牛头刨床机械原理课程设计 2 点和 8 点[1] 广西工学院 课程设计 说 明 书 设计题目 牛头刨床 系 别 机械工程系 专业班级 学生姓名 学 号 指导教师 日 期 2010.06.07----2010.06.18 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...

  牛头刨床机械原理课程设计 2 点和 8 点[1] 广西工学院 课程设计 说 明 书 设计题目 牛头刨床 系 别 机械工程系 专业班级 学生姓名 学 号 指导教师 日 期 2010.06.07----2010.06.18 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,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 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。 图 1-1 1.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,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。永乐国际app, 设计数据: 1.2 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) 。 图 1-2 选择表Ⅰ中方案Ⅱ 取第 2 位置和第 8 位置(如下图 1-3)。 A 图 1-3 1.3 速度分析 以速度比例尺=(0.01m/s)/mm 和加速度比例尺a=(0.05m/s2)/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,并将其结果列入表格(1-2) 表格 1-1 2 杆速度图:如图 1-4 2 杆加速度图:如图 1-5 图 1-4 8 杆速度图: 如图 1-6 图 1-5 8 杆加速度图:如 1-7 图 1-6 表格(1-2) 各点的速度,加速度分别列入表 1-3,1-4 中 表 1-3 表 1-4 1.4 导杆机构的动态力分析 已知 各构件的重量 G(曲柄 2、滑块 3 和连杆 5 的重量都可忽略不计),导杆 4 绕重心的转动惯量 Js4 及切削力 P 的变化规律。 要求 求各运动副中反作用力及曲柄上所需要的平衡力矩。以上内容做在运动分析的同一张图纸上。 首先按杆组分解实力体,用力多边形法决定各运动副中的作用反力和加于曲柄上的平衡力矩。参考图 1-3,将其分解为 5-6 杆组示力体,3-4 杆组示力体和曲柄。 2.1 矢量图解法: 图 2-1 2.1.1 5-6 杆组示力体共受五个力,分别为 P、G6、Fi6、R16、R45, 其中 R45 和 R16 方向已知,大小未知,切削力 P 沿 X 轴方向,指向刀架,重力 G6 和支座反力 F16 均垂直于质心, R45 沿杆方向由 C 指向 B,惯性力Fi6 大小可由运动分析求得,方向水平向左。选取比例尺= (10N)/mm,作力的多边形。将方程列入表 2-1。 U=10N/mm 已知 P=0N,G6=800N, 又 ac=ac5=6.6947598675m/s,那么我们可以计算 2 FI6=- G6/g×ac =-800/10×6.6947598675=-535.580789 又F=P+G6+FI6+FR45+FR16=0, 作为多边行如图 1-7 所示 6 比例尺:u=(10N)/mm 图 1-7 图 1-7 力多边形可得: FR45=536.4475789N FR16= 830.648267N 分离 3,4 构件进行运动静力分析,杆组力体图如图 1-8 所示, 2.1.2 对 3-4 杆组示力体分析 已知: F54=-F45=536.4475789N,G4=220N aS4=aA4 lO4S4/lO4A=4.60918918m/s2 , 2 =15.8937558rad/sS4 由此可得: FI4=-G4/g×aS4 =-220/10×4.60918918N=-101.4202162N MS4=-JS415.8937558Nm= -19.072507Nm S4=-1.2× 在图 1-8 中,对 O4 点取矩得: M O4=G4x*lo4B+FIx* lo4B+FR54x* lo4B+FR24x* lo4B+M=0 代入数据, 解得 FR24=534.961814N 比例尺:u=(10N)/mmG4 2.1.3 对曲柄分析,共受 2 个力,分别为 R32,R12 和一个力偶 M,由于 滑块 3 为二力杆,所以 R32= R34,方向相反,因为曲柄 2 只受两个力和一个力偶,所以 FR12 与 FR32 等大反力,由此可以求得: h2=0.09m,则, 对曲柄列平行方程有, MO2=M-F42h2=0 即 即 M=48.1665633 Nm