机械原理课程设计任务书-牛头刨床.docVIP

机械原理课程设计任务书 设计题目：牛头刨床机构分析及设计 机构位置编号： 3 6 方案号： 方案Ⅰ 班 级： 姓 名： 学 号： 2010年1月11日 设计题目：牛头刨床的设计 一 机构简价与设计数据 1．机构简介 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图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0.05H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少电动机容量。 图1 牛头刨床机构简图及阻力曲线图 2．设计数据 见表1。 表1 设 计 数 据 导杆机械的运动分析 导杆机构的动态静力分析 n2 lO2O4 lO2A lO4B lBC lO4S4 xS6 yS6 G4 G6 P yP JS4 r/min mm N mm Kgm2 Ⅰ 60 380 110 540 0.25 0.5 240 50 200 700 7000 80 1.1 Ⅱ 64 350 90 580 0.3 0.5 200 50 220 800 9000 80 1.2 Ⅲ 72 430 110 810 0.36 0.5 180 40 220 620 8000 100 1.2 飞轮转动惯量的确定 凸轮机构的设计 齿轮机构的设计 δ nO5 z1 zO’ z1’ JO2 JO1 JO3 JO5 φmax lO9D [α] δ0 δ01 δ0’ dO5 dO3 m12 mO31’ α r/min Kgm2 ° mm ° mm ° Ⅰ 0.15 1440 10 20 40 0.5 0.3 0.2 0.2 15 125 40 75 10 75 100 300 6 3.5 20 Ⅱ 0.15 1440 13 16 40 0.5 0.4 0.25 0.2 15 135 38 70 10 70 100 300 6 4 20 Ⅲ 0.16 1440 15 19 50 0.5 0.3 0.2 0.2 15 130 42 75 10 65 100 300 6 3.5 20 二、设计内容 1．导杆机构的运动分析 已知： 曲柄每分钟转数，各构件尺寸及重心位置，且刨头导路位于导杆端点B所作圆弧高的平分线上（见图2）。 要求: (1) 作机构的运动简图。 (2) 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（参考图例1）。 曲柄位置图的作法为（见图2），取1和为工作行程起点和终点所对应的曲柄位置，和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，顺方向将曲柄圆周作12等分的位置。 2．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绕重心的转动惯量及切削力的变化规律（图1，）。 要求：按表2所分配的第二行的一个位置，求各运动副中反作用力及曲柄上所需的平衡力矩。以上内容作在运动分析的同一张图纸上（参考图例1）。 表2 机构位置分配表 学生编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 位置编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 7 8′ 6 8′ 1 2 11 3 1′ 1′ 7′ 4 7′ 8 9 学生编号 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 位置编号 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 10 12 1 12 5 2 7 3 8 6 4 5 9 10 11 3．飞轮设计 已知：机器运转的速度不均匀系数，由动态静力分析所得的平衡力矩，具有定传动比的各构件的转动惯量J，电动机、曲柄的转速、及某些齿轮的齿数（参见表4-1）。驱动力矩为常数。 要求：用惯性力法确定安装在轴上的飞轮转动惯量。以上内容作在2号图纸上（参考图例2）。 4．凸轮机构设计 已知：摆杆9为等加速等减速运动规律，其推程运动角δ0