机械原理课程设计牛头刨床说明书位置11、7

1、机械原理课程设计说明书设计题目： 牛头刨床设计：目录1、 课程设计任务书2、 设计（计算）说明书（1）画机构的运动简图 （2）机构运动分析对位置18 点进行速度分析和加速度分析对位置10 点进行速度分析和加速度分析（3）对位置18、10点进行动态静力分析3、飞轮设计4、摆动滚子从动件盘形凸轮机构的设计5、参考文献 6、心得体会一、课程设计任务书1. 确定与分析设计对象的总体传动方案2. 绘制两个指定位置的机构运动简图3. 绘制从动件的运动（位移、速度和加速度）线图4. 按照指定位置进行机构的运动学和动力学分析与计算5. 按要求进行调速计算并绘制12 个典型（零）构件的曲线轮廓四、本次任务要求在

2、答辩前完成1. 体现上述第第4 项设计内容的A 图纸1 张12. 体现上述第 5项设计内容的A 图纸23 张23. 不少于10页的设计说明书1 份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(1-1示 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；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(）所示。y6X7Ys6sC6Bn2O2r2s

3、344x图（1-1）x0.05HH(b)2原始数据及设计要求设计 导杆机构的运动分析内容nxyLLBCSS4466单位 r/min方案 60Imm350Ln已知 曲柄每分钟转数 ，各构件尺寸及重心位置，且刨头2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图。以上内容与后面动态静力分析一起画在 1 号图纸上。二、设计说明书(详情见 A1 图纸)1画机构的运动简图1、以O 为原点定出坐标系，根据尺寸分别定出O 点，B点，C 点。42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 工作行程起点和终点

4、所对应的曲柄位置1 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 方向将曲柄圆作 24 等分的位置（如2下图取第 1 方案的第 18 位置和第 10 位置（如 A1 图纸）。、机构运动分析（）曲柄位置“”速度分析，加速度分析（列矢量方程，画速度图，加速度图）取曲柄位置“18”进行速度分析。因构件2 和3 在 A处的转动副相连，故 V =V ，其大小等于 W l ，方向垂直于O 线，指向与 一致。A2A32 O2A2 A2 =2n /60 rad/s= 6.28 rad/s21 = = l 0.69 （O ）A3A22 O2A=2取构件3 和4 的重合点A 进行

5、速度分析。列速度矢量方程，得 = +A4A3A4A3大小?方向 O B O A O B424取速度极点P，速度比例尺 = 0.01 (m/s)/mm,作速度多边形如图一v图一取 5 构件作为研究对象，列速度矢量方程，得 = +CBCB大小?方向 水平 () O BBC4取速度极点P，速度比例尺 =0.01 (m/s)/mm, 作速度多边行如图一。vPb=P a O B/ O A= 47.5 mm444则由图1-2 知， =PC = 46 m/sCv加速度分析：取曲柄位置“18”进行加速度分析。因构件2 和 3 在 A点处的转动副相连，故a =a 其大小等于 l 方向由 A指向O 。2nn2 O

6、2A2A2A3 = 6.28 rad/s, a =a = l = 4.34 m/s22nn22O2AA3A2取 3、4构件重合点A为研究对象，列加速度矢量方程得：a =+ a = a+aK+aA4A3vannA3A4A4A4大小: ? l?2 ?24O4A4 A4 A3方向： ? BA O B AO O B（向右） O B（沿导路）4244取加速度极点为,加速度比例尺 = 0.05 （m/s ）,2aa = l = 0.16 m/s a=2 =0.375 m/s22KA4A32n4O4A4 A4 A3A4a =4.34 m/sn2A3作加速度多边形如图二所示图二则由图1-3, 取5 构件为研究

7、对象列加速度矢量方程得ac=aB+acB +acBn大小 ? ?方向导轨 B BC由其加速度多边形如图二所示有a p2=4.55c=a（）曲柄位置“”速度分析，加速度分析（列矢量方程，画速度图，加速度图）取曲柄位置“10”进行速度分析，其分析过程同曲柄位置“18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 = +A4A3A4A3大小?方向 O B O A O B424取速度极点P，速度比例尺 ，作速度多边形如图三。v444则由图三知，取5构件为研究对象，列速度矢量方程，得 = +C5B5C5B5大小?方向导轨() O B BC4其速度多边形如图1-4 所示，有 =PC =0.6

8、4 m/sCv取曲柄位置“10”进行加速度分析,取曲柄构件3 和 4 的重合点 A 进行加速度分析列加速度矢量方程得aaaaaanA4nA3kA4 =A4=+A4A3+A4A3大小 ? l ?2 ?24O4A4 A4 A3方向 ? AOB O O（向左）O （沿导路）4244取加速度极点为P,加速度比例尺 0.05（m/s /mm作加速度多边形图2a,四则由图四知，= l = 0.35m/s a=2 = 0.975m/s222a n4O4A4 A4 A3a =0.35 m/sn2A3用加速度影象法求得a = a l /l =1.75 m/sO4B O4A2BA4取 5 构件的研究对象，列加速度

9、矢量方程，得aaB+aanCB +CBC =大小 ? ?BC方向 导轨 CB其加速度多边形如图四所示，有a = p =1.825 m/s2CCa、机构动态静力分析取“10”点为研究对象，分离56构件进行运动静力分析，作,组示力体如图五所示。图五已知G = 700N，又a = 1.825m/s 可以计算26ci6=- （G /g）a = -130.36N6c作为多边行如图六所示， =100 。N图六由图六力多边形可得： N N45, 16分离34O点取矩.如 A1图纸所示；4代入数据， 得 N23=7945 N对曲柄2 进行运动静力分析，作曲柄平衡力矩如A1图纸所示。取“18”点为研究对象，分离

10、56 构件进行运动静力分析，作,组示力体如图 所示。图已知G =700N，又a =4.55m/s 可以计算26ci6=- （G /g）a = 325N6c作为多边行如图 所示， = 。N图由图力多边形可得： N N45, 16分离3，4构件进行运动静力分析，杆组力体图如图七所示，在图中，O点取矩.如 A1图纸所示；4代入数据， 得 N23= 8282N对曲柄2进行运动静力分析，作曲柄平衡力矩如A1图纸所示，三、 （一）已知条件、要求及设计数据1、已知：摆杆为等加速等减速运动规律，其推程运动角，远休止角，如图8 所示，摆杆长度l ，最大摆角 ，许用压力sO9Dmax角 2、要求：确定凸轮机构的基

11、本尺寸，选取滚子半径 ，画出凸轮实T际廓线。3、设计数据：maxS0lO2O9mmmm150（二）设计过程选取比例尺，作图 =1mm/mm。l1、取任意一点O 为圆心，以作 =45mm 基圆；r202、再以O 为圆心，以 =150mm为半径作转轴圆；lO2O9l23、在转轴圆上O 右下方任取一点O ;294、以 O 为圆心，以 / =135mm 为半径画弧与基圆交于 D O D 即ll9OqD9为摆动从动件推程起始位置，再以逆时针方向旋转并在转轴圆上分别画出11.6 对推程段等分、11.6 A 进行标记，于是得到了转轴圆山的一系列的点，这些点即为摆杆再反转过程中依次占据的点，然后以各个位置为起

12、始位置，把摆杆的相应位置画出来，这样就得到了凸轮理论廓线上的一系列点的位置，再用光滑曲线把各个点连接起来即可得到凸轮的外轮廓。5、凸轮曲线上最小曲率半径的确定及滚子半径的选择（）用图解法确定凸轮理论廓线上的最小曲率半径 ：先用目测法估计min凸轮理论廓线上的 的大致位置（可记为 A A 点位圆心，任选min较小的半径r 作圆交于廓线上的BC点；分别以BC 为圆心，以同样的半径 r 画圆，三个小圆分别交于、E、F、G 四个点处，如下图 9 所示；过 、E两点作直线，再过、G两点作直线，两直线交于O点，则O点近似为凸轮廓线上 A 点的曲率中心，曲率半径；此次设计中，凸OAmin轮理论廓线的最小曲率

13、半径。min图 9（2）凸轮滚子半径的选择（r ）T凸轮滚子半径的确定可从两个方向考虑：几何因素应保证凸轮在各个点车的实际轮廓曲率半径不小于 15mm。对于凸轮的凸曲线处， rCT对于凸轮的凹轮廓线（这种情况可以不用考虑，因为它不会发生 rCT轮上的凸曲线，则应用公式：；力学 5r r 5 22mmminTTmin因素滚子的尺寸还受到其强度、结构的限制，不能做的太小，通常取及。综合这两方面的考虑，选择滚子半径为r (0.10.5)r4.5 r 22.5mmT0Tr 。T得到凸轮实际廓线，如图10所示。图 四、参考文献1、机械原理高中庸主编2、理论力学/哈尔滨工业大学理论力学研究室编六版北京2002.8