牛头刨床机械原理课程设计指导书.doc

机械原理课程设计指导书
科信学院
第一章 牛头刨床总体设计（作图法）任务书
一、机械原理课程设计的目的：
机械原理课程设计是高等工业学校机械类专业学生第一次较全面的机械运动学和动力学分析与设计的训练，是本课程的一个重要实践环节。其基本目的在于：
（１）、进一步加深学生所学的理论知识，培养学生独立解决有关本课程实际问题的能力。
（２）、使学生对于机械运动学和动力学的分析设计有一较完整的概念。
（３）、使学生得到拟定运动方案的训练，并具有初步设计选型与组合以及确定传动方案的能力。
（４）、通过课程设计，进一步提高学生运算、绘图、表达、运用计算机和查阅技术资料的能力。
二、机械原理课程设计的任务：
机械原理课程设计的任务是对机械的主体机构（连杆机构、凸轮机构、齿轮机构以及其他机构）进行设计和运动分析、动态静力分析，并根据给定机器的工作要求，在此基础上设计凸轮、齿轮；或对各机构进行运动分析。要求学生根据设计任务，绘制必要的图纸，编写说明书。
三、机械原理课程设计的方法：
机械原理课程设计的方法大致可分为图解法和解析法两种。图解法几何概念较清晰、直观；解析法精度较高。根据教学大纲的要求，本设计主要应用图解法进行设计。
1设计题目：牛头刨床
）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14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。
2、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。
3、设计数据
图1 机构连续间隔位置划分
摆动导杆机构的运动分析，动态静力分析，要求对机构的连续12个位置和两个行程极限位置及两个切削极限位置共15个位置进行分析。 设计题目中有三个方案，全班分三组，每组承担一个方案。在一个方案组中每个同学对两个位置进行分析。对分析的结果，全组将结果汇总在一起制表，绘线图。
除运动分析，动力计算的其他题目，没有位置区分，每个同学应按要求完成。摆动导杆机构在一循环中，所连续间隔位置如图4：图中的15个连续位置是以曲柄在一循环中的位置表示的。由位置1起顺v2方向将曲柄圆周作12等分的位置。1、8′为行程极限位置 1′7′为切削极限位置。
4、设计内容
41 导杆机构的运动分析
已知数据
项目
方案1
方案2
方案3
序号
名称
代号
计算式
600
600
600
1
行程长度
H（mm）
350
380
380
2
机架高度
O2O4（mm）
18
16
18
3
行程速比系数
K
4
连杆长度
BC（mm）
03 BO4
5
摆动导杆长度
BO4（mm）
H/2/
6
曲柄长度
AO2（mm）
O2O4
7
机床有效高度
O3O4（mm）
8
曲柄转速
n（rpm）
20
40
60
设计要求（作图法）
对所要求分析的机构位置，绘制机构运动简图。用相对运动图解法求刨刀速度和加速度。汇集本组全部位置的运动分析结果，绘制位移线图，速度线图，加速度线图。
每个学生至少要完成两个位置的运动分析。有关图解与线图画在同一张绘制图纸上。（1#图纸）。整理较详细的计算说明书若干页。
42 导杆机构的动态静力分析
设机架，曲柄，滑块，导杆，连杆，滑枕构件编号分别为1，2，3，4，5，6
已知数据
序号
项目
方案1
1
摆动导杆重量（重心在杆中点）
G4=220N
2
摆动导杆转动惯量（对重心）kg㎡
JC4=12kg㎡
3
滑枕重量（N）
G6