1、牛頭刨床摘要：機械原理課程設計的主要目的是為學生在完成課堂教學基本內容后提供一個較完整的從事機械設計初步實踐的機會。通過課程設計能夠將所學的機械基礎理論運用于一個簡單的機械系統(tǒng)，通過機械傳動方案總體設計，機構分析和綜合，進一步鞏固掌握課堂教學知機械原理課程設計識，并結合實際得到工程設計方面的初步訓練，培養(yǎng)學生綜合運用技術資料，提高繪圖、運算的能力。同時，注重學生創(chuàng)新意識的開發(fā)。（一）設計的目的(1)為了提高工作效率，在空回程時刨刀快速退回，即要有急會運動，行程速比系數(shù)在1.4左右。(2)為了提高刨刀的使用壽命和工件的表面加工質量，在工作行程時，刨刀要速度平穩(wěn)，切削階段刨刀應近似勻速運動。(3)

2、曲柄轉速在60r/min,刨刀的行程H在300mm左右為好，切削阻力約為7000N。（二）牛頭刨床機構簡介牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機床，如圖1。電動機經(jīng)皮帶和齒輪傳動，帶動曲柄2和固結在其上的凸輪8。刨床工作時，由導桿機構2-3-4-5-6帶動刨頭6和刨刀7作往復運動。刨頭右行時，刨刀進行切削，稱工作行程，此時要求速度較低并且均勻，以減少電動機容量和提高切削質量，刨頭左行時，刨刀不切削，稱空回行程，此時要求速度較高，以提高生產率。為此刨床采用有急回作用的導桿機構。刨刀每切削完一次，利用空回行程的時間，凸輪8通過四桿機構1-9-10-11與棘輪帶動螺旋機構（圖中未畫），使工作臺連同工件作

3、一次進給運動，以便刨刀繼續(xù)切削。刨頭在工作行程中，受到很大的切削阻力（在切削的前后各有一段約5H的空刀距離，見圖1，b），而空回行程中則沒有切削阻力。因此刨頭在整個運動循環(huán)中，受力變化是很大的，這就影響了主軸的勻速運轉，故需安裝飛輪來減小主軸的速度波動，以提高切削質量和減小電動機容量。圖1，為牛頭刨床機構簡圖及阻力曲線（三）設計數(shù)據(jù) 導桿機構的運動分析導桿機構的動靜態(tài)分析n2lo2o4lo2Alo4BlBClo4s4xs6ys6G4G6PypJs4r/minMmNmmkg.m2724301108100.36 lo4B0.5 lo4B1804022062080001001.2飛輪轉動慣量的確定凸

4、輪機構的設計無齒輪任務dnoz1zo”z1”Jo2Jo1Jo”Jocmaxlo9DaFFsFr/minKg.m28Mm80.1614401519500.50.30.20.21513042751065(四)設計內容步驟：1設計導桿機構。 按已知條件確定導桿機構的未知參數(shù)。其中滑塊6的導路x-x的位置可根據(jù)連桿5傳力給滑塊6的最有利條件來確定，即x-x應位于B點所畫圓弧高的平分線上（見圖1）。2作機構運動簡圖。選取比例尺按表42所分配的兩個曲柄位置作出機構的運動簡圖，其中一個位置用粗線畫出。曲柄位置的做法如圖42；取滑塊6在上極限時所對應的曲柄位置為起始位置1，按轉向將曲柄圓周十二等分，得十二個曲

5、柄位置，顯然位置8對應于滑塊6處于下極限的位置。再作出開始切削和中止切削所對應的1和8兩位置。共計14個機構位置。3作速度，加速度多邊形。選取速度比例尺=0.0168（）和加速度比例尺=0.0168（），用相對運動圖解法作該兩個位置的速度多邊形和加速度多邊形，并將起結果列入表。4作滑塊的運動線圖。根據(jù)機構的各個位置，找出滑塊6上C點的各對應位置，以位置1為起始點，量取滑塊的相應位移，取位移比例尺=0.0109（），作（t）線圖。為了能直接從機構運動簡圖上量取滑塊位移。然后根據(jù)（t）線圖用圖解微風法（弦線法）作出滑塊的速度（t）線圖，并將結果與其相對運動圖解法的結果比較(五)導桿機構的運動分析1

6、.求原動件上運動副中心速度A的和v和加速度a v= l 0.829m/s式中vB點速度（m/s） 方向丄AOa= l=6.247m/s式中aA點加速度（m/s）,方向A O2.解待求點的速度及其相關構件的角速度由原動件出發(fā)向遠離原動件方向依次取各構件為分離體，利用絕對運動與牽連運動和相對運動關系矢量方程式，作圖求解。a.列出OB桿A點的速度矢量方程 根據(jù)平面運動的構件兩點間速度的關系絕對速度=牽連速度+相對速度先列出構件、上瞬時重合點（，）的方程，未知數(shù)為兩個，其速度方程：v+ v方向：丄AO丄AOAO大小：？ 1？b. 定出速度比例尺在圖紙中，取p為速度極點，取矢量pa代表v,則速度比例尺&

7、#181;（m s/mm）µ=0.002 ms/mmc. 作速度多邊形，求出、根據(jù)矢量方程式作出速度多邊形的pd部分，則v (m/s)為v=µpa=0.829m/s= v/ l=1.3rad/s其轉向為順時針方向。=l=0.612 m/sB點速度為，方向與v同向.d.列出C點速度矢量方程，作圖求解V、VV= + V 方向：水平 丄B 丄BC 大小：？ l ？通過作圖，確定點速度為V=µbc=0.2909m/sVµpc=1.2207m/s式中V點速度，方向丄BC式中V點速度，方向為pc。故可求出速度V。3.解待求點的加速度及其相關構件的角加速度a.列出點加

8、速度矢量方程式牽連速度為移動時絕對加速度牽連加速度相對加速度牽連運動為轉動時，（由于牽連運動與相對運動相互影響）絕對加速度牽連加速度相對加速度哥氏加速度要求點加速度，得先求出點加速度，a= a+ a= a+ a+ a+ a方向：？丄AO丄AO丄大小：？l？l 0 ? 2vb. 定出加速度比例尺在一號圖紙中取p為加速度極點，去矢量pa代表a，則加速度比例尺µ（ms/mm）µ=0.219 m/s/mmc.作加速度多邊形，求出a、a、a根據(jù)矢量方程圖的panka部分，則 a=µaa=0.7949 m/sa=µka=6.247m/sa=µpa=0.51

9、9 rad/s 方向為 水平向右下12ºa= a l/ l=3.279m/sa= l=1.225 m/sd.列出C點加速度矢量方程，作圖求解a 、a、 aa = a+ a+ a+ a方向： 水平 BC 丄BC AB 丄AB大小： ？ V/l ? l al/ l由上式可得： a=0.0.15m/sa=0.178m/s確定構件4的角加速度a4由理論力學可知，點A4的絕對加速度與其重合點A3的絕對加速度之間的關系為 方向：O4B O4B O4B O4A O2A 大小： ？ vlo2A ? 2v4Va4a3 vlo2A其中a法向和切向加速度。a為科氏加速度。從任意極點O連續(xù)作矢量O和k代表a

10、A3和科氏加速度，其加速度比例尺1:0.219；再過點o作矢量oa4”代表a，然后過點k作直線ka4平行于線段oa4”代表相對加速度的方向線，并過點a4作直線a4a4垂直與線段ka4，代表a的方向線，它們相交于a4，則矢量oa4便代表a4。構件3的角加速度為a/lO4A將代表a的矢量ka4平移到機構圖上的點A4，可知a4的方向為逆時針方向。項目位置v2vA2vA2A3V3VCBvCVB4vaA3aKA4A3anA4atA4anCBac大小方向47.5360.8290.17180.8110.06491.22160.6121.3順時針6.2470.5191.2263.2790.0150.178根據(jù)

11、以上方法同樣可以求出位置九的速度和加速度,如下表：項目位置v2vA23 vA2A3V3VCBvCVB4vaA3aKA4A3anA4atA4anCBac大小方向47.536.08290.17180.8110.06491.22160.6121.3順時針6.2470.6251.2263.2790.0150.17897.5360.8291.2310.66780.33491.53790.82706.2380.4252.4323.2794.2454.237單位1/sm/s1/sm/s2（六）導桿機構的動態(tài)靜力分析分析步驟：（1）選取阻力比例尺= 555.6 ，根據(jù)給定的阻力Q和滑塊的沖程H繪制阻力線圖。（

12、2）根據(jù)個構件的重心的加速度即角加速度，確定各構件的慣性力和慣性力偶矩 ，并將其合為一力，求出該力至重心的距離。（3）按桿組分解為示力體，用力多邊形法決定各運動副中的反作用力合加于曲柄上的平衡力矩。圖為導桿機構動態(tài)靜力分析過程：在分析動態(tài)靜力的過程中可以分為刨頭，搖桿滑塊，曲柄三個部分。首先說明刨頭的力的分析過程： 對于刨頭可以列出以下力的平衡方程式： F=0 P + G6 + Fi6 + R45 + R16=0 方向：x軸 y軸 與a6反向 BC y軸 大小：8000 620 -m6a6 ? ?以作圖法求得:位置4 R45 = 7958.3 N 位置1 R45 =8550.648 N 位置4

13、 R16 = 284.7 N 位置 1 R16 = N力矩平衡方程式： M=0 P*yp+G6*hg+Fi6*h6+R16*h16=0 我們還可以得到： R45=R65對于搖桿滑塊機構可以列出平衡方程式： F=0 R54 + R34 + Fi4 + G4 + R14=0 方向: BC O4B a4 y軸 ? 大小： R54 ？ m4a4 220 ?力矩平衡方程式： M=0 R54*h54-R34*h34-Mi4-Fi4*hi4-G4*h4=0 由此可以求得R34的大小：R34= 7958.3 N 位置1 R34=14366.93 最后可以利用力的平衡方程式做力的多邊形解出 位置4 R32=12

14、023.66 N 位置1 R32= 244.376N 在搖桿上可以得到R34=-R32 最終得 出位置 4 My=1257.11Nm 位置1=689.612Nm（七）心得體會通過幾天日日夜夜的奮斗，在同學們的密切配合下，當然也有自己的努力和辛酸,這份課程設計終于完成了,心里無比的高興,因為這是我們 努力的結晶。在這幾天中，我有很多的體驗，同時也有我也找到許多的毛病，僅就計算機輔助繪圖而言，操作的就遠遠不夠熟練，專業(yè)知識也不能熟練應用。但是通過這次實踐設計，我覺得我有了很打的提高。其次，通過這次設計我學會了查找一些相關的工具書，并初步掌握了一些設計數(shù)據(jù)的計算方法；再次，自己的計算機繪圖水平也有了一定的提高，并對所學知識有了進一步的理解。當然，作為自己的這一次設計，其中肯定有太多的不足，希望在今后的設計中，能夠得到改正，使自己日益成熟，專業(yè)知識日益深厚。“功到自然成.”只有通過不鍛煉,自己才能迎接更大的挑戰(zhàn)和機遇,我