机械原理课程设计--牛头刨床的执行机构的设计

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1、1 一一课程设计的题目课程设计的题目 牛头刨床的执行机构的设计。 二二设计意义及背景设计意义及背景 牛头刨床的主传动的从动机构是刨头，在设计主传动机构时，要满足所设计 的机构要能使牛头刨床正常的运转， 同时设计的主传动机构的行程要有急回运动 的特性，以及很好的动力特性。尽量是设计的结构简单，实用，能很好的实现传 动功能。 同时机械原理课程设计是培养学生掌握机械系统运动方案设计能力的技术 基础课程，它是机械原理课程学习过程中的一个重要实践环节。其目的是以机械 原理课程的学习为基础，进一步巩固和加深所学的基本理论、基本概念和基本知 识，培养学生分析和解决与本课程有关的具体机械所涉及的实际问题的能力

2、，使 学生熟悉机械系统设计的步骤及方法，其中包括选型、运动方案的确定、运动学 和动力学的分析和整体设计等，并进一步提高计算、分析，计算机辅助设计、绘 图以及查阅和使用文献的综合能力。 牛头刨床是普通用途刨削机床，适用于平面、T 型槽、燕尾槽等成型表的刨 削加工。该机床整机刚性好，工作效率高，操作方面，动作成本低等特点，适合 于中小零部件的单件和批量加工，是机械加工行业配置刨削机床首选机型。一般 牛头刨床工作原理是当曲柄匀速转动时，摇杆左右摆动，使牛头刨床的刨刀沿着 固定的轨迹运动，通过曲柄转动驱动刨头作往复移动。牛头刨床机构具有急回的 特性，即牛头刨床工作时刨刀慢慢向前移动，完成一次工作后刨刀

3、急速返回原来 的位置。如何实现刨头在切削行程中速度平稳,，难以凭经验确定。而且机构的 几何参数对切削行程刨头速度的平稳性的影响，也难以直接判断。为了确定牛头 刨床的设计是否满足要求，就必须对其运动和受力进行分析。 三三设计任务设计任务及原始数据及原始数据 3.13.1 任务书任务书 （1） 运动方案设计 根据牛头刨床的工作原理，拟定 12 个其他形式的执行机构（连杆机构） ， 给出机构简图并简单介绍其传动特点。 （2）确定执行机构的运动尺寸 2 根据表一对应组的数据，用图解法设计连杆机构的尺寸，并将设计结果和步 骤写在设计说明书中。 注意：为使整个过程最大压力角最小，刨头导路位于导杆端点 D

4、所作圆弧 高的平分线上(见图 d)。 （3）进行导杆机构的运动分析 根据表一的数据，每人做曲柄对应 3 个位置的速度和加速度分析，要求用图 解法画出速度多边形，列出矢量方程，求出刨头的速度、加速度，将过程详细地 写在说明书中。 （4）对导杆机构进行动态静力分析 根据表一的数据， 每人确定机构对应位置的各运动副反力及应加于曲柄上的 平衡力矩。作图部分与尺寸设计及运动分析画在一到两张 3 号图纸上。 提示：如果所给数据不方便作图可稍微改动数据，但各组数据应该一致，并 列出改动值。 （5）数据总汇并绘图 最后根据汇总数据画出一份刨头的位移、速度、加速度线图以及平衡力矩的 变化曲线。 （6）完成说明书

5、 每人编写设计说明书一份，对应曲柄的角度位置。 最后由组长汇总数据画出刨头的位移、速度、加速度线图以及平衡力矩的变 化曲线。 3.2 原始原始数据数据 表表 3 3- -1 1 n r/min AB mm AC mm CD mm DE mm CS3 mm XS5 mm YS5 mm Yp mm 70 110 430 550 165 275 180 40 100 G3 N G5 N Pc N JS3 Kgm2 220 650 3000 1.2 0.15 对应的机构运动图如下： 3 图图 3 3- -1 1 四四牛头刨床机构简介及工作原理牛头刨床机构简介及工作原理 牛头刨床是一种用于平面切削加工的

6、机床，如图（a）所示。电动机经过皮 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 3456 带动刨头 6 和刨刀 7 作往复运动。刨头左行时，刨刀不切削，称 为空回行程，此时要求速度较高，以提高生产率。 为此刨床采用有急回运动的导杆机构。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 191011 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。刨头在工作过程中，受到 很大的切削阻力（在切削的前后各有一段 0.05H 的空刀距离，见图（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，所受到的力的变化是很大的，这就影响了主轴 的匀速转动，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。 4 图（图（a a） 图（图（b b） 图（图（c c）执行机构运动）执行机构运动 图（图（d d）