牛头刨床~机械原理

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1、摘要机械原理课程是高等学校机械类近机类专业本、专科学生较全面地运用已学过的知识，特别是机械原理部分已学过的知识的知识第一次较全面地对一项工程实际的应用问题从任务分析、调查研究、方案比较、方案确定、绘制出机构运动简图、进行机械运动和动力学分析与设计的基本训练，是该课程的一个重要实践环节。其目的在于运用已学过的知识培养学生创新能力，用创新思想确定出解决工程实际问题的方案及其有关尺寸，并学会将方案绘制出机构运动简图的能力。培养学生对确定的机构运动简图进行机构运动分析及动力分析，学会按任务进行调研、实验、查阅技术资料、设计计算、制图等基

2、本技能。并进一步提高计算、分析，计算机辅助设计、绘图以及查阅和使用文献的综合能力，学会运用团队精神，集体解决技术难点的能力。目录一、设计任务11.1、牛头刨床的机构简介11.2、原始数据及设计要求21.3、设计内容31.4、画机构的运动简图3二、导杆机构的运动分析42.1、速度分析42.2、加速度分析5三、导杆机构的动态静力分析73.1、运动副反作用力分析73.2、曲柄平衡力矩分析7总结8参考文献9一、设计任务1.1、牛头刨床的机构简介牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图所示。电动机经皮带和齿轮传动，带动曲柄2和固结在其上

3、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，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

4、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容量。1.2、原始数据及设计要求设计内容导杆机构的运动分析符号n2单位r/minmm方案Ⅰ603801105400.250.524050方案导杆机构的动态静力分析G4G6PypJs4Nmm方案Ⅰ2007007000801.1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所作的圆弧高的平分线上。要求做机构的运动简图，并作机构两位置的速度、加速度多边形以及刨头的运动线图。以上内容与后面的动静力分析一起画在1号图纸上。1.

5、3、设计内容（1）按设计任务书要求调研、比较设计的可能方案，比较方案的优劣，最终确定所选最优设计方案；（2）确定杆件尺寸；（3）绘制机构运动简图；（4）对机械行运动分析，求出相关点或相关构件的参数，如点的位移、速度、加速度；构件的角位移、角速度、角加速度。列表，并绘制相应的机构运动线图如位移与原动件角曲线；速度与原动转角曲线；加速度与原动件转角曲线；（5）要求学生根据设计任务，绘制必要的图纸；（6）编写设计说明书。1.4、画机构的运动简图以O4为原点定出坐标系，根据尺寸分别定出O2点，B点，C点。确定机构运动时的左右极限位置。曲

6、柄位置图的作法为：取1和9’为工作行程起点和终点所对应的曲柄位置，1’和8’为切削起点和终点所对应的曲柄位置，其余2、3…13等，是由位置1起，顺ω2方向将曲柄圆作16等分的位置。取Ⅰ方案的第1位置点和第9位置点，二、导杆机构的运动分析2.1、速度分析取速度比例尺=，见图纸速度分析。对A点：=+方向：//大小：？√？======V==对于C点：=+方向：//大小：？√？====2.2、加速度分析选取加速度比例尺为=，见图纸加速度分析。对于A点：=+=++方向：A→A→//大小：√？√√?由于===2===已知，根据加速度图可得：

7、==，==另外还可得出：==对于C点=+++方向：C→B大小：？√√√？根据根据加速度图可得：，三、导杆机构的动态静力分析3.1、运动副反作用力分析取“9”点为研究对象，分离5、6构件进行运动静力分析，见图纸力分析。已知G6=700N，又ac=4.7m/s2,P=7000N可以计算FI6=-G6/g×ac=-(700/10×4.7)=-329N取方向：竖直竖直水平水平大小：√？？√可计算出,分离3,4构件进行运动静力分析，杆组力体图见图纸力分析。已知：FR56=FR54=6700N，G4=200N由此可得：FI4=-G4/g×a

8、4=-72N根据，其中，，，分别为,,,作用于的距离（其大小可以测得），可以求得：=8813N作力的多边形见图纸力分析。3.2、曲柄平衡力矩分析曲柄2进行运动静力分析，作组力体图见图纸力分析。作用于的距离为h，其大小为0.028m所以曲柄上的平衡力矩为：，方向为