机械原理课程设计牛头刨床设计.doc

机械原理课程设计实****报告一、设计任务二、牛头刨床简介及工作原理三、原始参数四、导杆机构的运动综合五、用解析法作导杆机构的运动分析六、导杆机构的动态静力分析七、Matlab编程并绘图八、行星轮系设计九、变位齿轮设计十、课程设计总结十一、参考文献十二、粉末成型压机方案设想一、设计任务1牛头刨床刀杆机构的运动综合、运动分析和动态静力分析;2对牛头刨床传动装置中行星轮机构、齿轮机构进行综合。二、牛头刨床简介及工作原理图1牛头刨床外形图牛头刨床是用于加工中小尺寸的平面或直槽的金属切削机床,多用于单件或小批量生产。为了适用不同材料和不同尺寸工件的粗、精加工,要求主执行构件—刨刀能以数种不同速度、不同行程和不同起始位置作水平往复直线移动,且切削时刨刀的移动速度低于空行程速度,即刨***有急回现象。刨刀可随小刀架作不同进给量的垂直进给;安装工件的工作台应具有不同进给量的横向进给,以完成平面的加工,工作台还应具有升降功能,以适应不同高度的工件加工。牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床,电动机经行星轮系和齿轮Z4、Z5减速带动曲柄2转动。刨床工作时,由导杆机构2-3-4-5-6带动刨头和刨刀作往复运动。刨头向左时,刨刀进行切削,这个行程称工作行程,刨头受到较大的切削力。刨头右行时,刨刀不切削,称空回行程,此时要求速度较高,以提高生产力。三、原始参数H:刨头行程;K:行程速比系数;Fc切削阻力;m4m5m6分别为导杆、连杆及刨头的质量;J4、J5分别分别为导杆4及导杆5绕各自质心的转动惯量;m1、mH分别为行星减速器中心轮及齿轮4、5的模数;Z4,Z5为齿轮4及5的齿数;n1:电机转速;n2:曲柄2及齿轮5的转速;k:行星轮个数。导杆机构的运动分析和运动综合导杆机构的动力分析HKlO2O3lO3O4/lO3BlBF/lO3BlBS5/-H514491620四、导杆机构的运动综合设LO3B=L3LBF=L4LO3D=L'6LO2A=L1LO3O2=L6LO3A=S3LDE=SE1、导杆的摆角ψK=、导杆的长度L33、连杆的长度L44、刨头导路中心线xx至O3点的垂直距离L'6根据已知xx被认为通过圆弧BB’的绕度ME的中点D知5、曲柄的长度L16、,=×600=30mm7、机构运动简图8、计算机构的自由度F=3×5-2×7=1五、用解析法作导杆机构的运动分析如图所示,先建立一直角坐标系,并标出各杆矢量及其方位角。其中共有四个未知量、、、。为求解需建立两个封闭的矢量方程,为此需利用两个封闭的图形O3AO2O3及O3BFDO3,由此可得:O3O2DBFASEL4L3S3L1L6L6´X并写成投影方程为:由上述各式可解得:由以上各式即可求得、、、四个运动变量,而滑块的方位角=。然后,分别将上式对时间取一次、二次导数,并写成矩阵形式,及得一下速度和加速度方程式。而=、=根据以上各式,将已知参数代入,即可应用计算机计算。并根据所得数值作出机构的位置线图、速度线图、加速度线图。这些线图称为机构的运动线图。通过这些线图可以一目了然的看出机构的一个运动循环中位移、速度、加速度的变化情况,有利于进一步掌握机构的性能。六、导杆机构的动态静力分析受力分析时不计摩擦,且各约束力和约束反力均设为正方向对刨刀进行受力分析FR56yFR16FR56xF6FcG6(2)对5杆进行受力分析BFS5FR65xFR65yF5yF5xG5FR45yFR45xM5联立(1)(2)(3)(4)(5)各式可以得到矩阵形式如下:对滑块3进行受力分析(不计重力)FR23xFR23yFR43xxxFR43yA