设计题目:牛头刨床的运动分析与设计学生姓名: 冯龙飞 自1021指导教师: 1、前言2、课程设计任务书 3、牛头刨床各机构的运动分析与评价 4、小结 前言 此次课程设计是针对牛头刨床的运动分析与设计,设计中涉及导杆机 构、凸轮机构和双摇杆机构,以及它们各自的运动分析。 此课程设计应完成如下主要内容: 为提高工件的表面加工质量刨刀的使用寿命,刨削时刨刀应为匀速或近似匀速的运动; 为提高生产率,刨刀应快速返回,以减少非工段时间,即要求有急回特性,其行程速比系数应满足给定的值(K1.4); 刨刀行程H要达到所须的长度(约在300mm 左右),刨刀每刨削一刀 后返回时,工作台作横向进给,每次横向进给量应相同; 完成该机构(牛头刨床的运动分析与设计)的设计说明书。一、导杆机构的运动分析 (一)已知条件、要求及设计数据 1、已知:曲柄每分钟转速n 。各构件尺寸,刨头移动导路x-x的位置位于导杆端点B所作圆弧高的平分线、要求:作机构运动简图,作机构两个位置的速度、加速度多边形,并做 出刨头一个运动循环的运动线、设计数据: 设计内容 符号 数据 单位 导杆机构的运动 分析 n2 64 r/min l0204 350 mm l02A 90 mm l04B 580 mm lBC 0.3l 04B mm (二)设计过程 (1)作机构运动简图 选尺寸比例尺μ l=0.02mm/mm,做出12 两个曲柄位置的机构运动简图。(2)作速度分析 根据已知条件,速度分析应由A 点开始,并取重合点 进行求解。已知 0.110.6908 转向一致。为了求 ,需先求得构件4上任意一点的速度,因构件3 和构件4 成移动副,故可由两构件上重合点间的速度关系来求解。由运动合成原理可知,重合点 式中仅有两个未知量。取速度比例尺μv=0.02(m/s/mm),并取点 作为速度图极点,作其速度图如图所示 0.0217 0.34 0.341.180 0.0225 0.5 点的运动可认为是随基点B作平动 与绕基点B 作相对转动的合成。故有: ,式中仅有两个未知量,并取速度点p作为 速度图极点,作其速度图如下图所示,于是得: 33.5 0.02 0.67 0.181.034 0.174BC BC BC (3)作加速度分析加速度分析的步骤与速度分析相同,也应从点A 开始且已知A 点仅有 法向加速度,即: 的加速度aA4 由两构件上重合点间的加速度关系可知, BO大小: 1.1800.5 1.18 A3A4沿牵连构件 90之后的方 1.180.288 0.401 为加速度图极点,作其加速度图如图所示。12 点加速度多边形 于是得: 0.147 4.7 4.716.32 点的运动可认为是随基点B作平动的与绕B作相对转动的合成,故有: CBCB 两点的加速度已知,如图 1.0341.034 0.174 0.186 CBBC BC 0.194.6 9.46 按照上述步骤,绘制5点的速度、加速度多边形图,如下图所示: 点的速度多边形0.02( 0.0230 0.6 0.61.39 1.390.58 0.81 下图滑块的速度多边形 其中0.02 40 0.8 BO大小: 1.390.14 0.3892 1.390.432 0.835 CBCB CBCB 1.390.58 1.12 0.580.5 0.67 0.120.1 CBCB BC 大小方向 大小 方向 12 6.69 0.60288 0.34 0.67 1.180 逆时针 4.04 0.401 9.46 16.32 逆时针 6.690.60288 0.61 0.8 1.39 顺时针 4.04 0.835 0.8 1.15 顺时针 单位 rad/s(4)计算机构的行程速比系数,由机构运动简图可得 150210 180 180 (5)如图7所示左极限位置的传动角最 小,由图得此处的压力角为 3,所以 90min 二、摆动滚子从动件盘形凸轮机构的设计 (一)已知条件、要求及设计数据 1、已知:摆杆9为等加速等减速运动规律,其推程运动角Φ,远休止角Φ ,回程运动角Φ,如图8所示,摆杆长度l O9D ,最大摆角ψ max ,许用压力 〕(见下表);凸轮与曲柄共轴。2、要求:确定凸轮机构的基本尺寸,选取滚子半径r 3、设计数据:设计内容 符号 数据 单位 凸轮机构 设计 max15 OqD125 mm 45mm O2O9145 mm (二)设计过程 选取比例尺,作图μ l=2mm/mm。 1、取任意一点O 为圆心,以mm 为圆心,以mm 为圆心,以mm 为摆动从动件推程起始位置,再以逆时针方向旋转并在转轴圆上分别画出推程、远休、回程、近休,这四个阶段。再以12.5 对推程段等分、12.5 回程段等分(对应的角位移如下表所示),并用A进行标记,于是得到了转 轴圆山的一系列的点,这些点即为摆杆再反转过程中依次占据的点,然后 以各个位置为起始位置,把摆杆的相应位置 画出来,这样就得到了凸轮理论廓线上的一系列点的位置,再用光滑曲线把各个点连接起来即可得到凸轮的外轮廓。 5、凸轮曲线上最小曲率半径的确定及滚子半径的选择 (1)用图解法确定凸轮理论廓线上的最小曲率半径 min :先用目测法估计凸轮理论廓线上的 min 点位圆心,任选较小的半径r 作圆交于廓线上的B、C 点;分别以B、C 为圆心,以同样的半 画圆,三个小圆分别交于D、E、F、G四个点处,如下图9 所示;过D、 两点作直线,再过F、G两点作直线,两直线交于O 点近似为凸轮廓线上 点的曲率中心,曲率半径OA ;此次设计中,凸轮理论廓线的最小曲率半径 凸轮滚子半径的确定从两个方向考虑:几何因素——应保证凸轮在各个点车的实际轮廓曲率半径不小于 1~5mm。对于凸轮的凸曲线处 minmin ;力学因素——滚子的尺寸还受到其强度、结构限制,不能做的太小,通常取 =10mm。得到凸轮实际廓线,如图所示。 小结 通过对牛头刨床的运动分析与设计,根据机构运动特性和传力特性,现 对牛头刨床作出如下评价: 1、行程大小,即主动件位于两侧极限为止时,刨刀行程H 在所须的长 度(约在350mm 左右),刨刀每刨削一刀后返回时,工作台做横向进给,每 次横向进给量相同; 2、运动特性,大发888手机版登录其行程速比系数为 K=1.4。这样可以提高生产率,刨刀 快速返回,以减少非工段时间,有急回特性; 可知此机构最小传动角为87,传力性能良好;4、整体运动空间的大小,即尺寸的范围大约在1200mm 左右,宽900mm 左右。 附件