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牛头刨床机械原理课程设计9点和127点.doc

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资源描述

1、1课 程 设 计 说 明 书 牛 头 刨 床1. 机 构 简 介牛 头 刨 床 是 一 种 用 于 平 面 切 削 加 工 的 机 床 。 电 动 机 经 皮 带 和 齿 轮 传 动 , 带 动 曲柄 2 和 固 结 在 其 上 的 凸 轮 8。 刨 床 工 作 时 ,由 导 杆 机 构 2-3-4-5-6 带 动刨 头 6 和 刨 刀 7 作 往 复 运 动 。 刨 头 右 行 时 , 刨 刀 进 行 切 削 , 称 工 作 行 程 , 此时 要 求 速 度 较 低 并 且 均 匀 , 以 减 少 电 动 机 容 量 和 提 高 切 削 质 量 ; 刨 头 左 行 时 ,刨 刀 不 切 削

2、, 称 空 回 行 程 , 此 时 要 求 速 度 较 高 , 以 提 高 生 产 率 。 为 此 刨 床 采 用有 急 回 作 用 的 导 杆 机 构 。 刨 刀 每 次 削 完 一 次 , 利 用 空 回 行 程 的 时 间 , 凸 轮 8 通过 四 杆 机 构 1-9-10-11 与 棘 轮 带 动 螺 旋 机 构 , 使 工 作 台 连 同 工 件 作 一 次 进 给运 动 , 以 便 刨 刀 继 续 切 削 。 刨 头 在 工 作 行 程 中 , 受 到 很 大 的 切 削 阻 力 , 而 空 回行 程 中 则 没 有 切 削 阻 力 。 因 此 刨 头 在 整 个 运 动 循 环

3、中 , 受 力 变 化 是 很 大 的 , 这就 影 响 了 主 轴 的 匀 速 运 转 , 故 需 安 装 飞 轮 来 减 少 主 轴 的 速 度 波 动 , 以 提 高 切 削质 量 和 减 少 电 动 机 容 量 。21-11 导 杆 机 构 的 运 动 分 析 已 知 曲 柄 每 分 钟 转 数 n2, 各 构 件 尺 寸 及 重 心 位 置 , 且 刨 头 导 路 x-x位 于 导 杆 端 点 B 所 作 圆 弧 高 的 平 分 线 上 。要 求 作 机 构 的 运 动 简 图 , 并 作 机 构 两 个 位 置 的 速 度 、 加 速 度 多 边 形 以 及 刨头 的 运 动 线

4、图 。 以 上 内 容 与 后 面 动 态 静 力 分 析 一 起 画 在 1 号 图 纸 上 。1.1 设 计 数 据牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床。电动机经皮带和齿轮传动,带动曲柄 2和固结在其上的凸轮 8。刨床工作时,由导杆机构 2-3-4-5-6 带动刨头 6 和刨刀 7 作往复运动。刨头右行时,刨刀进行切削,称工作切削。此时要求速度较低且均匀,以减少电动机容量和提高切削质量;刨头左行时,刨刀不切削,称空回行程,此时要求速度较高,以提高生产效率。为此刨床采用急回作用得导杆机构。刨刀每切削完一次,利用空回行程的时间,凸轮 8 通过四杆机构 1-9-10-11 与棘轮机构带动螺旋机构

5、,使工作台连同工件作一次进给运动,以便刨刀继续切削。刨头在工作行程中,受到很大的切削阻力,而空回行程中则没有切削阻力。因此刨头在整个运动循环中,受力变化是很大的,这就影响了主轴的匀速运转,故需装飞轮来减小株洲的速度波动,以减少切削质量和电动机容量。设计内容 导杆机构的运动分析符号 n2 LO2O4 LO2A Lo4B LBC Lo4s4 xS6 yS6单位 r/min mm方案 64 350 90 580 0.3lo4B 0.5 lo4B 200 501.2 曲 柄 位 置 的 确 定曲 柄 位 置 图 的 作 法 为 : 取 1 和 8为 工 作 行 程 起 点 和 终 点 所 对 应 的

6、曲 柄 位 置 ,1和 7为 切 削 起 点 和 终 点 所 对 应 的 曲 柄 位 置 , 其 余 2、 312 等 , 是由 位 置 1 起 , 顺 2 方 向 将 曲 柄 圆 作 12 等 分 的 位 置 ( 如 下 图 ) 。3取 第 方 案 的 第 1位 置 和 第 9 位 置 ( 如 下 图 )41.3 速 度 分 析 以 速 度 比 例 尺 =(0.01m/s)/mm 和 加 速 度 比 例 尺a=(0.01m/s)/mm 用 相 对 运 动 的 图 解 法 作 该 两 个 位 置 的 速 度 多 边 形 和加 速 度 多 边 形 如 下 图 1-4, 1-5, 并 将 其 结

7、果 列 入 表 格 ( 1-2)表 格 1-1位 置 未 知 量 方 程VA4A4=A3+A4A3大小 ? ?方向 O 4A O 2A O 4BVCC5=B5+C5B5大小 ? ?方向 XX O 4B BCaAaA4 = + aA4= aA3n + aA4A3K + aA4A3rnA4大小: 42lO4A ? 24A4 A3 ?方向:BA O4B AO 2 O4B O4B(沿导路)1和9号位acac5= aB5+ ac5B5n+ a c5B5大小 ? ?方向 XX CB BC5置1号 位 置 速 度 图 :由 图 解 得 : Vc=0.20662675m/s1号位置加速度图6由 图 解 的 :

8、 aC=6.12374249m/s29号 位 置 速 度 图7由图解得:V c=0.6305463m/s9号 位 置 加 速 度 图 : 如图 1-7有 图 解 得 : ac=8.82411923m/s2表 格 ( 1-2)位 置 要 求 图 解 法 结 果vc( m/s) 0.206626751ac(m/s) 6.123742499vc( m/s) 0.63054638ac(m/s) 8.82411923各 点 的 速 度 , 加 速 度 分 别 列 入 表 1-3, 1-4中表 1-3项 目位 置 2 4 VA VB Vc1 6.702064328 0.372885630.13378432

9、 0.2162738010.206626759 6.702064328 1.107913370.32485685 0.6425897530.6305463单 位 r/s r/s m/s表 1-4项 目位 置3AanAa4tAa4nBatBaC1 4.042589970.04988621924.380483730.0169435911.855180566.758437269 4.042589970.3599132484.532808720.1114611911.250356468.82411923单 位 2/sm第七章机构运态静力分析9取“1”点为研究对象,分离 5、6 构件进行运动静力分析,作

10、阻力体如图 16 所示, =4。图 16已知 P=9000N,G 6=800N,又 ac=ac5=4.37917m/s2,那么我们可以计算FI6=- G6/gac =-800/104.37917=-350.3336N又 F=P+G6+FI6+F45+FRI6=0,作为多边行如图 1-7 所示,N=10N/mm。10图 1-7由图 1-7 力多边形可得:F45=ABN=923.668810N=9236.688NFR16= ADN=126.731310N=1267.313N在图 1-6 中,对 c 点取距,有MC=-PyP-G6XS6+ FR16x-FI6yS6=0代入数据得 x=0.6871m分

11、离 3,4 构件进行运动静力分析,杆组力体图如图 1-8 所示,11图 1-8L=4。已 知 : F 54=-F45=9236.688N,G 4=220NaS4=aA4 lO4S4/lO4A=4.3794290/358.5136m/s2=3.5424 m/s2 , 由此可得: FI4=-G4/gaS4 =-220/103.5424N=-77.9346NMS4=-JS4S4=-1.212.2148 Nm= -14.6577Nm在图 1-8 中,对 O4 点取矩得:MA=G40.07276+FI40.96800.28072+M+F50.99870.56109-F240.999460.34414=0代入数据, 得 F24 =14992.77888N 又 F=F54+F24+FI4+G4+Fo4=0,作力的多边形如图 1-9 所示,N=10N/mm。 12图 1-9由图 1-9 可得:FO4=572.9781810N=5729.7818N对曲柄 2 进行运动静力分析,作组力体图如图 1-10 所示,13L=1。 由图 1-10 可知,h2=3.0214mm,则,对曲柄列平行方程有,MO2=M-F42h2=0 即 M=45.29918 NM

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