牛头刨床说明书.doc

机械原理牛头刨床课程设计说明书学院：大连海事大学轮机工程学院专业：08级轮机工程（陆上）姓名：李兴，赵春龙，王青班级：2班指导老师：毕艳丽2010年 7月 14日目录课程题目与目的 1.1设计的题目1.2设计的目的机构简介 设计内容 3.1导杆机构的运动分析3.2导杆机构的动态静力分析3.3程序设计，速度，加速度3.4飞轮的设计3.5凸轮的设计总结与体悟 一.课程题目 与目的1.1题目：牛头刨床机构的课程设计目的：此课程设计主要以牛头刨床为主要设计对象，并依 据具体设计数据对机构进行动静态分析与总结从中学到以 下个知识与技能1. 通过本次设计，综合运用所学的知识，理论联系实际去分析和解决与课程相关的工程问题， 并进一步巩固和加深所学的理论知识2. 得到拟定运动方案的训练， 并且有初步的机械选型与组合及确定传动方案的能力，培养开发和创新机械产品的能力3. 掌握机械运动方案设计的内容，方法，步骤，并对运动分 析与设计有一个较完整的概念4. 进一步提高运算，绘图，表达及运用计算机和查阅有关技 术资料的能力5. 通过编写说明书，答辩与及课后思考，培养表达，归纳， 总结和独立思考的能力6. 通过以小组为单位，各人分工合作的路径，有效锻炼了集体意思及团队合作的能力。

大大加深了对团队的理解与协作的理解2.1简介：牛头刨床是一种用于平面切屑加工的机床，主要由齿轮机构，导杆机构和凸轮机构等组成（图 1-1所示及 为其实物简图）如图1-2所示即为本次课程设计的机型 电动机通过减速装置（图中只画出齿轮 Z1，Z2）使曲柄2转动，再通过导杆机构 2-3-4-5-6带动刨头6与刨刀作往复切 屑运动工作行程时，刨刀速度要稳定，空回行程时，刨刀 要快速退回，即要有机会作用切屑阶段刨刀应近似匀速运 动，以提高刨刀的使用寿命和工件的表面加工质量刀具与 工作台之间的进给运动，是由固结于轴 02上的凸轮驱动摆动从动件07D和其他有关机构（图中未画出）来完成的 为了减小机械的速度波动，在曲柄轴02上安装一调速飞轮 切屑阻力图1-2中厶口 作此图为牛头刨床的实物简图 1-1设计的牛头刨床的运动简图 1-2:杆长LBc=135mm，摇杆摆动角度为33 °，行程速比系数为K=1.44898，在运动分析中即以转过 75为例分析Fx图1-2设计数据牛头刨床的设计具体参数如1-3图所示：内容导杆机构设计与运动分析导杆机构的动静力分析及飞轮转符号n2 Io2o4Io2AIo4BIBCIo4s4xs6ys6Js4G4 G6Fxyf[&]单位r/minmmkg.m22 Nmm参数60 380110540135270240501.1200^7007000800.15图1-3轮01与轮02为齿轮传动机构，其具体参数如下图:内容齿轮机构设计符号z1z2ma单位mm(°)参数1040620°飞轮机构的具体参数如下图:内容凸轮机构设计符号0lo7D[a]&0&01&0"&02运动规律单位Omm0等加速数据1512540751075200等减速以上数据即为本次设计的参数的具体数值大小，在以下 的具体计算以及具体分析运动过程中均以具体数值为基本。

3.1导杆机构的运动分析【当曲柄位置为75°】①速度分析由运动已知曲柄上 A(A2, A3，A4)点开始，列两构件重合点 间速度适量的方程，求构件 4上A点的速度vA4因为vA2 =v A3 = co 2102A =2x n “2/60x1 02A =2x nx60/60x0.11m/s=0.6908m/sV A4 = Va3 + V A4A3大小?VV方向丄O4A丄O2AII O4A取极点p，按比例尺卩v=0.005 (m/s) /mm作速度图(与机构简图绘在同一图样上)，如图所示，并求出构件 4(3)的角速度3 4和构件4上B点的速度Vb以及构件4与 构件3上重合点A的相对速度vA4A3因为A3kI/ I1/ \\/ /4PvA4=卩 vPa4=0.005x124.11m/s=0.62m/sLo4A=483.65mm3 4 =v A4/I o4a =0.62/0.48365=1.283rad/svB= 3 4lo4B=1.283x0.54=0.69m/svA4A3 =卩 a4a3 =0.005x58.37m/s=0.29185m/s对构件5上B、C点，列同一构件两点间的速度矢量方程:Vc = Vb + Vcb大小？V?方向II xxV丄BCA3.■— °~Vc=卩 vPc=0.005x137.72m/s=0.69m/s3 5 =v cb/1 Bc=0.005x16.72/0.135=0.62rad/s②加速度分析由速度已知曲柄上 A(A2 A3 A4)点开始，列两构件重合点间 加速度矢量方程，求构件 4上A点的加速度aA4,因为：aA2=a A3= W2 I02a =(2 n n2/60)XI o2A =(2x n x60/60)x0.11m/s =4.34m/s an A4= W2 4lo4A=1.283 2x0.48365=0.796m/s 2 a *4人3 =2W 3VA4A3 =2x1.283x0.29185=0.75m/s a N cb= W251 cb=0.62 2x0.135=0.0519m/s 2大小v q?vv?方向L O4丄O4AA^ O2丄O4A// O4Aa A4 =aNA4+a ?A4=aA3+aKA4A3 +aRA4A3取极点P；按比例尺0.01(m/s2)/mm 做加速度图(与机构简图和速度分析矢量绘在同一样的图上)如下图所示，由影像原理求得构件4上B点和质心S4点的加速度aB和a S4,用构件 4上的A点的切向加速度a Ta4求构件4的角加速度度a4.p'A3aA4= u aP '4' 0.01X136.76=1.3676m/s 2aB=u apb '0.01x152.69=1.53m/s 2a S4=0.5a B=0.5x1.53=0.76m/s 22（顺时针）a4=a 上人4/1 o4A =0.01x111.21/0.43865=2.54rad/sa c=a b + a cb + a tcB大小?VV?方向//xxC^B丄BCp'c'N4A4A3a C=u ap ''0.01x134.02=1.34m/s 2a5=a tcB/l Bc=0.01x71.3/0.135=5.281m/s 2当曲柄为运动简析图中 B'C即为122°时。

①速度分析：①速度分析由运动已知曲柄上 A(A2,A3 , A4)点开始，列两构件重合点间速度适量的方程，求构件4上A点的速度vA4因为VA2=V A3 =2102A =2x n n 2/60xl 02A =2xx60/60x0.11m/s=0.6908m/sV A4 = VA3 + V A4A3大小?VV方向丄O4A丄O2AII O4A取极点p，按比例尺卩v=0.005 (m/s) /mm作速度图(与机构简图绘在同一图样上)，如图所示，并求出构件 4(3)的角速度3 4和构件4上B点的速度Vb以及构件4与 构件3上重合点A的相对速度VA4A3vA4=卩 vPa4=0.005x114.53m/s=0.57m/sLo4A=496.43mmco 4 =v A4/IO4A =0.57/0.49643=1.154rad/svB= o 4lo4B=1.154x0.54=0.62m/svA4A3 =卩 a4a3 =0.005x28.88m/s=0.1444m/s对构件5上B、C点，列同一构件两点间的速度矢量方程:Vc = Vb + Vcb大小？V?方向II xxV丄BCA3Vc= a Pc=0.005x123.23m/s=0.62m/s3 5 =v cb/1 Bc=0.005x8.75/O.135=0.32rad/s②加速度分析：由速度已知曲柄上 A(A2 A3 A4)点开始，列两构件重合点间 加速度矢量方程，求构件 4上A点的加速度aA4,因为：aA2=a A3= W2 I02a =(2 n n2/60)XI o2A =(2x n x60/60)x0.11m/s =4.34m/san A4= W2 4lo4A=1.154x1.154x0.49643=0.66m/s 2a kA4A3 =2W 3VA4A3 =2x1.154x0.1444=0.33m/s 2 a N cb= W251 cB=0.32x0.32x0.135=0.013824m/s大小v q?vv?方向L O4丄O4AA^ O2丄O4A// O4Aa A4 =aNA4+a ?A4=aA3+aKA4A3 +aRA4A3(与机构简由影像图和速度分析矢量绘在同一样的图上)如下图所示，取极点P；按比例尺0.01(m/s2)/mm 做加速度图原理求得构件4上B点和质心S4点的加速度aB和a S4,用构件 4上的A点的切向加速度a Ta4求构件4的角加速度度a4.aA4= u ap '4' 0.01X81.8仁0.82m/s 2aB=u apb '0.01x88.99=0.89m/s 22a S4=0.5a B=0.445m/sa4=a tA4/l O4A=0.01x48.34/0.49643=0.974m/sa c=a b + a cb + a tcB大小、??方向//xxJC^B丄BCa C=u ap ''0.01x58.53=0.59m/s 2a5=a tCB/l Bc=0.01x67.75/0.135=5.02m/s 2以上两种情况分别为曲柄转过 75。

和122时加速度与速度的瞬时分析，这种分析有助于后面的动态静力分析取任意两点的目的也是为了消除特殊性，使计算更为准确3.2动态静力分析（当曲柄位置为75°时）首先依据运动分析结果，计算构件 4的惯性力Fi4 （与as4反向）、 构件4的惯性力矩Mg （与a4反向，逆时针）、构件4的惯性力 平移距离Ihd （方。