广西工学院课程设计用纸
广西工学院 机械原理 课程设计
设计题目 说 明 书
牛头刨床
系 别 专业班级 学生姓名 学 号 指导教师 日 期
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广西工学院课程设计用纸 牛头刨床课程设计
0.机构简介与设计数据 0.1 机构简介
牛头刨床是一种用平面切削加工的机床，如下图0-1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，此时要求速度较低并且均匀，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0.05H的空刀距离，见图0-1b）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.
图0-1 牛头刨床机构简图及阻力曲线图
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0.2设计数据
表4—1 设计数据
设计 内容 符n2 号 单 位 r/min 方案Ⅲ 设计 内容 符号 单位 δ 飞轮转动惯量的确定 72 0.36430 110 810 0.5 导杆机构的运动分析 导杆机构的动态静力分析 lO2O4 lo24 lo4B lBC (l1) (l2) (l4) (l5) mm lo4s4 xs6 ys6 G4 G6 P yp Js4 N mm kg.m 2180 40 220 620 8000 100 1.2 lO4B lO4B no’ z1 zo” z1’ Jo2 JJ1 Jo” Jo’ r/min 15 19 50 方案Ⅲ 0.05 1440 0.5 0.3 0.2 0.2
设计 内容 符号 凸轮机构的设计 ψmax lo9D αmm 130 42 75 10 65
φ φs φ＇ 单位 ° 方案Ⅲ 15
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1.导杆机构的运动分析
已知：曲柄每分钟转数n2，各机构尺寸及中心位置，切刨头导路x-x位于导杆端点B所作圆弧高的平分线上。
要求：作该机构的运动简图，并作第方案Ⅲ机构 2和4+5°位置的速度和加速度多边形以及刨头的运动线图。用CAD软件计算并绘出准确的速度和加速度的方向和大小，并且用解析法进行验算，此两种方法保留八位小数，以上内容与后面的动态静力分析图一起画在1号A3图纸上。
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、3…12等，是由位置1起始顺时针方向将曲柄圆周作12等分的位置。 如图
位置4位置+5°O2O4
图1-1
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1.1矢量方程图解法作速度分析
用ω2表示杆2的角速度，ω3表示滑块3角速度，ω4 表示4杆的角速度ω5表示5的角速度,又滑块3、杆4以移动副连接,所以ω3=ω4 对位置 2 和 位置 4+5°速度分析：
又已知ω2=（2.4π×n2）/60=7.53982236 rad/s
先对2杆和滑块3和4杆分析速度， A点在3滑块上的速度为VA3，在4杆的速度为VA4，又由速度投影定理可得VB ，最终可求出VC
附图：位置2 和位置4+5°的速度矢量方程图如图1-2所示
位置2速度分析a3位置4+5°速度分析a3'a4bca4'b'c'P图1-2
表格如下 未知量 VA4 VA3A4 大小 VA4 = VA3 + VA3A4 方向: ⊥O4 A ⊥O2A ∥O4A 大小: ？ lO2Aω2 ？ 方程 2位置 4位置+5° VA4=0.39200953m/s VA4=0.82165631m/s VA3A4=0.73089020m/s VA3A4=0.11292856m/s VC VCB 大小 VC = VB + VCB 方向: ∥导杆 ⊥O4B ⊥CB 大小: ？ lO4Bω4 ？ VC=0.65306443m/s VCB=0.15205244m/s VC=1.23659356m/s VCB=0.04307464m/s 第 页 共 页