平面刨削机床的机构运动课程设计


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3.机械原理课程设计——牛头刨床(4)完结2008-11-21 02:17§3.3方案三3.3.1. 方案三的设计图3.3.2 关于方案三 的运动分析和评价(1) 运动条件分析该机构是一个在四连杆机构的基础上改进而来的六连杆机构,起主要作用的还是四连杆。该机构共有六个构件,共组成9个运动副且全为回转副,并且该机构中还引入了一个虚约束。该虚约束的产生是由于杆4的引入而产生的。杆4所连接的是A点和D点,由于这两个点和机架通过回转副铰支在一起的,所以这两个点本身就不能产生相对移动,不需要另引入一个杆来固定二者的相对位置。由于四杆的引入所带来的3-2*2=-1的自由度就是虚约束。该机构的原动件是杆1 ,自由度F=3*6-2*9+1=1原动件数目等于自由度数,该机构有确定的运动。(2) 机械功能分析该构件中完成主运动的是由杆1、2、3、4所组成的四连杆机构,杆5 带动与其铰结的滑块6完成刨床的切削运动。在由杆1、2、3、4所组成的曲柄摇杆机构中,曲柄1在原动机的带动下做周期性往复运动,从而连杆5带动滑块6作周期性往复运动实现切削运动的不断进行。(3) 工作性能分析从机构简图中可以看出,该机构得主动件1和连杆4的长度相差很大,这就是的机构在刨削的过程中刨刀的速度相对较低,刨削质量比较好。杆1和杆4在长度上的差别还是的刨刀在空行程的急回中 ,有较快的急回速度,缩短了机械的运转周期,提高了机械的效率。(4)传递性能和动力性能分析杆1、2、3、4所组成的曲柄摇杆机构中 其传动角是不断变化的,最小传动角出现在A,B,D三点共线处且B点在A,D两点之间,最大传动角出现在三点共线的另一种情况上。该机构的最大最小传动角差别不宜过大,否则将引起连杆传动的不稳定性,而这时就需要在原动件的主轴上添加飞轮以调节其转动的稳定性。所以为了减小该机构最大传动角和最小传动角的差值,增加A,D间的距离。这是因为其最小传动角是△DFA中的∠DFA,且三角形的三个边的长度分别为DF,BF,AD-AB;最大传动角是△DFB的∠DFB,且三角形三边分别为DF, BF, AD+AB。由三角形余弦定理可知,∠DFA ,∠DFB的AD和AD+AB大小与AD和AD+AB的长度有密切的关系,故增加AD的长度回减小两个三角形中DA和DB的长度之差,使两个三角形趋于全等从而使最小传动角和最大传动角趋于相等,借以提高传动性能。 该机构中不存在高副,只有回转副和滑动副,故能承受较大的载荷,有较强的承载能力,可以传动较大的载荷。当其最小传动角和最大传动角相差不大时,该机构的运转就很平稳,不论是震动还是冲击都不会很大。从而使机械又一定的稳定性和精确度。(5) 结构的合理性和经济性分析该机构所占的空间很大,切机构多依杆件为主,结构并不紧凑,抗破坏能力较差,对于较大载荷时对杆件的刚度和强度要求较高。 会使的机构的有效空间白白浪费。并且由于四连杆机构的运动规率并不能按照所要求的运动精确的运行只能以近似的规律进行运动。§3.3方案四牛头刨床主传动机构采用曲柄摇杆机构和扇形齿轮和齿条机构,如图所示方案特点与评价:1、 机构具有确定运动条件 由图可知,在机构中,n=4,pl=5,ph=1,p'=0.F'=0 ∴机构自由度F=3n+(2pl+ph-p')-F' =3*4+(2*5+1-0)-0 =1由于机构的自由度数与原动件数相等,故机构具有确定的运动。2、机构功能的实现曲柄做原动件,通过原动件带动扇形齿轮摆动,使带齿条机构的刨头往复移动,实现切削功能。3,工作性能,切削速度近似均匀且变化缓和平稳,摆动导杆机构使其满足急回特性。4,传递性能,滑块和导杆压力角恒为90度,齿轮和齿条传动时压力角不变,且可承受较大载荷。5,动力性能,齿轮和齿条传动平稳,冲击震动较小.6,结构合理性,扇形齿轮尺寸和重量大, 齿轮和齿条制造复杂,磨损后不宜维修。7经济性, 扇形齿轮要求一定的精度,工艺难度大,且扇形齿轮和齿条中心距要求较高。四、小结 通过这次课程设计,我有了很多收获。首先,通过这一次的课程设计,我进一步巩固和加深了所学的基本理论、基本概念和基本知识,培养了自己分析和解决与本课程有关的具体机械所涉及的实际问题的能力。对平面连杆机构和凸轮有了更加深刻的理解,为后续课程的学习奠定了坚实的基础。而且,这次课程设计过程中,与同学们激烈讨论,团结合作,最终完美的实现了预期的目的,大家都收益匪浅,也对这次经历难以忘怀。其次通过这次课程设计,对牛头刨床的工作原理及其内部个传动机构以及机构选型、运动方案的确定以及对导杆机构进行运动分析有了初步详细精确话的了解,这都将为我以后参加工作实践有很大的帮助。非常有成就感,培养了很深的学习兴趣。衷心感谢XXX教授这个学期以来的悉心教导与鼓励,在X老师的耐心指导下,我们才能完成了这次的课程设计 ,并从中 学到了非常多的知识。再一次衷心感谢XXX教授。五、参考文献[1] 孙恒,陈作模。机械原理(第六版)。北京:高等教育出版社,2001.5[2] 李 笑 刘福利 陈 明。机械原理课程设计指导书(试用稿)。哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2004.7[3] 牛鸣歧 王保民 王振甫。 机械原理课程设计手册. 重庆:重


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