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  牛头刨床摘要:机械原理课程设计的主要目的是为学生在完成课堂教学基本内容后提供一个较完整的从事机械设计初步实践的机会。通过课程设计能够将所学的机械基础理论运用于一个简单的机械系统通过机械传动方案总体设计机构分析和综合进一步巩固掌握课堂教学知机械原理课程设计识并结合实际得到工程设计方面的初步训练培养学生综合运用技术资料提高绘图、运算的能力。同时注重学生创新意识的开发。(一)设计的目的()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左右。()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。()曲柄转速在rmin,刨刀的行程H在mm左右为好切削阻力约为N。(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。电动机经皮带和齿轮传动带动曲柄和固结在其上的凸轮。刨床工作时由导杆机构带动刨头和刨刀作往复运动。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通过四杆机构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H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。图为牛头刨床机构简图及阻力曲线(三)设计数据 导杆机构的运动分析导杆机构的动静态分析 nlooloAloBlBClosxsysGGPypJs rminMmNmmkgmⅢloBloB               飞轮转动惯量的确定凸轮机构的设计无齿轮任务 no’zzo”z”JoJoJo”Jo’maxloDs’  rmin KgmMmⅢ                 (四)设计内容步骤:.设计导杆机构。按已知条件确定导杆机构的未知参数。其中滑块的导路xx的位置可根据连杆传力给滑块的最有利条件来确定即xx应位于B点所画圆弧高的平分线上(见图)。.作机构运动简图。大发888手机版登录,选取比例尺按表-所分配的两个曲柄位置作出机构的运动简图其中一个位置用粗线画出。曲柄位置的做法如图-取滑块在上极限时所对应的曲柄位置为起始位置按转向将曲柄圆周十二等分得十二个曲柄位置显然位置对应于滑块处于下极限的位置。再作出开始切削和中止切削所对应的’和’两位置。共计个机构位置。.作速度加速度多边形。选取速度比例尺=()和加速度比例尺=()用相对运动图解法作该两个位置的速度多边形和加速度多边形并将起结果列入表。.作滑块的运动线图。根据机构的各个位置找出滑块上C点的各对应位置以位置为起始点量取滑块的相应位移取位移比例尺=()作(t)线图。为了能直接从机构运动简图上量取滑块位移。然后根据(t)线图用图解微风法(弦线法)作出滑块的速度(t)线图并将结果与其相对运动图解法的结果比较(五)导杆机构的运动分析求原动件上运动副中心速度A的和v和加速度av=ωl=ms式中vB点速度(ms) 方向丄AOa=ωl=ms式中aA点加速度(ms),方向A→O解待求点的速度及其相关构件的角速度由原动件出发向远离原动件方向依次取各构件为分离体利用绝对运动与牵连运动和相对运动关系矢量方程式作图求解。a列出OB杆A点的速度矢量方程 根据平面运动的构件两点间速度的关系绝对速度=牵连速度相对速度先列出构件2、4上瞬时重合点A(AA)的方程未知数为两个其速度方程:V = v v方向:丄AO  丄AO ∥AO大小:?  ω  ?b定出速度比例尺 在图纸中取p为速度极点取矢量pa代表v,则速度比例尺μ(msmm)μ==msmmc作速度多边形求出ω、ω根据矢量方程式作出速度多边形的pd部分则v(ms)为v=μpa=msω=vl=rads其转向为顺时针方向。V=ωl=msB点速度为V方向与v同向d列出C点速度矢量方程作图求解V、VV=  V  V方向:水平  丄BO 丄BC大小:?   ωl   ?通过作图确定C点速度为V=μbc=msV=μpc=ms式中VC点速度方向丄BC式中VC点速度方向为p→c。故可求出速度V。解待求点的加速度及其相关构件的角加速度a列出C点加速度矢量方程式 牵连速度为移动时绝对加速度=牵连加速度+相对加速度牵连运动为转动时(由于牵连运动与相对运动相互影响)绝对加速度=牵连加速度+相对加速度+哥氏加速度要求C点加速度得先求出B点加速度a= a  a=a a a’ a方向:? ∥AB丄AB∥AO丄AO∥AB丄AB大小:? ωl ? ωl     ωvb定出加速度比例尺 在一号图纸中取p为加速度极点去矢量pa’代表a则加速度比例尺μ(msmm)μ==msmmc作加速度多边形求出a、a、a根据矢量方程图的pa’nka部分则      a=μaa=msa’=μka=msa=μpa=rads  方向为水平向右下oa=all=msa=ωl=msd列出C点加速度矢量方程作图求解a、a、aa = a a a   a方向:水平  ∥BC  丄BC ∥AB  丄AB大小: ?  Vl   ωl all由上式可得:a=msa=ms确定构件的角加速度a由理论力学可知点A的绝对加速度与其重合点A的绝对加速度之间的关系为       方向:⊥OB∥OB∥OB⊥OA ∥OA大小:? loA   VaaloA其中a法向和切向加速度。a为科氏加速度。从任意极点O连续作矢量O和k’代表aA和科氏加速度其加速度比例尺:再过点o作矢量oa”代表a然后过点k’作直线k’a’平行于线段oa”代表相对加速度的方向线并过点a’’作直线a’’a’垂直与线段k’a’代表a的方向线它们相交于a’则矢量oa’便代表a。构件的角加速度为alOA将代表a的矢量k’a’平移到机构图上的点A可知的方向为逆时针方向。大发888手机版登录vAvAAVVCBvCVBaAaKAAanAatAanCBac大小方向顺时针                根据以上方法同样可以求出位置九的速度和加速度,如下表:vAvAAVVCBvCVBaAaKAAanAatAanCBac大小方向顺时针单位smssms                (六)导杆机构的动态静力分析分析步骤:()选取阻力比例尺=根据给定的阻力Q和滑块的冲程H绘制阻力线图。()根据个构件的重心的加速度即角加速度确定各构件的惯性力和惯性力偶矩并将其合为一力求出该力至重心的距离。()按杆组分解为示力体用力多边形法决定各运动副中的反作用力合加于曲柄上的平衡力矩。图为导杆机构动态静力分析过程:在分析动态静力的过程中可以分为刨头摇杆滑块曲柄三个部分。首先说明刨头的力的分析过程:对于刨头可以列出以下力的平衡方程式:∈F= P  G    Fi  R   R=方向:∥x轴 ∥y轴  与a反向 ∥BC  ∥y轴大小:     ma         以作图法求得:位置 R=N         位置’  R= N      位置 R= N         位置’  R= N力矩平衡方程式:∈M= P*ypG*hgFi*hR*h=我们还可以得到:R=R对于摇杆滑块机构可以列出平衡方程式:∈F= R     R     Fi   G R=方向: ∥BC   ⊥OB     ∥a      ∥y轴  大小: R    ?     ma         力矩平衡方程式:∈M=R*hR*hMiFi*hiG*h=由此可以求得R的大小:R=N  位置’R=最后可以利用力的平衡方程式做力的多边形解出  位置 R=N位置’R=N在摇杆上可以得到R=R最终得出位置 My=Nm   位置’=Nm(七)心得体会通过几天日日夜夜的奋斗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。当然作为自己的这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成熟专业知识日益深厚。“功到自然成”只有通过不锻炼,自己才能迎接更大的挑战和机遇,我相信我自己一定能够在锻炼成长。参考文献《机械原理课程设计手册》邹慧君主编高等教育出版社《机械原理课程设计》曲继方主编机械工业出版社《机械原理》黄茂林秦伟主编    北京:机械工业出版社 《 机械原理教程》 申永胜主编  北京:清华大学出版社  《机械原理》邹慧君等主编高等教育出版社

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