牛头刨床机械原理课程设计2点和6点Word文档格式.docx
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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。
2)设计数据
设计数据设计数据
设计
内容
导杆机构的运动分析
导杆机构的动态静力分析
符号
n2
L0204
L02A
L04B
LBC
L04S4
XS6
YS6
G4
G6
P
YP
JS4
单位
r/min
mm
N
kgm2
方
案
Ⅰ
60
380
110
540
0.25
0.5
240
50
200
700
7000
80
1.1
Ⅱ
64
350
90
580
0.3
220
800
9000
1.2
Ⅲ
72
430
810
0.36
180
40
620
8000
100
4、设计内容
1)导杆机构的运动分析
已知:
曲柄每分钟转数n2,各构件尺寸及重心位置,且刨头导路x-x位于导杆端点B所作的圆弧高的平分线上。
要求:
做机构的运动简图,并作机构两位置的速度、加速度多边形以及刨头的运动线图。
以上内容与后面的动静力分析一起画在1号图纸上。
曲柄位置图的作法为取1和8’为工作形成起点和终点对应的曲柄位置,1和7’为切削起点和终点所对应的位置,其余2,3…12等,是由位置1起顺2方向将曲柄圆周作12等分的位置。
机构位置2和6的运动简图
1、选择表Ⅰ中方案Ⅱ。
2、曲柄位置“2”做速度分析,加速度分析(列矢量方程,画速度图,加速度图)
取曲柄位置“2”进行速度分析。
取构件3和4的重合点A进行速度分析。
有ω2=2×
3.14×
64/60=6.698666667rad/s其转向为顺时针方向。
υA3=υA2=ω2×
lO2A·
µ
l=6.698666667×
90×
0.001=0.60288m/s方向:
A→O2
列速度矢量方程,得
υA4=υA3+υA4A3
大小?
√?
方向⊥O4A⊥O2A∥O4B
取速度极点P,速度比例尺µ
v=0.01(m/s)/mm,作速度多边形如图。
图1-1
则由图1-1知,
υA4=pa4·
μv=28.50500264×
0.01m/s=0.2850500264m/s方向p→a4
υA4A3=a3a4·
μv=53.05755578×
0.01m/s=0.5305755578m/s方向a3→a4
ω4=υA4/lO4A·
l=0.2850500264/0.38342033151=0.74344003rad/s
其转向为顺时针方向。
υB5=υB4=ω4·
lO4B·
l=0.74344003×
580=0.4311952229m/s方向p→b5
取5构件为研究对象,列速度矢量方程,得
υC=υB5+υCB5
√?
方向∥XX⊥O4B⊥BC
其速度多边形如图1-1所示,有
υC=pc·
μv=41.69703748×
0.01m/s=0.4169703748m/s方向p→c
υCB5=b5c·
μv=9.7766008×
0.01m/s=0.0997766008m/s方向b5→c
取曲柄位置“2”进行加速度分析.
取曲柄构件3和4的重合点A进行加速度分析.
列加速度矢量方程,得
aA4=aA4n+aA4t=aA3+aA4A3k+aA4A3r
√?
√√?
方向?
A→O4⊥O4BA→O2⊥O4B(向右)∥O4B
aA4n=ω42×
lO4A·
l=0.743440032×
0.38342033151=0.21191759747m/s2
aA3=ω22×
l=6.6986666672×
0.001=4.03849216039m/s2
aA4A3k=2ω4υA4A3=2×
0.74344003×
0.5305755578=0.78890221721m/s2
方向a3´
→k
取加速度极点为P',加速度比例尺μa=0.1(m/s2)/mm,作加速度多边形图
图1-2
则由图1─2知,
aA4t=n1·
a4´
·
μa=27.70305525×
0.1=2.770305525m/s2方向n1→a4´
aA4A3r=ka4´
μa=16.96343176×
0.1=1.696343176m/s2方向k→a4´
α4=aA4t/lO4A·
l=2.770305525/0.38342033151rad/s2=7.2252441965rad/s2
aA4=p´
a4´
μa=27.78399138×
0.1m/s2=2.778399138m/s2方向p´
→a4´
aA4A3=a3´
μa=18.70814496×
0.1=1.870814496m/s2方向a3´
→a4´
取5构件的研究对象,列加速度矢量方程,得
aC=aB5n+aB5τ+aCB5n+aCB5τ
大小?
√√√?
方向∥xxB→A⊥ABC→B⊥BC
aB5n=ω42lO4B·
580×
0.001=0.32056778535m/s2方向p´
→n´
aB5τ=aA4t·
lO4B/lO4A=2.770305525×
580/383.42033151=4.19064163387m/s2
方向n´
→aB5´
aCB5n=υCB52/lBC·
l=0.09977660082/0.174=0.054932139771m/s2方向aB5´
→n
其加速度多边形如图1─2所示,有
aB5=p´
aB5´
μa=42.02884844×
0.1m/s2=4.202884844m/s2
aCB5t=nC´
μa=6.41473606×
0.1m/s2=0.641473606m/s2方向n→c´
aC=p´
C´
μa=40.99471642×
0.1m/s2=4.099471642m/s2方向p´
→C´
2、曲柄位置“6”做速度分析,加速度分析(列矢量方程,画速度图,加速度图)
取曲柄位置“6”进行速度分析。
图1-3
则由图1-3知,
μv=48.64352445×
0.01m/s=0.4864352445m/s方向p→a4
μv=35.6153178×
0.01m/s=0.356153178m/s方向a3→a4
l=0.4864352445/0.41841411745=1.1625689103rad/s
υB=ω4·
l=1.1625689103×
0.58=0.674289967865m/s方向p→b
υC=υB+υCB
μv=66.46579386×
0.01m/s=0.6646579386m/s方向p→c
υCB=bc·
μv=10.27504851×
0.01m/s=0.1027504851m/s方向b→c
取曲柄位置“6”进行加速度分析.
A→O4⊥O4BA→O2⊥O4B(向左)∥O4B
l=1.16256891032×
0.41841411745=0.56551449203m/s2
方向p´
0.001=-4.03849216039m/s2方向p´
→a3´
aA4A3k=2ω4υA4A3·
v=2×
1.1625689103×
0.356153178=0.82810522395m/s2方向a3´
图1-4
则由图1─4知,
μa=15.64929517×
0.1=1.564929517m/s2方向n→a4´
μa=26.98876937×
0.1=2.698876937m/s2方向k→a4´
α4=aA4t/lO4A·
l=1.564929517/0.38342033151rad/s2=4.0814985238rad/s2
转向为逆时针方向。
μa=16.63928845×
0.1=-1.663928845m/s2方向p´
μa=28.12648423×
0.1=2.812648423m/s2方向a3´
aC=aBn+aBτ+aCBn+aCBτ
aBn=ω42×
0.001=7.8390855303m/s2
aBτ=aA4t·
lO4B/lO4A=1.564929517×
580/383.42033151=2.1692841661m/s2
aCBn=υCB2/lCBµ
l=0.10275048512/0.174=0.0606762195m/s2
其加速度多边形如图1─1所示,有
aB=p´
b´
μa=23.06578941×
0.1m/s2=-2.306578941m/s2
aCBt=n2C´
μa=4.43203343×
0.1m/s2=0.443203343m/s2
aC=p´
μa=22.02727271×
0.1m/s2=-2.202727271m/s2
2)导杆机构机构运态静力分析
已知各构件的重量G(曲柄2、滑块3和连杆5的重量都可忽略不计),导杆4绕重
心的转动惯量Js4及切削力P的变化规律。
要求求各运动副中反作用力及曲柄上所需要的平衡力矩。
以上内容做在运动分析的
同一张图纸上。
动态静力分析过程:
取“2”点为研究对象,分离5、6构件进行运动静力分析,作阻力体如图1─5所示,
选取长度比例尺µ
l=0.001m/mm,选取力比例尺µ
P=10N/mm
图1—5
已知P=9000N,G6=800N,又ac=4.099471642m/s2,那么我们可以计算
FI6=-m6×
ac=-G6/g×
ac=-800/10×
4.099471642=-327.95773136N
又ΣF=P+G6+FI6+F45+FRI6=0
方向:
∥x轴∥y轴与ac反向∥BC∥y轴
大小:
9000800-m6a6?
?
作力多边行如图1-7所示,选取力比例尺µ
P=10N/mm。
图1-6
由图1-6力多边形可得:
FR45=CD·
N=933.23700796×
10=9331.2818369N
FR16=AD·
N=108.69422679×
10N=1049.0487523N
取构件6为受力平衡体,并对C点取距,有
分离3,4构件进行运动静力分析,杆组力体图如图1-7所示。
图1-7
FR54=FR45=9331.2818369N,G4=220N
aS4=aA4·
lO4S4/lO4A=2.778399138×
290/383.42033151=2.10144242181m/s2
αS4=α4=7.2252441965rad/s2
可得构件4上的惯性力FI4=-G4/g×
aS4=-220/10×
2.10144242181=-46.2317332798N
方向与aS4运动方向相反
惯性力偶矩MS4=-JS4·
αS4=-1.2×
7.2252441965=-8.6702930358N·
m
方向与α4运动方向相反(逆时针)
将FI4和MS4将合并成一个总惯性力F´
S4(=FI4)偏离质心S4的距离为hS4=MS4/FI4,
其对S4之矩的方向与α4的方向相反(逆时针)
取构件4为受力平衡体,对A点取矩得:
在图上量取所需要的长度lAB=196.56771918lS4A=93.42630616lO4A=383.42033151
ΣMA=FR54cos15。
lABµ
l+MS4+FI4cos4。
lS4Aµ
l+G4sin13。
l+FRO4τlO4Aµ
l=0
=1771.72895-8.670293035-4.30873856+4.62359613+0.3834203315FRO4τ=0
代入数据,得FRO4τ=-4599.06107115N方向垂直O4B向右
ΣF=FR54+FR34+F´
S4+G4+FRO4τ+FRO4n=0
方向:
∥BC⊥O4B与aS4同向∥y轴⊥O4B(向右)∥O4B
√√√?
作力的多边形如图1-8所示,选取力比例尺µ
图1-8
由图1-8得:
FR34=EA·
N=451.60861239×
10N=4516.0861239N
FRO4n=FA·
N=218.1077709×
10N=2181.077709N方向:
∥O4B向下
因为曲柄2滑块3的重量可忽略不计,有FR34=FR23=FR32
对曲柄2进行运动静力分析,作组力体图如图1-9示,
图1-9
由图1-9知,曲柄2为受力平衡体,对O2点取矩得:
FR12=FR32
ΣMO2=Mb-FR32sin28。
lO2Aµ
l=0即M=192.7170207N·
M
FI6
FI4
MS4
hS4
大小
方向
2
-327.95773136
-46.2317332798
-8.6702930358逆时针
0.187539865
Nm
项目
位置
FR16
FR54=FR45
FR34=FR23
My
1049.0487523
9331.2818369
4516.0861239
192.7170207
顺时针
N
Nm
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- 牛头 刨床 机械 原理 课程设计
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