机械原理牛头刨床设计ppt

机械原理课程设计说明书10机械（一）班沈水亮2010043505设计题目：牛头刨床••目录•一.设计题目•二.牛头刨床机构简介•三.机构简介与设计数据•四.设计内容•五.体会心得•一.设计题目•1）为了提高工作效率，在空回程时刨刀快速退回，即要有急会运动，行程速比系数在1.46。•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48r/min,刨刀的行程H在310mm，切削阻力约为4500N，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。刨床工作时,如图(1-1）所示，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；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。三.机构简介与设计数据•设计任务•完成实现所要求功能的方案分析，至少提出三种方案，并绘制三种方案的机构运动简图，并对不同方案进行评价•用图解法对给定的位置实现运动分析和力分析•用解析法实现机构的运动学分析•用图解法设计凸轮机构1，设计方案分析与比较•由设计要求可知，刨削主体机构系统的特点是:在运动方面，有曲柄的回转运动变换成具有急回特性的往复直线运动，且要求执行件行程较大，速度变换平缓；在受力方面，由于执行件（刨刀）受到较大的切削力，故要求机构具有较好的传力特性。根据对牛头刨床主体刨削运动特性的要求，可以列出以下几个运动方案:根据对牛头刨床主体刨削运动特性的要求，可以列出以下几个运动方案:方案（a）采用偏置曲柄滑块机构。结构最为简单，能承受较大载荷，但其存在有较大的缺点。一是由于执行件行程较大，则要求有较长的曲柄，从而带来机构所需活动空间较大；二是机构随着行程速比系数K的增大，压力角也增大，使传力特性变坏。方案（b）由曲柄摇杆机构与摇杆滑块机构串联而成。该方案在传力特性和执行件的速度变化方面比方案（a）有所改进，但在曲柄摇杆机构ABCD中，随着行程速比系数K的增大，机构的最大压力角仍然较大，而且整个机构系统所占空间比方案（a）更大。方案（c）由摆动导杆机构和摇杆滑块机构串联而成。该方案克服了方案（b）的缺点，传力特性好，机构系统所占空间小，执行件的速度在工作行程中变化也较缓慢。方案（e）由凸轮机构和摇杆滑块机构所组成。由于凸轮与摇杆滚子也为高副接触，在工作行程开始也会突然受到较大切削力冲击，由此引起附加动载荷，致使凸轮接触表面的磨损和变形加剧。当然，此方案的优点是：容易通过凸轮轮廓设计来保证执行件滑块在工作行程中作匀速运动。2、设计参数的确定:•根据运动设计要求（K=2），可得到该机构的极位夹角为:66.33146.1146.118011180kk运算简图尺寸计算经计算得：O4B=535mmy=143mmO2A=110mmO2O4=380mmH=310mmBC=133.75mm3，运动分析之机构运动简图4，运动分析之速度分析(图解法)•由运动已知，曲柄上A(A2,A3,A4)•点开始，列两构件重合点间速度适量的方程，求构件4上A点的速度VA4•343432/55.06022222AAAAAAVVVsmAOnAOWVV•大小？√?•方向┴O4A┴O2A∥O4A•取极点P，按比例u1=0.01(m/s)/mm做速度图，如下图所示，并求出构件4（3）的角速度W4和构件4上B点的速度VB以及构件4与构件3上重合点A的相对速度VA4A3smAAuVsmBOWVAOVWmmAOsmPAuVAABAA/2184.0/564425.0055.146.478/5048.034144444413444•对构件5上B,C点，列同一构建两点间的速度矢量方程：•Vc=VB+VcB•大小？√?•方向∥x┴O4B┴BC486.0//5568.0/065.0511BCVWsmPcuVsmbcuVCBCCB运动分析之加速度分析(图解法)•由运动已知，曲柄上A(A2,A3,A4)•点开始，列两构件重合点间速度适量的方程，求构件4上A点的j加速度aA43323324422222222443444344432/461.02/533.0/776.2)602(AARAAkAAtAnAAAAAkAnAAaaaaaasmVWasmAOWasmAOnAOWaa•大小√？√√？•方向A→O4┴O4AA→O2┴O4A∥O4A•取极点P‘，按比例u2=0.01(m/s2)/mm做加速度图，如下图所示，构件4上B点和质心S4点的加速度aB和as4。用构件4上的A点切向加速度aTA4求构件4的角加速度a4tCBnCBBCCBBAaaaasmCBWcbuasmBOWbPuasmaPua/032.0/595.0/8339.025''22424''224'24•大小？√√？•方向∥X┴O4BC→B┴BC2''2/9181.0smcPuaC动态静力分析(图解法,不考虑摩擦)•计算刨头惯性力为：F=-Ga=70×1.75=122.5N，取力比例尺F=50N/mm。按基本杆组分析如下动态静力分析(RRP杆组)对于该杆组，对杆4对5的拉力FR45，刨头的惯性力FI6，床身对刨头的支持力N，刨头的重力G6，切削阻力P，且满足06645GPFFIR由图量得lFR45＝142.5mm，即拉力FR45＝7125N。动态静力分析(RPR杆组)NaGFtsI1995.020444对于该杆组，对杆5对4的拉力FR54=FR45，杆2对滑块3的作用力FR23，杆4的惯性力FI4，惯性力矩为M4，机架对4的作用力可分解为FR14x和FR14y，其中mNJMs.49.327.0/85.01.1444将惯性力矩等效到惯性力上，偏距h=184mm。在上述力的作用下，RPR杆组保持动态静力平衡，可作出其受力图。动态静力分析(RPR杆组)04432324154lGlFlFlFRIR如下图，对O4点取矩，可计算出FR23由左图可求得FR23＝N，由右图可得出驱动力矩Mb=FR32×l1=N.m四，设计内容•凸轮机构设计•设计过程：•1）根据给定的r0=40mm和摆杆位置画出从动件的初始位置O9D0，再根据--线图画出从动件的一系位置O9D’1、O9D’2、O9D’3、O9D’4、O9D’5、、O9D’6、O9D’7、O9D’8、O9D’9、O9D’10、O9D’11、O9D’12、O9D’13、O9D’14，使得∠D0O9D’1=1、∠D0O9D’2=2、∠D0O9D’3=3、∠D0O9D’4=4、∠D0O9D’5=5、、∠D0O9D’6=6、∠D0O9D’7=7、∠D0O9D’8=8、∠D0O9D’9=9、∠D0O9D’10=10、∠D0O9D’11=11、∠D0O9D’12=12、∠D0O9D’13=13、∠D0O9D’14=14。•2）从基圆上任一点C0开始，沿（-）方向将基圆分为与图--线图横轴对应的等份，得C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14。•过以上各点作径向射线OC1、OC2、OC3、OC4、OC5、OC6、OC7、OC8、OC9、OC10、OC11、OC12、OC13、OC14。•以O为中心及OD’1为半径画圆弧，分别交OC0和OC1于E’1和E1，在圆弧上截取E1D1=E’1D’1得点D1。用同样方法，在以OD’2为半径的圆弧上截取E2D2=E’2D’2得点D2，在OD3为半径的圆弧上截取E3D3=E’3D’3得点D3，在OD4为半径的圆弧上截取E4D4=E’4D’4得点D4，在OD5为半径的圆•弧上截取E5D5=E’5D’5得点D5，在OD6为半径的圆弧上截取E6D6=E’6D’6得点D6，在OD7为半径的圆弧上截取E7D7=E’7D’7得点D7，在OD8为半径的圆弧上截取E8D8=E’8D’8得点D8，在OD9为半径的圆弧上截取E9D9=E’9D’9得点D9，在OD10为半径的圆弧上截取E10D10=E’10D’10得点D10，在OD11为半径的圆弧上截取E11D11=E’11D’11得点D11，在OD12为半径的圆弧上截取E12D12=E’12D’12得点D12，在OD13为半径的圆弧上截取E13D13=E’13D’13得点D13。将D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12、D13连成曲线便得到凸轮轮廓曲线。运动分析之程序设计要点•首先对机构的杆组进行分析，可知该机构是由一个原动件加两个二级组RPR和RRP构成•对原动件和二级组进行运动分析，并写出子程序(在设计指导书中已提供)•将各子程序进行拼装后调试，来获得机构在各个位置的运动参数(主程序，需自己完成)•主要搞清楚程序应用时各构件和运动副编号在程序中的意义•程序设计语言不限五，心得体会•通过几天日日夜夜的奋斗，在老师亲切地指导下，在同学们的密切配合下，当然也有自己的努力和辛酸,这份课程设计终于完成了,心里无比的高兴,因为这是我们努力的结晶.•在这几天中，我有很多的体验，同时也有我也找到许多的毛病，仅就计算机辅助绘图而言，操作的就远远不够熟练，专业知识也不能熟练应用。但是通过这次实践设计，我觉得我有了很打的提高。•其次，通过这次设计我学会了查找一些相关的工具书，并初步掌握了一些设计数据的计算方法；•再次，自己的计算机绘图水平也有了一定的提高，并对所学知识有了进一步的理解。•当然，作为自己的第一次设计，其中肯定有太多的不足，希望在今后的设计中，能够得到改正，使自己日益臻于成熟，专业知识日益深厚。•我在这次设计中感到了合作的力量，增强了自己的团队精神。这将使我受益终生。谢谢观赏WPSOfficeMakePresentationmuchmorefun@WPS官方微博@kingsoftwps