牛 头 刨 床机械原理课程设计7点和12点

牛头刨床课程设计说明书(7点、12点)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。

刨刀每次削完一次，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，故需安装飞轮来减少主轴的速度波动，以提高切削质量和减少电动机容量。

图1-11．导杆机构的运动分析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所作圆弧高的平分线上。

要求作机构的运动简图，并作机构两个位置的速度、加速度多边形以及刨头的运动线图。

以上内容与后面动态静力分析一起画在1号图纸上。

1.1设计数据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。

1.2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，方向将曲柄圆作12等其余2、3…12等，是由位置1起，顺ω2分的位置（如下图）。

第五章选择设计方案1机构运动简图图1-22、选择表Ⅰ中方案Ⅱ取第方案的第7位置和第12位置（如下图1-3）。

图1-32、曲柄位置“7’”速度分析，加速度分析（列矢量方程，画速度图，加速度图）取曲柄位置“7’”进行速度分析，其分析过程同曲柄位置“1”。

取构件3和4的重合点A进行速度分析。

列速度矢量方程，得υA4=υA3+υA4A3大小? √?方向⊥O4A⊥O2A∥O4B取速度极点P，速度比例尺µv=0.01(m/s)/mm，作速度多边形如图1-4。

2CP图１—4则由图1-4知，，υA4=pa4·μv=28.33743629×0.01 =0.2833743629m/s υA4A3=a3a4·μv=53.2477258×0.01=0.532477258m/sO4A=383.14488122 mm由速度影像定理得υB5=υB4=υA4·O4B/ O4A=0.428968617m/s又ω4=υA4/ l O4A=0.739601064rad/s取5构件为研究对象，列速度矢量方程，得υC5=υB5+υC5B5大小? √?方向∥XX⊥O4B⊥BC其速度多边形如图1-4所示，有υC5=5Pc·μv=42.07193291×0.01m/s =0.4207193291m/sυC5B5=55c b·μv=9.74202042×0.01 m/s = 0.0974202042m/sωCB =υC5B5／l CB =0.0974202042/0.174 rad/s = 0.559886229rad/s 取曲柄位置“7’”进行加速度分析,分析过程同曲柄位置“1”.取曲柄构件3和4的重合点A 进行加速度分析.列加速度矢量方程,得a A4= a A4n + a A4t = a A3n + a A4A3k + a A4A3r大小 ? 0 ? √ 0 ? 方向 ? B →A ⊥O 4B A →O 2 ⊥O 4B （向右） ∥O 4B （沿导路） 取加速度极点为P ＇,加速度比例尺μa =0.01（m/s 2）/mm ,作加速度多边形图1-5b4''P图1-5则由图1─5知，a A4t = a 4´a 4″·μa =277.76598448×0.01 m/s 2 =2.7776598448m/s243r A A a = k´a 4´·μa=168.96093044×0.01 m/s 2 =1.6896093044m/s 2 α4″= a A4t ∕l O4A =2.7776598448∕0.38314488rad ／s 2 =7.249633204 rad ／s 2a A4 = p´a 4´·μa = 278.55555401×0.01m/s 2 =2.7855555401m/s 2用加速度影象法求得a B5 = a B4 = a A4 ×l O4B/l O4A= 2.7855555401×580/383.14488122m/s2 =4.216739653m/s2又a C5B5n=ω52·l CB= 0.5598862292×0.174 m/s2 =0.05454423 m/s2 取5构件的研究对象，列加速度矢量方程，得a C5= a B5+ a C5B5n+ a C5B5τ大小?√0?方向∥xx √ C→B ⊥BC其加速度多边形如图1─5所示，有a C5B5t= C5´C5″·μa =64.40968945×0.01m/s2 =0.6440968945m/s2a /l CB =0.6440968945/0.174 rad／s2 =3.701706287 rad／α5″=C5B5s2a C5 = p´C5´·μa = 413.17316272×0.01m/s2 =4.1317316272 m/s21、曲柄位置“12”速度分析，加速度分析（列矢量方程，画速度图，加速度图）取曲柄位置“12”进行速度分析。

因构件2和3在A处的转动副相连，故V A2=V A3，其大小等于W2l O2A，方向垂直于O2 A线，指向与ω2一致。

ω2=2πn2/60 rad/s=6.70rad/sυA3=υA2=ω2·l O2A=6.70×0.09m/s=0.603m/s （⊥O2A）取构件3和4的重合点A进行速度分析。

列速度矢量方程，得υA4=υA3+υA4A3大小? √?方向⊥O4A⊥O2A∥O4B取速度极点P，速度比例尺µ1=0.01(m/s)/mm ,作速度多边形如图1-21:100P图1-2则由图1-2知，υA4=4Pa·μ1=32.28002512×0.01m/s=0.3228002512m/sυA4A3=43aa·μ1=51.2913961×0.01m/s=0.512913961m/s 用速度影响法求得，υB5=υB4=υA4×O4B/O4A=0.3228002512×580/293.47849337 m/s=0.637948435m/s又ω4=υA4/ l O4A=0.3228002512/0.29347849337 rad/s=1.099911096 rad/s取5构件作为研究对象，列速度矢量方程，得υC5=υB5+υC5B5大小? √?方向∥XX⊥O4B⊥BC取速度极点P，速度比例尺μ1=0.01(m/s)/mm,作速度多边行如图1-2。

则由图1-2知，υC5= 5Pc·μ1=62.30007022×0.01m/s=0.6230007022m/sυC5B5=55c b·μ1=14.36557333×0.01m/s=0.1436557333m/sωCB=υC5B5/l CB=0.1436557333/0.174 rad/s=0.82560766 rad/s2.加速度分析：取曲柄位置“12”进行加速度分析。

因构件2和3在A点处的转动副相连，故a n A2=a n A3,其大小等于ω22l O2A,方向由A指向O2。

ω2=6.70rad/s, a nA3=a nA2=ω22·L O2A=6.702×0.09 m/s2=4.04m/s2取3、4构件重合点A为研究对象，列加速度矢量方程得：a A4 =a nA4+ a A4τ= a A3n + a A4A3K + a A4A3r 大小:ω42l O4A? √2ω4υA4A3?方向：B→A⊥O4B A→O2⊥O4B（向左）∥O4B（沿导路）取加速度极点为P＇,加速度比例尺µ2=0.04（m/s2）/mm,作加速度多边形如图1-3所示则由图1-3知, a A4τ=A’A4·μ2=112.831951×0.04m/s=4.51327804m/s2,α4＇= a A4τ/ L O4A=15.37856486 rad/s2a A4A3r=A3A4·μ2 =252.5410172×0.04 m/s2 =10.10168407 m/s2a A4 = P´A4·μ2 =458.84456901×0.04m/s2 =18.35378276 m/s2用加速度影象法求得a B5= a B4=18.35378276×580/293.47849377 m/s2 =36.27248411 m/s2又a c5B5n=ωCB2·l CB=0.825607662×0.174 m∕s2=0.118603273 m∕s2取5构件为研究对象,列加速度矢量方程,得a c5= a B5+ a c5B5n+ a c5B5τ大小? √√?方向∥XX √ C→B ⊥BC其加速度多边形如图1─3所示,有a C5B5τ= B´C·μ2=127.79349011×0.04 m/s2=5.111739604 m/s2a c5 =p´C·μ2 =905.895656×0.04 m/s2= 36.23582624 m/s2βC5= a C5B5τ/ιCB =5.111739604∕0.174rad/s2=29.37781382 rad/s2第七章．机构运态静力分析取“12”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─6所示。