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牛头刨床
0.机构简介与设计数据 0.1牛头刨床简介
牛头刨床是一种用平面切削加工的机床，如下图所示。电动机经皮带和齿轮传动，带动曲柄2和固结在其上的凸轮8。刨床工作时，由曲柄机构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，此时要求速度较底并且均匀，以减少电动机的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，使工作台连同工作件作一次
— — 进给运动，以便刨刀继续切削。刨头在工作行程中，受到很大的工作阻力（在切削的前后个有一段约0.5H的空刀距离，见图）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容量。
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牛头刨床机构简图及其阻力曲线 0.2设计数据 运动分析数据
导杆机构的运动分析 n2 lo2o4 lo2A lo4B lBC lo4s4 xs6 ys6 r/min mm 方案Ⅰ 60 380 110 540 0.25 lo4B 0.5 lo4B 240 50 导杆机构的动态静力分析数据 导杆机构的动态静力分析 G4 G6 N P yp mm Js4 Kg·m2 1.1 方案Ⅰ 200 700 7000 80 凸轮机构设计数据 方案 φmax凸轮机构设计 lo9D mm 125 [α] φ o φs φ, o 方案Ⅰ 15 40 75 10 75 飞轮转动惯量确定数据
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δ 方案Ⅰ 飞轮转动惯量的确定 no’ r/min 1440 Z1 Zo” Z1’ Jo2 Jo1 Jo” Jo’ Kg·m2 40 0.5 0.3 0.2 0.2 0.05 10 20 第 页 共页
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1.导杆机构的运动分析
已知 曲柄每分钟的转数n2,各构件的尺寸及重心位置，且刨头导路x-x位于导杆端点B所作圆弧高的平分线上（见图） .
要求 做出机构的运动简图，用解析法和图解法求出方案Ⅰ中1′+10°和9位置的速度、加速度，并对结果进行误差分析。
θ5l`6A1`+10l5l4o2l29l6s4θ2θ4o41.1矢量方程图解法
用CAD按一定的比例绘制机构位置机构简图及相应的速度和加速度多边形图，并量出个对应
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量进行对矢量方程的所求得的结果分析误差。矢量方程图解法： 其中l2=lAO2, l4=lBO4,l5=lBC,vB=vB4=vB5, aB= aB4=aB5 （1） 速度
未知量 vA4的大小 矢量方程 vA4 = vA3 + vA4A3 vB的大小 vC的大小 方向：?AO4 ?AO2 //O4B 大小： ？ l02Aω2 ？ 影像法 vB= vA4?l4/lAO4 vC = vB + vCB 方向： //导路 ?BO4 ?BC 大小： ? vA4?l4/lAO ？ （2）加速度
未知量 aA4的大小 aB的大小 aC的大小 矢量方程 aA4= anA4 + atA4 = aA3 + akA4A3 + arA4A3 方向： A?O4 ? AO4 A?O2 ?AB //AB 大小： v2A4/lAO4 ? l2ω22 2ω3 v A4A3 ? 影像法aB5 =aB4=l4 aA4/lao4 ，方向与aA4相同 aC = aB5 + anC5B5 + atC5B5 第 页 共 页