机械原理课程设计牛头刨床【毕业论文+CAD图纸全套】

09 机械原理课程设计 牛头刨床 (速度分析与受力分析附于最后 ) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 说 明 书 工作原理 . 3 一 . 4 二 . 4 三 . 4 1、运动方案设计 . 4 2、确定执行机构的运动尺寸 . 4 3、进行导杆机构的运动分析 . 5 4、对导杆机构进行动态静力分析 . 5 四 . 5 五 . 机构的运动分析 . 6 1. 4点速度分析 ,加速度分析 . 7 2. 10点速度 ,加速度分析 . 9 六 . 11 七 . 13 九 . 16 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 工作原理 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图 a） 所示。电动机经过皮带和齿轮传动， 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 左 行时，刨刀不切削，称为空回行程，此时要求速度较高，以提高 生产率。为此刨床采用有 急回运动的导杆机构 。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 与棘轮带动螺旋机构（图中未画），使工作台连同工件 作一次进给运动，以便刨刀继续切削。刨头在工作过程中，受到很大的切削阻力（在切削的 前后各有一段 空刀距离， 见 图 b），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转动，故需安装飞轮来减小主 轴的速度波动，以提高切削质量和减少电动机容量。 (a) (b) 图 d 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 一 1、 运动方案设计。 2、确定 执行 机构的运动尺寸。 3、 进行 导杆机构的运动分析。 4、 对导杆机构进行动态静力分析。 5、汇总数据 画出刨头的位移、速度、加速度线图以及平衡力矩的变化曲线。 二 本组选择第六组数据 表 1 方案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 导杆机构运动分析 转速 r/ 48 49 50 52 50 48 47 55 60 机架 380 350 430 360 370 400 390 410 380 工作行程 H(310 300 400 330 380 250 390 310 310 行程速比系数 K 杆与导杆之比 2 方案 导杆机构的动态静力分析 4 S4 mm ， 2， 3 40 50 200 700 7000 80 ， 5， 6 00 50 220 800 9000 80 ， 8， 9 80 40 220 620 8000 100 1、运动方案设计 根据牛头刨床的工作原理，拟定 1 2 个其他形式的执行机构（连杆机构），给出机构简图并简单介绍其传动特点。 2、确定执行机构的运动尺寸 根据表一对应组 的数据，用图解法设计连杆机构的尺寸，并将设计结果和步骤写在设计说明书中。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 注意：为使整个过程最大压力角最小，刨头导路 位于导杆端点 B 所作圆弧高的平分线上 (见图 d)。 3、进行导杆机构的运动分析 根据表一对应组的数据，每人做曲柄对应 2 个位置的速度和加速度分析，要求用图解法画出速度多边形，列出矢量方程，求出刨头 6 的速度、加速度，将过程详细地写在说明书中。 4、对导杆机构进行动态静力分析 根据表二对应组的数据，每人确定机构对应位置的各运动副反力及应加于曲柄上的平衡力矩。作图部分与尺寸设计及运动分析画在同一张纸上（ 2 号或 3 号图纸）。 提示：如果所给数据不方便作图可稍微改动数据，但各组数据应该一致，并列出改动值。5、数据总汇并绘图 最后根据汇总数据画出一份刨头的位移、速度、加速度线图以及平衡力矩的变化曲线。6、完成说明书 每人编写设计说明书一份。写明组号，对应曲柄的角度位置。 四 如图 2 所示，牛头刨床的主传动机构采用导杆机构、连杆滑块机构组成的 5 杆机构。采用导杆机构，滑块与导杆之间的传动角 r 始终为 90o，且适当确定构件尺寸，可以保证机构工作行程速度较低并且均匀，而空回行程速度较高，满足急回特性要求。适 当确定刨头的导路位置，可以使 图 2 压力角 尽量小。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 五 . 机构的运动分析 =180 (k+1)=30 当曲轴位于 4 点时 5文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 1. 4 点速度分析 ,加速度分析 取曲柄位置“ 4”进行速度分析。因构件 2 和 3 在 A 处的转动副相连，故 大小等于 2 向垂直于 线，指向与2 一致。 2* 0)*s 取构件 3 和 4 的重合点 A 进行速度分析。列速度矢量方程，得 = + 大小 ? ? 方向 速度极点 P，速度比例尺 v=m/s)/作速度多边形如图 则由图 1 s 4=s 4s s 取 5 构件作为研究对象，列速度矢量方程 ， 得 B = C + 小 ? ? 方向 速度多边行如图 1由图 1 V C=v s 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 5=v CB/l s 由速度已知曲柄上 A(3 开始，列两构件重合点间加速度矢量方程，求构件 4 上 A 点的加速度 为 2 m/a n 42 m/s2 a m/a n 52 l m/ 取 3、 4 构件重合点 A 为研究对象，列加速度矢量方程得： = + = + + 小 : ? 42 ? 243 ? 方向： ? / 加速度极点为 ,加速度比例尺 a=m/, 作加速度多边形如图 1示 aB=a = a s2 = + a + + a 小 ? ? 方向 / / 加速度多边形如图 1 3 所示 ,有 l c a=m/文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 取曲柄位置“ 10”进行速度分析。 当曲轴位于 10 点时 5. 10点速度 ,加速度分析 取曲柄位置“ 10”进行速度分析。因构件 2 和 3 在 A 处的转动副相连，故 大小等于 2 向垂直于 线，指向与2 一致。 2* 0)*s 取构件 3 和 4 的重合点 A 进行速度分析。列速度矢量方程，得 = + 大小 ? ? 方向 速度极点 P，速度比例尺 v=m/s)/作速度多边形如图 s 4=s 4s 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 s 取 5 构件作为研究对象，列速度矢量方程，得 B = C + 小 ? ? 方向 C=v s 5=v CB/l s 由速度已知曲柄上 A(3 开始，列两构件重合点间加速度矢量方程，求构件 4 上 A 点的加速度 为 2 m/a n 42 .9 m/s2 a m/a n 52 l m/ 取 3、 4 构件重合点 A 为研究对象，列加速度矢量方程得： = + = + + 小 : ? 42 ? 243 ? 方向： ? / 加速度极点为 ,加速度比例尺 a=m/, aB=a 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 = a s2 + a + a 小 ? ? 方向 / / 加速度多边形如图 1 3 所示 ,有 l c a=m/ 1. 4 点静力分析 取 分离 5、 6构件进行运动静力分析，作阻力体如图 1 4 所示 。 已知 00N， 又 么我们可以计算 G6/g700/10 F=P+45+ 代入 尺寸 解得 : 导杆 4受力分析如图 1上惯性力，和惯性力矩 42 g = 4/g =m 由静力 平衡条件对 取矩有： + 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 代入数据解得： 出力矩图从图中量出尺寸求 得 847N 对曲柄受力分析 02= 曲柄平 M=m,平衡力矩 =m（ 逆时针为正） 2 . 10 点 静力分析 取 离 5、 6构件进行运动静力分析，作阻力体如图 已 知 00N， 又 么我们可以计算 G6/g700/10 F= 45+ 从受力图中量出尺寸代入得 导杆 4受力分析如图 1上惯性力，和惯性力矩，用静力平衡分析法解。 42 g = 4/g =19N m 由静力平衡条件对 取矩有： +F 34 代入数据解得： 力矩图如图所示，从图中量出尺寸求出 曲柄受力分析 02= 曲柄平 M=m,平衡力矩 M=m（逆时针为买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 正） 七 统计 12 人的数据得到如下表 位置 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 c(m/s) 0 ac(m/ s(0 67 00 67 2 m) 0 69 500 衡力矩 位置变化曲线 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 速度 位置变化曲线 加速度 位置变化曲线 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 位移 位置变化曲线 八 飞轮的设计 1将各点的平衡力矩画在坐标纸上，如下图。平衡力矩所做的功可以通过数据曲线与横坐标之间所夹得面积之和求的。依据在一个周期内及 360内，曲柄驱动力矩所做的功等于阻力力矩所做的功，即可求的驱动力矩 下图中，横坐标为曲柄转角，一个周期 2，将一个周期变成 180 份，纵坐标轴为 力矩： =【 (2+ (x2+2】 2 /180 /2 =根据盈亏功的原理，求得各盈亏功值，并做能量指示图，以曲柄的平均驱动力矩为分界线，求出各区段盈亏功值 曲柄的平均驱动力矩 柄的最大驱动力矩 70 C=O”由最大盈亏功可以求得飞轮的转动惯量 900 ( 2 ) 因此可以设计出所需要求的飞轮。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 九 1.机械原理（第七版） 吴克坚 等 主编 高等教育出版社 2.机械原理课程设计曲继方主编，机械工业出版社 3. 机构分析与设计华大年等主编，纺织工业出版社 4.机械运动方案设计手册邹慧君主编，上海交通大学出版社 曲轴在 4点时受力分析（ u=10N/ 曲轴在 10点时受力分析 4点速度矢量图，加速度矢量图 运动静力分析 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 u v=s u a= 图 1 4 10点速度，加速度图， 运动静力分析 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 曲轴 4点受力分析 ,力矩图 图 1 5 曲轴 10点受力分析 力矩图 一、课程设计任务书 1. 工作原理及工艺动作过程 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床。刨床工作时 , 如图 (1所示， 由导杆机构 2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；刨头左行时，刨刀不切削，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 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。 切削阻力如图 (b） 所示。 O4 x y s 6 s 3 X s 6 C B Y 2 3 4 5 6 7 n 2 （ 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 F 0 5 0 5 b )、设计说明书 1画机构的运动简图 1、以 据尺寸分别定出 点。确定机构运动时的左右极限位置 。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、 3 12 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）。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 图 1 取第 位置和第 9位置 （如下图 1。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 图 1. 对位置 4 点进行速度分析和加速度分析 （ a） 速度分析 取速度比例尺l= 对 A 点： 4 3 344 / 大小： ？ ？ 4AV=l 4 7 3 2 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 4 = 8 4 3 6 3 3 3 2 3 34l 43 5 6 3 2 60 0 4 对于 C 点： + / 大小： ？ ？ CV=l l 5= 速度分析图： 图 1b)加速度分析 选取加速度比例尺为a= 对于 A 点： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 4 3 4+ 34r A 4O A 2O / 大小： ？ ? 由于32234263.4 4=2 434432808.0 24 2931975.0 已知， 根据加速度图 1 a 2549416.0 r 4 = a 2298112.3 424081866.1 5= 另外还可得出： 4201248.1 25 201785.0 对于 C 点 + B 4O C B 大小： ？ ？ 由 25 201785.0 a =4201248.1 根据根据加速度图可得： Ca=a 617683.0 a 9942344.0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 25 图 1对位置 9 点进行速度分析和加速度分析 （ a） 速度分析 取速度比例尺l= 对 A 点： 4 3 344 / 大小： ？ ？ 4AV=l 4 2 8 9 9 4 4 4 = 4 4 0 3 5 1 1 8 9 9 4 34l 43 0 7 8 2 4 9 4 9 70 0 4 对于 C 点： + 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 26 方向： / 大小： ？ ？ CV=l l 5= 速度分析图： 图 1b)加速度分析 选取加速度比例尺为a= 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 27 对于 A 点： 4 3 4+ 34r A 4O A 2O / 大小： ？ ? 由于32234263.4 4=2 43426918.1 24 已知， 根据加速度图 1 a 25498973.2 r 4 = a 24106178.2 42457293.2 44090