)量，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(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，利用空回行程的時間，凸輪8通過四桿機(jī)構(gòu)1-9-10-11與棘輪帶動螺旋機(jī)構(gòu)（圖中未畫），使工作臺連同工件作

3、一次進(jìn)給運(yùn)動，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。因此刨頭在整個運(yùn)動循環(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，以提高切削質(zhì)量和減小電動機(jī)容量。圖1，為牛頭刨床機(jī)構(gòu)簡圖及阻力曲線（三）設(shè)計數(shù)據(jù) 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動靜態(tài)分析n2lo2o4lo2Alo4BlBClo4s4xs6ys6G4G6PypJs4r/minMmNmmkg.m2724301108100.36 lo4B0.5 lo4B1804022062080001001.2飛輪轉(zhuǎn)動慣量的確定凸

4、輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計無齒輪任務(wù)dnoz1zo”z1”Jo2Jo1Jo”Jocmaxlo9DaFFsFr/minKg.m28Mm80.1614401519500.50.30.20.21513042751065(四)設(shè)計內(nèi)容步驟：1設(shè)計導(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)動簡圖。選取比例尺按表42所分配的兩個曲柄位置作出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖，其中一個位置用粗線畫出。曲柄位置的做法如圖42；取滑塊6在上極限時所對應(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，得十二個曲

5、柄位置，顯然位置8對應(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應(yīng)的1和8兩位置。共計14個機(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（），用相對運(yùn)動圖解法作該兩個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)動線圖。根據(jù)機(jī)構(gòu)的各個位置，找出滑塊6上C點(diǎn)的各對應(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)動簡圖上量取滑塊位移。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)果與其相對運(yùn)動圖解法的結(jié)果比較(五)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析1

6、.求原動件上運(yùn)動副中心速度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)件的角速度由原動件出發(fā)向遠(yuǎn)離原動件方向依次取各構(gòu)件為分離體，利用絕對運(yùn)動與牽連運(yùn)動和相對運(yùn)動關(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)動的構(gòu)件兩點(diǎn)間速度的關(guān)系絕對速度=牽連速度+相對速度先列出構(gòu)件、上瞬時重合點(diǎn)（，）的方程，未知數(shù)為兩個，其速度方程：v+ v方向：丄AO丄AOAO大?。海?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、m s/mm）=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=pa=0.829m/s= v/ l=1.3rad/s其轉(zhuǎn)向?yàn)轫槙r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?。海?l ？通過作圖，確定點(diǎn)速度為V=bc=0.2909m/sVpc=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)加速度矢量方程式牽連速度為移動時絕對加速度牽連加速度相對加速度

8、牽連運(yùn)動為轉(zhuǎn)動時，（由于牽連運(yùn)動與相對運(yùn)動相互影響）絕對加速度牽連加速度相對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（ms/mm）=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=aa=0.7949 m/sa=ka=6.247m/sa=pa=0.519 rad/s 方向?yàn)?水平向右下12a= a l/ l=3.279m/sa= l=1.225 m/sd.列出C點(diǎn)加速度

9、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的絕對加速度與其重合點(diǎn)A3的絕對加速度之間的關(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aA3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”代表相對加速度

10、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針方向。項(xiàng)目位置v2vA2vA2A3V3VCBvCVB4vaA3aKA4A3anA4atA4anCBac大小方向47.5360.8290.17180.8110.06491.22160.6121.3順時針6.2470.5191.2263.2790.0150.178根據(jù)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 vA2A3V3VCBvCVB4vaA3aKA4A3anA4a

11、tA4anCBac大小方向47.536.08290.17180.8110.06491.22160.6121.3順時針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。（2）根據(jù)個構(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

12、力體，用力多邊形法決定各運(yùn)動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)動態(tài)靜力分析過程：在分析動態(tài)靜力的過程中可以分為刨頭，搖桿滑塊，曲柄三個部分。首先說明刨頭的力的分析過程： 對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 大小：8000 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 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=

13、0 我們還可以得到： R45=R65對于搖桿滑塊機(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?。篟34= 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=12023.66 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)，同時也有我也找到許多的毛病，僅就計算機(jī)輔助繪圖而言，操作的就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠熟練，專業(yè)知識也不能熟練應(yīng)用。但是通過這次實(shí)踐設(shè)計，我覺得我有了很打的提高。其次，通過這次設(shè)計我學(xué)會了查找一些相關(guān)的工具書，并初步掌握了一些設(shè)計數(shù)據(jù)的計算方法；再次，自己的計算機(jī)繪圖水平也有了一定的提高，并對所學(xué)知識有了進(jìn)一步的理解。當(dāng)然，作為自己的這一次設(shè)計，其中肯定有太多的不足，希望在今后的