牛头刨床（课程设计）报告.docVIP

PAGE 3 课 程 设 计 报 告 姓名： 学号： 指导教师： 一、背景概述 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图4-1。电动机经皮带和齿轮传动，带动曲柄2和固结在其上的凸轮8。刨床工作时，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，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8通过四杆机构1-9-10-11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5H的空刀距离，见图4-1，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。 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床。电动机经皮带和齿轮传动，带动曲柄2和固结在其上的凸轮8。刨床工作时，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，称工作切削。此时要求速度较低且均匀，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，以提高生产效率。为此刨床采用急回作用得导杆机构。刨刀每切削完一次，利用空回行程的时间，凸轮8通过四杆机构1-9-10-11与棘轮机构带动螺旋机构，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，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，故需装飞轮来减小株洲的速度波动，以减少切削质量和电动机容量。 二、设计方案 选用曲柄滑块机构。 （1）机构简图如下图 （2）机械功能分析 根据机构图可知，整个机构的运转是由原动件1带动的。杆通过滑块2带动滑块3的运动，从而实现刨刀的往复运动。 （3）工作性能分析 该机构中原动件1对滑块2的压力角一直在改变。但是原动件1的长度较小，滑块3的半径较大，即原动件1的变化速度对于滑块3的影响不是很大，同时机构是在转速不大的情况下运转的，也就是说，在滑块2作用下的滑块3的速度在切削过程中变化不大，趋于匀速运行。 原动件1在滑块2上的速度始终不变，但是随着原动件1的运转，在一个周期里，滑块3的半径长度由小到大，再变小。而半径的长度是滑块3的回转半径，也就是说，在机构的运行过程中，推程的速度趋于稳定，在刨头回程时，由于扇形齿轮受到齿条的反作用力减小。`还有滑块3的回转半径减小，使滑块3的回程速度远大于推程时的速度。即可以达到刨床在切削时速度较低，但是在回程时有速度较高的急回运动的要求。在刨头往返运动的过程中，避免加减速度的突变的产生。 （4）机构的传递性能动力性能分析 该机构中所有的运动副都是低副，齿轮接触的运动副对于载荷的承受能力较强，所以，该机构对于载荷的承受能力较强，适于加工一定硬度的工件。同时。滑块3是比较大的工件，强度比较高，不需要担心因为载荷的过大而出现机构的断裂。 在整个机构的运转过程中，原动件1是一个曲柄，滑块3只是在一定的范围内活动，对于杆的活动影响不大，机构的是设计上不存在运转的死角，机构可以正常的往复运行。该机构的主传动机构采用导杆机构。滑块3固结于刨头的下方。滑块3的重量较小，运转时产生的惯量也比较小，不会对机构产生一定的冲击，从而不会使机构产生震动。 （5）机构的合理性与经济性能分析 该机构的设计简单，尺寸可以根据机器的需要而进行选择，不宜过高或过低。同时，齿轮的重量有助于保持整个机构的平衡。使其重心稳定。由于该机构的设计较为简单。所以维修方便。，除了滑块的安装需要很高的精确度外没有什么需要特别设计的工件，具有较好的合理性。 三、设计计算 （1）滑块位置“2”速度分析，加速度分析 取滑块位置“2”进行速度分析。因构件2和8在A处的转动副相连，故VA2=VA3，其大小等于ω2lO2A，方向垂直于O2 A线，指向与ω2一致。 ω2=2πn2/60 rad/s=6.699rad/s υA3=υA2=ω2·lO2A=6.699×0.09m/s=0.6m/s（⊥O2A） 取构件2和8的重合点A进行速度分析。列速度矢量方程，得 υA4=υA3+υA4A3 大小 ? √ ? 方向 ⊥O4