机械原理课程设计2.doc

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1、1设计题目：牛头刨床1.）为了提高工作效率，在空回程时刨刀快速退回，即要有急会运动，行程速比系数在1.4左右。2.）为了提高刨刀的使用寿命和工件的表面加工质量，在工作行程时，刨刀要速度平稳，切削阶段刨刀应近似匀速运动。3.）曲柄转速在60r/min,刨刀的行程H在300mm左右为好，切削阻力约为7000N，其变化规律如图所示。2、牛头刨床机构简介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

2、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（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。

3、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容量。3、机构简介与设计数据3.1.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

4、。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。3.2设计数据表3-3牛头刨床刨刀的往复运动机构设计数据容导杆机构的运动分析符号n2Lo2o4Lo2ALo4BLBCLo4

5、S4xs6ys6单位r/minmm方案I1723801206006000.5Lo4B24050方案II1503801206005000.5Lo4B20050容导杆机构的动态静力分析齿轮机构的设计符号G4G6PyPJs4mi12Lo1o2单位Nmmkg.m2mmmm方案I2007007000801.162.5150方案II2208009000801.263180容凸轮机构设计符号ψmaxαmaxLo9DLo2o9γ0γt从动件运动规律余弦加速上升远休止等加速等减速下降近静止单位（°）mm（°）方案

6、I15401251608010相应凸轮转角751075200方案II153813517080107010702104、设计容4.1.导杆机构的运动分析（见图例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。以上容与后面的动静力分析一起画在1号图纸上。曲柄位置图的作法为取29和69为摆杆两个极限位置对应的曲柄位置，19和79为切削起点和终点所对应的位置，其余2，3…1

7、2等，是由位置1起顺v2方向将曲柄圆周作12等分的位置。步骤：1）设计导杆机构。按已知条件确定导杆机构的未知参数。其中滑块6的导路x-x的位置可根据连杆5传力给滑块6的最有利条件来确定，即x-x应位于B点所画圆弧高的平分线上（见图例1）。2）作机构运动简图。选取比例尺=3mm/mm按要求所分配的两个曲柄位置作出机构的运动简图，其中一个位置用粗线画出。取曲柄水平时为起始位置1，按转向将曲柄圆周十二等分，得十二个曲柄位置。再作出开始切削和中止切削所对应的1’和7’两位置。共计16个机构位置。3）作速

8、度，加速度多边形。选取速度比例尺=0.02（）和加速度比例尺=0.6（），用相对运动图解法作该两个位置的速度多边形和加速度多边形，并将起结果列入表。4)作滑块的运动线图。根据机构的各个位置，找出滑块6上C点的各对应位置，以位置1为起始点，量取滑块的相应位移，取位移比例尺=0.006（），作（t）线图。为了能直接从机构运动简图上量取滑块位移。然后根据（t）线图用图解微风法（弦线法）作出滑块的速度（t）线图，并将结果与其相对运动图解法的结果比较。5）绘制滑块的加速度线图（见图1）.导杆机构的运动分析