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时间:2018-07-20
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1、课程设计报告学生姓名:学号:学院:机械工程学院班级:机械105班题目:牛头刨床主体机构设计指导教师:职称:副教授、助教2013年12月30日目录一、背景概述1二、设计方案2三、设计计算4四、设计创新点5五、总结6参考文献6附图:7一、背景概述牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床,如图4-1。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
2、,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。刨头在工作行程中,受到很大的切削阻力(在切削的前后各有一段约5H的空刀距离,见图4-1,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运转,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小电动机
3、容量。7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
4、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。二、设计方案选用曲柄滑块机构。(1)机构简图如下图7(2)机械功能分析根据机构图可知,整个机构的运转是由原动件1带动的。杆通过滑块2带动滑块3的运动,从而实现刨刀的往复运动。(3)工作性能分析该机构中原动件1对滑块2的压力角一直在改变。但是原动件1的长度较小,滑块3的半径较大,即原动件1的变化速度对于滑块3的影
5、响不是很大,同时机构是在转速不大的情况下运转的,也就是说,在滑块2作用下的滑块3的速度在切削过程中变化不大,趋于匀速运行。原动件1在滑块2上的速度始终不变,但是随着原动件1的运转,在一个周期里,滑块3的半径长度由小到大,再变小。而半径的长度是滑块3的回转半径,也就是说,在机构的运行过程中,推程的速度趋于稳定,在刨头回程时,由于扇形齿轮受到齿条的反作用力减小。`还有滑块3的回转半径减小,使滑块3的回程速度远大于推程时的速度。即可以达到刨床在切削时速度较低,但是在回程时有速度较高的急回运动的要求。在刨头往返运动
6、的过程中,避免加减速度的突变的产生。(4)机构的传递性能动力性能分析该机构中所有的运动副都是低副,齿轮接触的运动副对于载荷的承受能力较强,所以,该机构对于载荷的承受能力较强,适于加工一定硬度的工件。同时。滑块3是比较大的工件,强度比较高,不需要担心因为载荷的过大而出现机构的断裂。在整个机构的运转过程中,原动件1是一个曲柄,滑块3只是在一定的范围内活动,对于杆的活动影响不大,机构的是设计上不存在运转的死角,机构可以正常的往复运行。该机构的主传动机构采用导杆机构。滑块3固结于刨头的下方。滑块3的重量较小,运转时
7、产生的惯量也比较小,不会对机构产生一定的冲击,从而不会使机构产生震动。(5)机构的合理性与经济性能分析该机构的设计简单,尺寸可以根据机器的需要而进行选择,不宜过高或过低。同时,齿轮的重量有助于保持整个机构的平衡。使其重心稳定。由于该机构的设计较为简单。所以维修方便。,除了滑块的安装需要很高的精确度外没有什么需要特别设计的工件,具有较好的合理性。7三、设计计算(1)滑块位置“2”速度分析,加速度分析取滑块位置“2”进行速度分析。因构件2和8在A处的转动副相连,故VA2=VA3,其大小等于ω2lO2A,方向垂直
8、于O2A线,指向与ω2一致。ω2=2πn2/60rad/s=6.699rad/sυA3=υA2=ω2·lO2A=6.699×0.09m/s=0.6m/s(⊥O2A)取构件2和8的重合点A进行速度分析。列速度矢量方程,得υA4=υA3+υA4A3大小?√?方向⊥O4A⊥O2A∥O4B取速度极点P,速度比例尺µv=0.01(m/s)/mm,作速度多边形则,υA4=pa4/μv=44.9m/sυA4A3=a3a4/μv
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