牛头刨床说明书(共22页).doc

精选优质文档-----倾情为你奉上机械原理课程设计说明书设计题目：牛头刨床的设计机构位置编号：9，2方案号：Ⅱ班 级：姓 名：王小强学 号：2 2014年 1 月 15 日专心---专注---专业目录一 导杆机构的运动分析u 机构的运动简图-------------------------------1u 机构在位置2的速度及加速度分析---------------3u 机构在位置9的速度及加速度分析---------------5u 刨头的运动线图-------------------------------7二 导杆机构的动态静力分析u 在位置2处各运动副反作用力-------------------9u 在位置2处曲柄上所需的平衡力矩--------------13三 飞轮设计u 安装在轴O2上的飞轮转动惯量JF的确定---------14四 凸轮机构设计u 凸轮基本尺寸的确定-------------------------- 14u 凸轮实际廓线的画出-------------------------- 15五 齿轮机构的设计u 齿轮副Z1-Z2的变位系数的确定-----------------16u 齿轮传动的啮合图的绘制---------------------- 18六 总结---------------------------------------- 19七 参考文献-----------------------------------19一 导杆机构的运动分析1.1机构的运动简图 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设计内容导杆机构的运动分析符号n2LO2O4LO2ALo4BLBCLo4s4xS6yS6单位r/minmm方案Ⅱ64350905800.3lo4B0.5 lo4B20050曲柄位置的确定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，顺ω2方向将曲柄圆作12等分的位置。

取第Ⅱ方案的第2位置和第9位置（如下图） 1.2机构在位置2的速度及加速度分析选取尺寸比例尺μl=0.001m/mm，作机构运动简图LO4A=0.383m速度分析：取构件3和4的重合点（A2，A3，A4）进行速度分析对构件2：VA2=ω2·LO2A=（60X2π）/60x0.11=0.603m/s对构件3：构件3和构件2在A处构成转动副，VA3=VA2=0.603m/s对构件4：VA4 =VA3 + VA4A3大小： ？ 0.603 ？方向：⊥AO4 ⊥AO2 // AO4取速度极点P，速度比例尺μv =0.01（m/s）/mm作速度多边形如下图所示得：VA4=0.283m/s，= VA4/ LO4A=0.283/0.383=0.738 rad/sVA4A3=0.523m/s（A指向o2）VB4 = X LO4B=0.738*0.58=0.429 m/sVB5 = VB4=0.429 m/s对构件4：VC5= VB5 + VC5B5大小： ？ 0.429 ?方向：//XX ⊥O4B ⊥CB取速度极点P，速度比例尺μv =0.01（m/s）/mm。

作速度多边形如上图所示得：VC5=0.414 m/s位置2的加速度分析对构件2：aA2=w2 ²·LO2A=6.28*6.28*0.09=4.043 m/s²对构件3：构件3和构件2在A处构成转动副，aA3= aA2=4.043 m/s²对构件4：aA4= a A4n + a A4τ= aA3 + a A4A3k + a A4A3r大小： ? ω42lO4A ? √ √ ? 方向： ? B→A ⊥O4B A→O2 ⊥O4B //O4B 取加速度极点p’，加速度比例尺μa=0.01（m/s²）/mma A4A3k= 2ω4υA4 A3=2*0.738*0.523=0.7719m/s²==0.738*0.738*0.383=0.2826 m/s²作加速度多边形如上图所示得：= 2.796 m/s² ， =2.820m/s²2.796/0.383=7.37.3*0.58=4.23 m/s²0.738*0.738*0.58=0.3158m/s对构件5：: aC5= aB5 n + aB5 t + aC5B5n+ aC5B5τ大小: ？ √ √ √ ？ 方向：∥xx B→O4 ⊥BO4 ⊥CB C→B取加速度极点p’，加速度比例尺μa=0.01（m/s²）/mm。

作加速度多边形如上图所示得：=4.09m/s² ==4.09m/s²1.3 位置9的加速度分析未知量方程 2和9号位置 VA4 υA4=υA3+υA4A3大小 ? √ ?方向 ⊥O4A ⊥O2A ∥O4BVC υC5=υB5+υC5B5大小 ? √ ?方向 ∥XX ⊥O4B ⊥BCaA aA4 = + aA4τ= aA3n+aA4A3K+aA4A3r大小: ω42lO4A ? √ 2ω4υA4A3 ?方向：B→A ⊥O4B A→O2 ⊥O4B ∥O4B acac5= aB5+ ac5B5n+ a c5B5τ大小 ? √ √ ?方向 ∥XX √ C→B ⊥BC9号位置速度图：ac=0.62Vc=0.649号位置加速度图：1.4刨头的运动线图由计算得刨头C在各个位置对应位移 速度 加速度，将其依次连接，构成圆滑的曲线，即得刨头C的运动线图刨头线图如下： 二 导杆机构的动态静力分析已知 各构件的重量G（曲柄2、滑块3和连杆5的重量都可忽略不计），导杆4 绕重心的转动惯量Js4及切削力P的变化规律。

动态静力分析过程：取“2”点为研究对象，分离5、6构件进行运动静力分析，作阻力体如图1─5所示，选取长度比例尺µl=0.001m/mm,选取力比例尺µP=10N/mm图1—5已知P=9000N，G6=800N，又ac=4.099m/s2,那么我们可以计算FI6=-m6×ac =- G6/g×ac =-800/10×4.099=-327.957N又 ΣF = P + G6 + FI6 + F45 + FRI6 =0 方向： ∥x轴 ∥y轴 与ac反向 ∥BC ∥y轴 大小： 9000 800 -m6a6 ? ? 作力多边行如图1-7所示，选取力比例尺µP=10N/mm图1-6由图1-6力多边形可得：F R45=CD·µN=933.2×10N=9332NFR16= AD·µN=108.6×10N=1086N取构件6为受力平衡体，并对C点取距，有分离3,4构件进行运动静力分析，杆组力体图如图1-7所示图1-7已知：F R54=F R45=9331.281N，G4=220NaS4=aA4·lO4S4/lO4A=2.778×290/383.420=2.101m/s2 αS4=α4=7.225 rad/s2可得构件4上的惯性力FI4=-G4/g×aS4=-220/10×2.101=-46.231N方向与aS4运动方向相反；惯性力偶矩MS4=-JS4·αS4=-1.2×7.225 = -8.670N·m方向与α4运动方向相反（逆时针；）将FI4和MS4将合并成一个总惯性力F´S4（=FI4）偏离质心S4的距离为hS4= MS4/ FI4，其对S4之矩的方向与α4的方向相反（逆时针）。

取构件4为受力平衡体，对A点取矩得：在图上量取所需要的长度lAB=196.5 ，lS4A=93.4 ，lO4A=383.4ΣMA=FR54cos15lABµl+MS4+ FI4cos4lS4Aµl+G4sin13lS4Aµl+FRO4τlO4Aµl=0 =1771.7-8.6-4.3+4.6+0.38FRO4τ=0代入数据， 得FRO4τ =-4599.0 N 方向垂直O4B向右ΣF = FR54 + FR34 + F´S4 + G4 + FRO4τ + FRO4n=0方向: ∥BC ⊥O4B 与aS4同向 ∥y轴 ⊥O4B（向右）∥O4B大小： √ ? √ √ √ ?作力的多边形如图1-8所示，选取力比例尺µP=10N/mm图1-8由图1-8得：FR34 =EA·µN=451.6×10N=4516NFRO4n =FA·µN=218.1×10N=2181N方向：∥O4B向下因为曲柄2滑块3的重量可忽略不计，有F R34 = F R23= FR32对曲柄2进行运动静力分析，作组力体图如图1-9示，图1-9由图1-9知，曲柄2为受力平衡体 对O2点取矩得：F R12= FR32ΣMO2= Mb-FR32 sin28。

l O2 Aµl=0即M=192.7N·m项目位置FI6FI4MS4hS4大小方向2-327.957-4。