牛頭刨床課程設(shè)計----牛頭刨床主運(yùn)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計

1、<p><b>　　機(jī)械原理</b></p><p><b>　　課程設(shè)計</b></p><p>　?。?010-2011學(xué)年第二學(xué)期）</p><p>　　論文題目 牛頭刨床主運(yùn)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計 </p><p>　　課程名稱 機(jī) 械 原 理 <

2、;/p><p>　　班 級 機(jī) 械 四 班 </p><p>　　學(xué) 號 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　指導(dǎo)老師 </p>

3、;<p>　　2011年 6 月 24 日</p><p>　　機(jī)械原理課程設(shè)計任務(wù)書</p><p>　　學(xué)生姓名：____________ 專業(yè)班級：____________ 指導(dǎo)教師：____________</p><p>　　設(shè)計題目：牛頭刨床主運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計</p><p><b>　　設(shè)計任

4、務(wù)：</b></p><p>　　1.主運(yùn)動機(jī)構(gòu)的選型及分析</p><p>　　2.主運(yùn)動機(jī)構(gòu)的尺度綜合</p><p>　　計算未知尺寸，定長度尺寸比例尺μl ，畫機(jī)構(gòu)工作循環(huán)圖（繪制在一張3號圖紙上）。</p><p>　　3.主運(yùn)動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析</p><p>　　按學(xué)號要求分組，繪制兩位置機(jī)構(gòu)運(yùn)

5、動簡圖，并用矢量方程圖解法做這兩個位置的運(yùn)動分析；繪制機(jī)構(gòu)位移線圖、速度線圖和加速度線圖。此部分繪制在一張1號圖紙上。</p><p>　　4.主運(yùn)動機(jī)構(gòu)的力分析</p><p>　　按學(xué)號要求做一個位置的力分析，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖，用圖解法求各運(yùn)動副中反作用力及曲柄上所需的平衡力矩。此部分繪在一張2號圖紙上。</p><p><b>　　編寫設(shè)計說明書&l

6、t;/b></p><p>　　1.簡要介紹設(shè)計任務(wù)并根據(jù)設(shè)計任務(wù)，結(jié)合牛頭刨床的特點(diǎn)及要求，至少提出3種能實現(xiàn)牛頭刨床運(yùn)動基本要求的機(jī)構(gòu)型式，繪制所選機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)簡圖，闡述所選機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，并進(jìn)行比較。</p><p>　　2.將設(shè)計任務(wù)中2、3、4的設(shè)計計算過程書寫在說明書上并對設(shè)計過程進(jìn)行總結(jié)。</p><p><b>　　時間安排：</b&

7、gt;</p><p>　　設(shè)計資料成績： 指導(dǎo)教師簽名： </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1、概述┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉3</p><p>　　2、牛頭刨床設(shè)計任務(wù)的擬定┉┉┉┉┉┉

8、┉┉┉┉┉┉4</p><p>　　3、牛頭刨床工作原理的確定┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉6</p><p>　　4、牛頭刨床機(jī)構(gòu)運(yùn)態(tài)靜力分析┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉11</p><p>　　5、牛頭刨床工作位移 速度 加速度曲線┉┉┉┉┉┉┉14</p><p>　　6、牛頭刨床一樣的機(jī)構(gòu)簡圖┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉15</p>&l

9、t;p>　　7、心得體會┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉16</p><p>　　8、參考文獻(xiàn)┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉17</p><p><b>　　概述</b></p><p>　　牛頭刨床： 一種刨床，利用住復(fù)運(yùn)動的刀具切割已固定在機(jī)床工作平臺上的工件〔一般用來加工較小工件)。機(jī)床的刀架1犬似牛頭，故名。<

10、;/p><p>　　滑枕帶著刨刀，作直線住復(fù)運(yùn)動的刨床，因滑枕前端的刀架形似牛頭而得名。牛頭刨床主要用于單件小批生產(chǎn)中刨削中小型工件上的平面、成形面和溝槽。中小型牛頭刨床的主運(yùn)動(見機(jī)床)大多采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)(見曲柄滑塊機(jī)構(gòu))傳動，故滑枕的移動速度是不均勻的。大型牛頭刨床多采用液壓傳動，滑枕基本上是勻速運(yùn)動?；淼姆祷匦谐趟俣却笥诠ぷ餍谐趟俣?。由于采用單刃刨刀加工，且在滑枕回程時不切削，牛頭刨床的生產(chǎn)率較低。機(jī)床的主

11、參數(shù)是最大刨削長度。牛頭刨床主要有普通牛頭刨床、仿形牛頭刨床和移動式牛頭刨床等。普通牛頭刨床(見圖)由滑枕帶著刨刀作水平直線住復(fù)運(yùn)動，刀架可在垂直面內(nèi)回轉(zhuǎn)一個角度，并可手動進(jìn)給，工作臺帶著工件作間歇的橫向或垂直進(jìn)給運(yùn)動，常用于加工平面、溝槽和燕尾面等。仿形牛頭刨床是在普通牛頭刨床上增加一仿形機(jī)構(gòu)，用于加工成形表面，如透平葉片。移動式牛頭刨床的滑枕與滑座還能在床身(臥式)或立柱(立式)上移動，適用于刨削特大型工件的局部平面。</p&

12、gt;<p>　　工件安裝在工作臺上,牛頭刨床的主運(yùn)動是裝夾在刀架上的刨刀沿著工件機(jī)所作的往復(fù)直線運(yùn)動。當(dāng)刨刀向前運(yùn)動時(工作行程),刀具在工件表面切削金屬;當(dāng)刨刀作返回運(yùn)動時(空行程),刀具在工件的上面滑回原來的位置。牛頭刨床的進(jìn)給運(yùn)動,是工件在工作臺上的橫向移動。主運(yùn)動和給運(yùn)動反復(fù)進(jìn)行,就能在工件表面切除多余的金屬,從而得到所要求的加工表面。 　　3.牛頭刨床的組成 　　牛頭刨床主要由床身、滑枕、刀架、工作臺、橫梁

13、、進(jìn)給機(jī)構(gòu)和變速機(jī)構(gòu)等組成。 　　 (1)床身 床身內(nèi)部有變速機(jī)構(gòu)和曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。床身的頂面有水平導(dǎo)軌,滑枕沿水平導(dǎo)軌作往復(fù)直線運(yùn)動。在床身前面有垂宜導(dǎo)軌,橫梁帶動工作臺沿垂直導(dǎo)軌升降。 　　(2)滑枕 滑枕的前端有環(huán)狀T形槽,用來安裝刀架和調(diào)節(jié)刀架的偏轉(zhuǎn)角度:滑枕的內(nèi)部裝有調(diào)整滑枕行程位置的機(jī)構(gòu),它是由一對錐齒輪和絲杠組成。滑枕的下部有兩條燕尾型導(dǎo)軌,它與床身上部的水平導(dǎo)軌配合。在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的帶動下,滑枕在床身水平導(dǎo)軌上作往復(fù)直

14、線運(yùn)動。 　　(3)橫梁與工作臺 校梁安裝在床身前部垂直導(dǎo)軌上。橫梁的底部裝有升降絲杠,使校梁能沿著床身前部的垂直導(dǎo)軌作上下移動。工作臺和滑板連接在一</p><p>　　(4)刀架 刀架用于裝夾刨刀,并使刨刀沿著垂直方向和傾斜方向移動。刀架由手柄、絲杠、刻度轉(zhuǎn)盤、夾刀座、拍板、拍板座、滑板等組成?？潭绒D(zhuǎn)盤6用T形職栓5緊固在滑枕前端的“環(huán)”狀T形槽內(nèi)?？砂醇庸さ男枰?60’的回轉(zhuǎn)?？潭绒D(zhuǎn)盤6與滑板13通過導(dǎo)

15、軌相配合,只要搖動絲杠3上端的手柄1,就可使滑板13沿著刻度轉(zhuǎn)盤6上的導(dǎo)軌移動,通過刻度環(huán)2來控制背吃刀量的大小。拍板10與拍板座11的凹槽相配合,用鉸鏈銷7連接。在拍板10的孔內(nèi)裝有夾刀座8刨刀就裝在它的槽孔內(nèi),拍板10可以繞鉸鏈銷7向前上方拾起,這樣可避免滑枕回程時刨刀與工件已加工。 　　(5)進(jìn)給機(jī)構(gòu) 進(jìn)給機(jī)構(gòu)主要用來控制工作臺橫向進(jìn)給運(yùn)動的大小。 　　(6)變速機(jī)構(gòu) 操縱變速機(jī)構(gòu)的手柄,可以把各種不同的轉(zhuǎn)速傳遞到曲柄擺桿機(jī)構(gòu)

16、而改變格桿在相同時間間隔內(nèi)的擺動次數(shù)。 　　(7)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 主要作用是把電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為滑枕的往復(fù)直線運(yùn)動</p><p><b>　　牛頭刨床外形圖</b></p><p>　?。ㄒ唬C(jī)械原理課程設(shè)計的目的和任務(wù)</p><p>　　1課程設(shè)計的目的：機(jī)械原理課程設(shè)計是高等工業(yè)學(xué)校機(jī)械類學(xué)生第一次全面的機(jī)械運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析與設(shè)計

17、的訓(xùn)練，是本課程的一個重要教學(xué)環(huán)節(jié)。起目的在于進(jìn)一步加深學(xué)生所學(xué)的理論知識，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立解決有關(guān)課程實際問題的能力，使學(xué)生對于機(jī)械運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的分析和設(shè)計有一個比較完整的概念，具備計算，和使用科技資料的能力。在次基礎(chǔ)上，初步掌握電算程序的編制，并能使用電子計算機(jī)來解決工程技術(shù)問題。</p><p>　　2課程設(shè)計的任務(wù)：機(jī)械原理課程設(shè)計的任務(wù)是對機(jī)器的主題機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析。動態(tài)靜力分析，并根據(jù)給定的機(jī)器的工作

18、要求，在次基礎(chǔ)上設(shè)計；或?qū)Ω鱾€機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動設(shè)計。要求根據(jù)設(shè)計任務(wù)，繪制必要的圖紙，編制計算程序和編寫說明書等。</p><p>　　（二）機(jī)械原理課程設(shè)計的方法</p><p>　　機(jī)械原理課程設(shè)計的方法大致可分為圖解法和解析法兩種。圖解法幾何概念比較清晰、直觀；解析法精度較高。</p><p>　?。ㄈC(jī)械原理課程設(shè)計的基本要求</p><p

19、>　　1． 作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖，再作機(jī)構(gòu)兩個位置的速度，加速度圖，列矢量運(yùn)動方程；</p><p>　　2．作機(jī)構(gòu)兩位置之一的動態(tài)靜力分析，列力矢量方程，再作力的矢量圖；</p><p>　　3.用描點(diǎn)法作機(jī)構(gòu)的位移，速度，加速度與時間的曲線。</p><p>　?。ㄋ模C(jī)械原理課程設(shè)計的已知條件</p><p><b>　　設(shè)

20、計數(shù)據(jù)：</b></p><p><b>　　1機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖</b></p><p><b>　　圖１－１</b></p><p>　　牛頭刨床工作原理確定</p><p>　?。ㄒ唬?機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析</p><p>　　1、曲柄位置“5’”速度分析，加速度分析（列

21、矢量方程，畫速度圖，加速度圖）</p><p>　　取曲柄位置“5’” 進(jìn)行速度分析。因構(gòu)件2和3在A處的轉(zhuǎn)動副相連，故VA2=VA3，其大小等于W2lO2A，方向垂直于O2 A線，指向與ω2一致。</p><p>　　ω2=2πn2/60 rad/s=6.28rad/s</p><p>　　υA3=υA2=ω2·lO2A=6.28×0.11m/

22、s=0.69m/s（⊥O2A）</p><p>　　取構(gòu)件3和4和點(diǎn)A進(jìn)行速度分析。列速度矢量方程，得</p><p>　　υA3= υA4 + υA4A3</p><p>　　大小 W2Ao2 √ ?</p><p>　　方向 ⊥O2A3 ⊥O4A3 ∥O4

23、B3</p><p>　　取速度極點(diǎn)P，速度比例尺µv作速度多邊形</p><p>　　則知，υA4=·μv=0.67m/s，υA4A3=0.13m/s</p><p>　　取5構(gòu)件作為研究對象，列速度矢量方程，得 </p><p>　　υC5=υB5+υC5B5</p><p&g

24、t;　　大小 ? pb ?</p><p>　　方向 水平 ⊥O4B ⊥BC</p><p>　　取速度極點(diǎn)P，速度比例尺μv作速度多邊行</p><p>　　則知， υC5= ·μv=0.73m/s， υC5B5=0.07m/s，υB5=0.75m/s</p><p><b>　　2.加速

25、度分析：</b></p><p>　　取曲柄位置“5”進(jìn)行加速度分析。因構(gòu)件2和3在A點(diǎn)處的轉(zhuǎn)動副相連，</p><p>　　故=,其大小等于ω22lO2A,方向由A指向O2。</p><p>　　ω2=6.28rad/s, ==ω22·LO2A=6.282×0.11 m/s2=4.34m/s2</p><p>

26、;　　取3、4構(gòu)件重合點(diǎn)A為研究對象，列加速度矢量方程得：</p><p>　　aA3 = + aA4τ + aA4A3K + aA4A3r</p><p>　　大小: ω22lO4A ω42lO4A ? 2ω4υA4 A3 ?</p><p>　　方向： A→O2

27、 A→O4 ⊥O4B ⊥O4B（向左） ∥O4B（沿導(dǎo)路）</p><p>　　取加速度極點(diǎn)為P＇,加速度比例尺µa,作加速度多邊形.</p><p><b>　　則知, </b></p><p>　　aA4 =P´a4´·μa = 1.5m/s2 ，aA3=4

28、.34 m/s2，=0.93 m/s2 , aA4τ =1.15 m/s2 </p><p>　　aA4A3K =0.36 m/s2, aA4A3r=3.34 m/s2</p><p>　　用加速度影象法求得aB5 = aB4 =1.64 m/s2</p><p>　　取5構(gòu)件為研究對象,列加速度矢量方程,得</p><p>　　ac5

29、= aB5+ ac5B5n+ a c5B5τ</p><p>　　大小 ? √ √ ?</p><p>　　方向 ∥XX √ C→B ⊥BC</p><p>　　其加速度多邊形如手繪圖所示,有</p><p>　　ac5 =p ´c5´·μa =1.18 m/

30、s2 a c5B5τ=0.93 m/s2 ac5B5n=0.06 m/s2</p><p>　　2、曲柄位置“11”速度分析，加速度分析（列矢量方程，畫速度圖，加速度圖）</p><p>　　取曲柄位置“11”進(jìn)行速度分析，其分析過程同曲柄位置“1'”。</p><p>　　取構(gòu)件3和4的重合點(diǎn)A進(jìn)行速度分析。列速度矢量方程，得</p>

31、<p>　　υAB= υA4 + υA4A3</p><p>　　大小 W2AO2 ? ?</p><p>　　方向 ⊥O2A ⊥O4A ∥O4B</p><p>　　取速度極點(diǎn)P，速度比例尺µv作速度多邊形。</p><p>　　則知，

32、υA4=pa4·μv=0.0.65m/s</p><p>　　υA4A3=a3a4·μv=0.22 m/s υB5=υB4=υA4·O4B/ O4A=1.28m/s</p><p>　　取5構(gòu)件為研究對象，列速度矢量方程，得</p><p>　　υC5=υB5+υC5B5</p><p>　　大小 ?

33、 √ ?</p><p>　　方向 ∥XX ⊥O4B ⊥BC</p><p><b>　　有</b></p><p>　　υC5= ·μv01=1.27m/s υB5=1.28 m/s υC5B5=0.08 m/s</p><p>　　取曲柄位置“11”進(jìn)行加速度分析，取曲柄構(gòu)件3和4

34、的重合點(diǎn)A進(jìn)行加速度分析.列加速度矢量方程,得</p><p>　　aA3 = a A4n + a A4τ+ a A4A3k + a A4A3γ</p><p>　　大小 A02W22 ω42AO4 ? ? 2ω4υA4 A3</p><p>　　方向 A→O2 A→O4

35、 ⊥O4B ∥O4B（沿導(dǎo)路） ⊥O4B</p><p>　　取加速度極點(diǎn)為P＇,加速度比例尺μa加速度多邊形.</p><p>　　則知， a A4τ= a4´a4″·μa =2.30m/s2 a A4n = 0.45 m/s2 </p><p>　　a A4 = p´a4´·μa =

36、3.9911 m/s2 aA3 =4.34 m/s2 a A4A3γ=3.65 m/s2</p><p><b>　　用加速度影象法求得</b></p><p>　　a B5 = a B4 = a A4 ×lO4B/lO4A=4.66 m/s2 </p><p>　　取5構(gòu)件的研究對象，列加速度矢量方程，得</p>

37、<p>　　aC5= aB5+ aC5B5n+ aC5B5τ</p><p>　　大小 ? √ √ ?</p><p>　　方向 ∥xx √ C→B ⊥BC</p><p><b>　　有</b></p><p>　　aC5B5τ= C5´C5″·μa =0

38、.06 m/s2 aC5 = p´C5″·μa =4.0 m/s2 aC5B5τ=1.31 m/s2</p><p><b>　　機(jī)構(gòu)運(yùn)態(tài)靜力分析</b></p><p>　　取11點(diǎn)為研究對象，分離5、6構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)動靜力分析。</p><p>　　已知G6=-700N，又ac=ac5=4.0m/s2,那么我們可以計算&

39、lt;/p><p>　　又ΣF= G6+FiR+Fr45+FR16=0，作為多邊行，取µN=10N/m。</p><p><b>　　由力多邊形可得：</b></p><p>　　FR45=-aFR45·µN=-290N FiR=280N</p><p>　　FR16= Fi6 FR16

40、83;µN=710N</p><p>　　分離3,4構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)動靜力分析，桿組力體圖所示，</p><p>　　已知： FR54=-FR45=290N，G4=200N</p><p><b>　　由此可得： </b></p><p>　　Mi4=-Ji4·a4τ/O4A= -10.N·

41、m</p><p><b>　　對A點(diǎn)取矩得：</b></p><p>　　ΣMA=FR54·h54-Mi4-Fi4·hi4-G4·li4-R34·h34=0</p><p>　　h54=270mm h34=138mm hi4=135mm h4=10mm</p><p>&l

42、t;b>　　代入數(shù)據(jù)， </b></p><p>　　又 ΣF=FR54+FR34+Fi4+G4+R14 =0,作力的多邊形取µN=10N/m。 </p><p><b>　　可得：</b></p><p>　　FR34 =540N R14=260N </p><p>　　對構(gòu)件3 進(jìn)

43、行運(yùn)動分析，得R’34=R34=-R23=600N</p><p>　　對曲柄2進(jìn)行運(yùn)動靜力分析，作組力體圖所示，</p><p>　　µL=10N/m。 </p><p>　　R32=-R12 R32·l=Mb l=53mm</p><p>　　解得 Mb=320 N/m </p><p>

44、;　　求刨頭的位移，速度和加速度曲線</p><p>　　位移與時間，速度與時間，加速度與時間曲線。 </p><p><b>　　a,位移圖線</b></p><p><b>　　b,速度圖線</b></p><p><b>　　圖1-11</b&g

45、t;</p><p>　　由以上三條曲線，位移與時間，速度與施加，加速度與時間曲線，可以看出牛頭刨床的運(yùn)行過程，c點(diǎn)的運(yùn)動情況。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、《機(jī)械原理》/孫恒，陳作模主編——七版——高等教育出版社，2000</p><p>　　2、《機(jī)械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書》——

46、2011-6-24</p><p><b>　　3、百度文庫</b></p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　這次課程設(shè)計，由于理論知識掌握的不夠扎實，再加上沒有設(shè)計經(jīng)驗，剛開始拿到設(shè)計題目的時候有些手忙腳亂，不知道從何入手。但是通過指導(dǎo)老師指導(dǎo)幫助下，以及所有同學(xué)的討論學(xué)習(xí)下，使我們很快的理解了設(shè)

47、計內(nèi)容，掌握了方法。完成各自的數(shù)據(jù)計算和圖形繪制，專心在教室加班加點(diǎn)做自己的設(shè)計……同時大家積極與其他人交流討論，與別人討論出結(jié)果后再反復(fù)對自己的結(jié)果進(jìn)行核算復(fù)查，盡量避免自己的數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤。</p><p>　　說實話，課程設(shè)計真的有點(diǎn)累。然而，當(dāng)我一著手清理自己的設(shè)計成果，漫漫回味這1周的心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使倦意頓消。雖然這是我剛學(xué)會走完的第一步，也是人生的一點(diǎn)小小的勝利，然而它令我感到自己成熟

48、的許多，另我有了一中”春眠不知曉”的感悟。通過課程設(shè)計，使我深深體會到，干任何事都必須耐心，細(xì)致。課程設(shè)計過程中，許多計算有時不免令我感到有些心煩意亂：有2次因為不小心我計算出錯，只能毫不情意地重來．但一想起老師平時對我們耐心的教導(dǎo)，想到今后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會責(zé)任，想到世界上因為某些細(xì)小失誤而出現(xiàn)的令世人無比震驚的事故，我不禁時刻提示自己，一定要養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé)，認(rèn)真對待的良好習(xí)慣。這次課程設(shè)計使我在工作作風(fēng)上得到了一次難得的磨練。短短

49、一周是課程設(shè)計，使我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識是真正如此的缺乏，自己綜合應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識能力是如此的不足，幾年來的學(xué)習(xí)了那么多的課程，今天才知道自己并不會用。</p><p>　　通過這次課程設(shè)計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己需要學(xué)習(xí)的東西還有很多，以前總是認(rèn)為已經(jīng)掌握得很好的東西，其實差的還很遠(yuǎn)，是自己眼高手低而已。通過這次課程設(shè)計，我才明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，