机械原理 课程设计---牛头刨床设计

之阳早格格创做书籍院：河北大教

班级：

博业：体造

教号：

指挥教授： 目录

一、课程安排任务书籍2

1. 处事本理及工艺动做历程2

2．本初数据及安排央供3

二、安排证明书籍4

1．画机构的疏通简图4

2. 对付位子4面举止速度分解战加速度分解6

3．对付位子9面举止速度分解战加速度分解9

速度分解图：10

4. 对付位子9面举止径背静力分解12

心得感受15

开辞16

参照文件17

一、课程安排任务书籍

1. 处事本理及工艺动做历程

牛头刨床是一种用于仄里切削加工的机床.刨床处事时,如图(1-1）所示，由导杆机构2-3-4-5-6戴动刨头6战刨刀7做往复疏通.刨头左止时，刨刀举止切削，称处事路程，此时央供速度较矮而且匀称；刨头左止时，刨刀不切削，称空回路程，此时央供速度较下，以普及死产率.为此刨床采与有慢回效率的导杆机构.刨头正在处事路程中，受到很大的切削阻力，而空回路程中则不切削阻力.切削阻力如图(b）所示.

Frx0.05H0.05HH(b)

2．本初数据及安排央供

安排真质 导杆机构的疏通分解

标记 n2

42OOL AOL2 BOL4 BCL 44SOL 6Sx 6Sx

单位 r/min mm O2 A

O4

x y

s 6

s 3 X s 6

C B Y s6

2

3

4 5 6

7

n 2 F r Y Fr

图（1-1） 规划I 60 380 110 540 BOL4 BOL4 240 50

已知 直柄每分钟转数n2，各构件尺寸及沉心位子，且刨头导路x-x位于导杆端面B所做圆弧下的仄分线上.

央供 做机构的疏通简图，并做机构二个位子的速度、加速度多边形以及刨头的疏通线图.以上真质与后里动背静力分解所有画正在1号图纸上.

二、安排证明书籍

1．画机构的疏通简图

1、以O4为本面定出坐标系，根据尺寸分别定出O2面，B面，C面.决定机构疏通时的安排极限位子.直柄位子图的做法为：与1战8’为处事路程起面战末面所对付应的直柄位子，1’战7’为切削起面战末面所对付应的直柄位子，其余2、3…12等，是由位子1起，顺ω2目标将直柄圆做12仄分的位子（如下图）.

机械原理课程设计---牛头刨床主体机构的分析与综合

1 课程设计的目的和任务

牛头刨床是常见的一种金属加工机床如图1所示。其主体机构的机构运动简图有多种形式，图2所示的是常用的五种主体机构的示意图。

图 1 牛头刨床

图2 牛头刨床的主体结构机构运动简图

课程设计的内容包括：

1）牛头刨床主传动系统总体传动方案的设计

构思一个合理的传动系统。它可将电机的高速转动（1440 转/分）变换为安装有刨刀的滑枕5 的低速往复移动（要求有三挡速度：60，95，150 次/分）。其中，将转动变为移动的装置（主体机构）采用图2 所示的连杆机构。在构思机构传动方案时，能做到思路清晰，各部分的传动比分配合理，最后在计算机上绘出主传动机构的原理示意图。

2）牛头刨床主体机构的尺度综合

已知数据如表1所示图中的参数如图3所示。

图3参数表达形式

表1 项目 方案1 方案2 方案3

序号 名称 代号 计算式

1 行程长度 H（mm） 600 600 600

2 机架高度 O2O4（mm） 360 350 380

3 行程速比系数 K 1.6 1.8 1.6

4 连杆长度 BC（mm） 0.3 BO4

5 摆动导杆长度 BO4（mm） H/2/ H/2/ H/2/

6 曲柄长度 AO2（mm） O2O4

7 曲柄转速 n（rpm） 50 30 40

3）牛头刨床主体机构的运动分析 sin2sin2sin2sin2根据已定出的主体机构的尺度参数，按曲柄处于最低转速、滑枕处于最大行程的工况对主体机构进行运动分析。设各具有旋转运动的构件对x 轴的转角分别为i i θ , ( 为旋转构件的标号），相应的角速度和角加速度分别为ωi ,ε i ；用解析法求出当曲柄转角θ1 从刨刀处于最右侧时起，沿逆时针方向转动每隔100 计算一组运动参数，其中包括：各杆的角位置、角速度、角加速度及刨刀的位置刀s （以最右点为零点）、速度刀v 和加速度刀a ，应用计算机在同一幅图中绘出刨刀的位移曲线、速度曲线和加速度曲线，并分析计算结果的合理性。

设 计 任 务 书

1.1 设计题目

牛头刨床

1.2 牛头刨床简介

牛头刨床是加工中小尺寸的平面或直槽的金属切削机床，用于单件或小批量生产。

为了适用不同材料和不同尺寸工件的粗、精加工，要求主执行构件——刨刀能以数种不同速度、不同行程和不同起始位置作水平往复直线移动，且切削时刨刀的移动速度低于空行程速度，即刨刀具有急回现象。刨刀可随小刀架作不同进给量的垂直进给；安装工件的工作台（执行构件之二）应具有不同进给量的横向进给，以完成平面的加工，工作台还应具有升降功能，以适应不同高度的工件加工。

1.3 设计要求及设计参数

要求主执行机构工作行程切削平稳、压力角较小。进给机构压力角不超过许用值。设计参数如表1所示。

表1 牛头刨床设计参数

主执行机构 曲柄转速n1

机架LAC

刨刀行程H

行程速比系数K

连杆与导杆之比LDE/LCD

工作阻力F(N)

导杆质量m3(kg)

导杆转动惯量JS3(kgm2)

滑块质量m5(kg)

进给机构 从动件最大摆角

凸轮从动件杆长(mm)

推程许用压力角[]推程

回程许用压力角[]回程

滚子半径rr(mm)

刀具半径rc(mm)

刨刀阻力曲线如图4所示。刨刀在切入、退出工件时均有0.05H的空载行程。

机械原理课程设计

图2 牛头刨床系统图

0.05H 0.05H

H S Fmax F

图1 刨刀阻力曲线 机械原理课程设计

1.4 设计任务

1）完成各执行机构的选型与设计计算，选择原动机，拟定机械传动方案，确定各级传动比，画出机构运动简图及机械系统传动方案设计图；

2）按工艺要求进行执行系统协调设计，画出执行机构的工作循环图；

3）对主执行机构用解析法进行运动分析，用相对运动图解法对其中的一个位置加以验证，并根据计算机计算结果画出刨刀位移线图，速度线图和加速度线图；

4）用图解法对主执行机构的一个位置进行动态静力分析；

设计题目：牛头刨床

附图1： 导杆机构的运动分析与动态静力分析

附图2： 齿轮机构的设计

目 录

一.设计题目…………………………….……………………. .4

二. 牛头刨床机构简介……………………………….………. .4

三.机构简介与设计数据……………………………………. .. .5

机械原理课程设计

安徽农业大学工学院 第 2 页 2019-7-14 四. 设计内容…………….………………………….…………. .6

五. 体会心得………………………………………………….14

一、设计题目：牛头刨床

1. ）为了提高工作效率，在空回程时刨刀快速退回，即要有急回运动，行程速比系数在1.4左右。

2. ）为了提高刨刀的使用寿命和工件的表面加工质量，在工作行程时，刨刀要速度平稳，切削阶段刨刀应近似匀速运动。

3. ）曲柄转速在64r/min,刨刀的行程H在300mm左右为好，切削阻力约为9000N，其变化规律如图所示。

二、牛头刨床机构简介

牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图4-1。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与棘轮带动螺旋机械原理课程设计

安徽农业大学工学院 第 3 页 2019-7-14 机构（图中未画），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（在切削的前后各有一段约5H的空刀距离，见图4-1，b），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。