牛头刨床机构设计

西安科技大学高新技术学院课程设计报告学院机电情报学院课程机械原理课程设计专业机械设计制造及其自动化班机是1101班名字叫刘亚娟学号1102060708指导教师的程安宁日期2013年7月19日任务书姓名刘亚娟学号1102060708专业班机票1101次航班主题：牛头台的设计完成时间： 2013年7月19日具体内容和进展要求：具体内容：1)根据牛头台的工作原理，制作23个其他形式的驱动器(连杆机构)，并对其机构进行了比较。 2 )根据给定的数据决定机构的运动大小。 图式化设计，要求将设计结果和程序写入设计说明书。 3 )导向机构的运动分析。 将导杆机构置于直角坐标系的下方，构筑参数化的数学模型，对机座6的位移、速度、加速度以及导杆4的角速度和角加速度进行编程分析，描绘运动曲线，印刷上述各曲线图。 主程序编制过程被要求详细地写在说明书上。 4 )导向机构的动态静力分析。 建立机构仿真模型，给系统施力，编制程序，印刷施力曲线，求出最大平衡力矩和功率。 5 )凸轮机构设计。 根据给定的已知参数，决定凸轮的基本尺寸(基圆半径ro、齿条lo2o9、滚子半径rr )，将运算结果写入说明书。 将凸轮机构置于正交坐标系下，编制程序，求出凸轮机构的实际轮廓线，印刷从动件运动规则和凸轮机构仿真模型。 6 )制作设计说明书。 必须包括设计任务、设计参数、设计计算流程等。进展要求： 7月8日查阅资料，熟悉主题7月9、10日方案分析，比较7月11、12日平面机构尺度综合、运动分析七月十五、十六日平面动态静力分析7月17、18日制作计划图，整理设计说明书七月十九日答辩指导教师的程安宁2013年7月19日成绩教师牛头台机构设计牛头台是平面切削机床，如图1所示。 电动机通过皮带和齿轮驱动曲柄2和固定在曲柄2上的凸轮8，使齿轮台6和齿轮台7往复运动。 切削速度低且均匀，要求减小电动机容量和提高切削质量，在工作台左行驶时为空转行程，要求有急转弯作用，图1的工作台结构和电阻线图提高了生产效率。 回去的时候凸轮8与四杆机构1-9-10-11通过棘轮驱动螺纹机构(未图示)，将工作台连同工件一起进给，使刀刃继续切削。刀台在动作行程h中受到较大的切削阻力，前后各有0.05H的空刀距离，动作阻力f为常数的空回行程中没有切削阻力。 如图2所示，工作台图2牛头工作电阻线图整个运动周期受力的变化行程大会影响主轴的等速运行，因此安装飞轮减小主轴的速度变动，提高切削质量，减小电机容量。1 .牛头台执行机构牛头台的驱动器由导向机构和凸轮机构构成，完成了牛头台的是图3的牛头台驱动器往复运动和间歇移动。 如图3所示工作台工作时，工作台6通过曲柄2向右移动，工作台被切削。 刀空转行程时，凸轮8通过四轴机构驱动棘轮机构，棘轮机构驱动螺钉机构，使工作台与工件一起沿垂直纸面方向进给运动，其运动循环如图4所示。图4运动循环图2 .执行机构方案的选择牛头台主机构形态学矩阵功能要素局部解马克目标1234567a.a急转弯加工摆动导向机构杆滑块机构凸轮机构杆滑块机构偏置曲柄滑块机构导杆机构对心曲柄滑块机构曲柄摇杆机构摇杆滑块机构两曲柄机构曲柄滑块机构摆动导向机构齿条和小齿轮机构乙组联赛工作台的间歇移动曲柄杆机构棘轮机构曲柄杆机构棘轮机构齿轮齿条不完全齿轮机构的齿轮齿条滑轮机构齿轮齿条凸轮间歇运动齿轮齿条方案1 :有两个四杆机构。 设ba、部件1、2、3、6，则构成杆引导机构，基本参数b/a=。 部件3、4、5、6构成操纵杆滑动机构。 该方案结构简单，加工方便，可承受较大载荷，具有急转弯特性，形成变速比系数k=(180 )/(180-)，=2arcsin(1/) . 仅仅通过正确选择操纵杆CD的适当长度，就可以满足笔划h的要求。 导杆机构具有较大的转角，传动性能良好的机构横向和纵向运动尺寸不大，合理。 在工作过程中，刀刃速度慢，而且变化缓慢，符合要求。方案2 :由凸轮机构和操纵杆的滑块机构组成。 该方案凸轮机构可使从动件获得任意的运动规律，但由于凸轮制造复杂，表面硬度要求高，加工和热处理费用大。 提案采用高副接触，仅受小载荷，表面磨损快，磨损后凸轮轮廓形状改变。 滑块具有急转弯运动的性质，凸轮机构受到的冲击较大。 滑块的行程h比较大，调节困难，必然为了减小凸轮机构的压力角过大的压力角，必须增大基圆的半径，凸轮和机构整体变得非常大。 凸轮与从动件始终接触，需要强力关闭或几何关闭，结构复杂。方案3 :表中的A3方案是偏置曲柄滑块机构、机构的基本尺寸a、b、e。 该方案比第一方案构造简单，也具有急转弯特性，因为=arcos e/(a b ) -arccos e/(b-a ) ，所以a和e增大，或者b减小时k增大. 但是，增大e或减小b时，滑块的速度变化剧烈，最大速度、加速度、动载荷增加，最小传动角减小，传动性能变差。方案：表中的a方案，由两个四杆机构组成。 部件1、2、3、4构成两曲柄机构，部件3、4、5、6构成曲柄滑块机构。 该方案具有急转弯作用，=arctan(c/d )、2=180-，因此，即使增大K=(180-)/、c或减小d，a也能够与b的尺寸无关地减小k。 机构横向和纵向尺寸大，a和d传动轴必须悬臂安装。 否则，机构一动，轴和曲柄就会干涉。 进行往复运动的滑块6或进行俯视复杂运动的链路EF与BC的动平衡较难。比较上述刀刃急转加工方案，实现规定刀刃运动的要求优选采用方案1 . 工作台间歇移动距离的调整采用B1方案，采用可调曲柄尺寸的曲柄摇杆机构棘轮机构，最终可使系统解为A1 B1。 如图5所示图5最终选择方案3 .尺寸选择牛头台原始数据：切削平均速度(mm/s)=580； 行程速度变化系数K=1.5；刀刃行程H(mm)=400； 切削阻力(N)=4000；空行程摩擦阻力(N)=200； 刀越量(mm)=20；工作台重量(N)=620； 部件比重(N/m)=300；机械运转速度容许不均匀系数=0.05机构的尺寸h36647毫米120毫米162毫米389毫米400毫米=52.2r/min4 .主要机构尺度的综合和运动分析机构位置分类图均等地12等分，取上述方案第2位置和第7位置进行运动分析1 )，曲柄位置“2”进行速度、加速度分析(列向量方程式、描绘速度图、加速度图)。“2”位置速度分析“2”位置加速度分析取曲柄位置“4”进行速度分析。取构件3和4的重合点a进行速度分析。1=5.62 rad/s，逆时针旋转。a )速度解析用速度影像法对于a点：= (4-1)方向：/大小： 日？ 脾气式中：=0.6048m/s=0.887rad/s=V=0.3902 m/sv=0.5676米/秒c点时：= (4-2)方向：/大小： 日？ 脾气式中：=0.4789 m/s=0.1064 m/s=0.788rad/sb )加速度分析用加速度影像法a点时：= = (4-3)方向： A A /大小：皮式中：=2=4.064m/s2=0. 830米/s 2=0.346米/S2=2. 190米/s 2=3.224 m/s2=0.084 m/s2=3.065 m/s2关于c点：= (4-4)方向：/B CB大小： 地址式中：=3.139 m/s2(2)进行位置7的速度和加速度分析“7”位置速度分析“7”位置加速度分析(a )速度解析用速度影像法对于a点：= (45)方向：/大小： 日？ 脾气式中：=0.6048m/s=