牛头刨床设计任务书

机械原理课程设计任务书之一一、设计题目牛头刨床二、工作原理与结构组成图1 牛头刨床外形图牛头刨床是用于加工中小尺寸的平面或直槽的金属切削机床，多用于单件或小批量生产。为了适用不同材料和不同尺寸工件的粗、精加工，要求主执行构件刨刀能以数种不同速度、不同行程和不同起始位置作水平往复直线移动，且切削时刨刀的移动速度低于空行程速度，即刨刀具有急回现象。刨刀可随小刀架作不同进给量的垂直进给；安装工件的工作台应具有不同进给量的横向进给，以完成平面的加工，工作台还应具有升降功能，以适应不同高度的工件加工。DS5A24B31EC5615050250S3(导杆中点）图2 设计对象三、设计对象牛头刨床是一个复杂的系统，需要结合课程设计的特点，将设计对象进行简化。如图2所示，课程设计要求对实现刨刀往复运动的主执行机构（由连杆机构组成）和驱动工作台实现间歇移动的执行机构（由凸轮机构组成）进行运动学尺度设计和运动学、动力学性能分析。图中给出了切削力作用点、导杆质心S3、滑块质心S5相对于铰链E的位置。可供选择的主执行机构方案如图3所示。图5为牛头刨床系统图。方案1方案2方案3方案4方案5方案6图3主执行机构参考方案 四、设计要求及设计参数要求主执行机构工作行程切削平稳、压力角较小。进给机构压力角不超过许用值。设计参数如表1所示。表1 牛头刨床设计参数题号12345678910主执行机构曲柄转速n148495052504847556056机架LAC380350430360370400390410380370刨刀行程H310300400330380350390310310320行程速比系数K1.461.401.401.441.531.341.501.371.461.48连杆与导杆之比LDE/LCD0.250.280.300.270.300.280.270.250.280.26工作阻力F(N)4500460047004000410052004200400060005000导杆质量m3(kg)20202220222426282622导杆转动惯量JS3(kgm2)1.11.11.21.21.21.31.21.11.21.2滑块质量m5(kg)70708080809080708060进给机构从动件最大摆角y15151515151515151515凸轮从动件杆长(mm)125135130122123124126128130132推程许用压力角a推程40404040404040404040回程许用压力角a回程50505050505050505050滚子半径rr(mm)15151515151515151515刀具半径rc(mm)0.080.080.080.080.080.080.080.080.080.08刨刀阻力曲线如图4所示。刨刀在切入、退出工件时均有0.05H的空载行程。0.05H0.05HHSFmaxF图4刨刀阻力曲线图5牛头刨床系统图五、设计任务1）完成各执行机构的选型与设计计算，选择原动机，拟定机械传动方案，确定各级传动比，画出机构运动简图及机械系统传动方案设计图（如图5所示）。2）按工艺要求进行执行系统协调设计，画出执行机构的工作循环图；3）对主执行机构用解析法进行运动分析，用相对运动图解法对其中的一个位置加以验证，并根据计算机计算结果画出刨刀位移线图，速度线图和加速度线图；4）用图解法对主执行机构的一个位置进行动态静力分析；5）用解析法对控制工作台横向进给的凸轮机构进行运动分析；6）用图解法绘制控制工作台横向进给的凸轮机构的位移曲线及凸轮轮廓曲线；7）根据机电液一体化策略和现代控制（包括计算机控制）理论，大胆提出一种或一种以上与该机现有传统设计不同的创新设计方案。六、提交材料1）设计计算说明书一份及附件（附件含主执行机构运动分析解析法计算结果和凸轮设计上机计算结果，对自己所做的指定位置的图解法加以验证 ）。设计计算说明书的详细要求 -设计出传动系统方案及确定各级传动比,有计算过程、依据、结果 -选出原动机类型、型号 ,有计算过程、依据、结果 -各种机构比较、评价、选择的依据；最后选出的1 个最终方案. -主执行机构的参数确定,有设计或和综合的过程、依据、结果 -工作循环图 ,有各角度的设计过程、依据、结果 -飞轮设计,有计算过程、依据、结果2）1号图纸一张（主执行机构简图及指定位置的运动分析和动态静力分析图，刨刀的运动位移线图、速度线图和加速度线图 ）3）3号图一张（凸轮机构运动简图、凸轮机构的位移曲线和运动循环图）；4）3号图一张（机械系统传动方案设计图）。参考资料1 孟宪源，姜琪. 机构构型与应用. 北京：机械工业出版社，20032 黄茂林，秦伟. 机械原理. 北京：机械工业出版社，20023 申永胜主编. 机械原理教程（第2版）. 北京：清华大学出版社，20054王三民主编. 机械原理与设计课程设计. 北京：机械工业出版社，20055 裘建新主编. 机