牛头刨床工作原理学习教案.pptx

会计学1牛头刨床工作原理牛头刨床工作原理第一页，编辑于星期二：三点 三十八分。牛头刨床外形图及基本参数牛头刨床外形图及基本参数牛头刨床外形图及基本参数牛头刨床外形图及基本参数牛头刨床外形图1工作台2刀架3滑枕4床身5变速手柄6滑枕行程调节柄7横向进给手柄8横梁牛头刨床主要由床身、滑枕、刀架、工作台、横梁等组成，如图所示。因其滑枕和刀架形似牛头而得名。第1页/共40页第二页，编辑于星期二：三点 三十八分。牛头刨床牛头刨床解析解析n n牛头刨床工作时，装有刀架的滑枕牛头刨床工作时，装有刀架的滑枕3 3由床身内部的摆杆带由床身内部的摆杆带动，沿床身顶部的导轨作直线往复运动，使刀具实现动，沿床身顶部的导轨作直线往复运动，使刀具实现切削过程的主运动，通过调整变速手柄切削过程的主运动，通过调整变速手柄5 5可以改变滑枕可以改变滑枕的运动速度，行程长度则可通过滑枕行程调节柄的运动速度，行程长度则可通过滑枕行程调节柄6 6调节。调节。n n刀具安装在刀架刀具安装在刀架2 2前端的抬刀板上，转动刀架上方的手轮，可前端的抬刀板上，转动刀架上方的手轮，可使刀架沿滑枕前端的垂直导轨上下移动。刀架还可沿水平轴偏使刀架沿滑枕前端的垂直导轨上下移动。刀架还可沿水平轴偏转，用以刨削侧面和斜面。滑枕回程时，抬刀板可将刨刀朝前转，用以刨削侧面和斜面。滑枕回程时，抬刀板可将刨刀朝前上方抬起，以免刀具擦伤已加工表面。夹具或工件则安装在工上方抬起，以免刀具擦伤已加工表面。夹具或工件则安装在工作台作台1 1上，并可沿横梁上，并可沿横梁8 8上的导轨作间歇的横向移动，实现切上的导轨作间歇的横向移动，实现切削过程的进给运动。横梁削过程的进给运动。横梁8 8还可沿床身的竖直导轨上、下移动，还可沿床身的竖直导轨上、下移动，以调整工件与刨刀的相对位置。以调整工件与刨刀的相对位置。第2页/共40页第三页，编辑于星期二：三点 三十八分。牛头刨床运动简图牛头刨床运动简图第3页/共40页第四页，编辑于星期二：三点 三十八分。牛头刨床实物图牛头刨床实物图第4页/共40页第五页，编辑于星期二：三点 三十八分。牛头刨床工作原理牛头刨床工作原理n n牛头刨床是一种靠刀具的往复直线运动及工作台的间歇运动来完牛头刨床是一种靠刀具的往复直线运动及工作台的间歇运动来完成工件的平面切削加工的机床。下图为其参考示意图。电动机经成工件的平面切削加工的机床。下图为其参考示意图。电动机经过减速传动装置（皮带和齿轮传动）带动执行机构（导杆机构和过减速传动装置（皮带和齿轮传动）带动执行机构（导杆机构和凸轮机构）完成刨刀的往复运动和间歇移动。刨床工作时，刨头凸轮机构）完成刨刀的往复运动和间歇移动。刨床工作时，刨头6 6由曲柄由曲柄2 2带动右行，刨刀进行切削，称为工作行程。在切削行程带动右行，刨刀进行切削，称为工作行程。在切削行程HH中，前后中，前后各有一段各有一段0.05H0.05H的空刀距离，工作阻力的空刀距离，工作阻力F F为常数；刨刀左行时，即为空为常数；刨刀左行时，即为空回行程，此行程无工作阻力。在刨刀空回行程时，凸轮回行程，此行程无工作阻力。在刨刀空回行程时，凸轮8 8通过四杆机通过四杆机构带动棘轮机构，棘轮机构带动螺旋机构使工作台连同工件在垂直纸面方向构带动棘轮机构，棘轮机构带动螺旋机构使工作台连同工件在垂直纸面方向上做一次进给运动，以便刨刀继续切削。上做一次进给运动，以便刨刀继续切削。第5页/共40页第六页，编辑于星期二：三点 三十八分。牛头刨床的组成牛头刨床的组成原动部分：电动机原动部分：电动机原动部分：电动机原动部分：电动机；传动部分：带轮机构，齿轮机构，曲轴连杆机构，传动部分：带轮机构，齿轮机构，曲轴连杆机构，传动部分：带轮机构，齿轮机构，曲轴连杆机构，传动部分：带轮机构，齿轮机构，曲轴连杆机构，棘轮机构，螺旋机构棘轮机构，螺旋机构棘轮机构，螺旋机构棘轮机构，螺旋机构；执行部分：滑枕执行部分：滑枕执行部分：滑枕执行部分：滑枕 ，工作台；工作台；工作台；工作台；控制部分：离合手柄，变速控制手柄控制部分：离合手柄，变速控制手柄控制部分：离合手柄，变速控制手柄控制部分：离合手柄，变速控制手柄。第6页/共40页第七页，编辑于星期二：三点 三十八分。滑枕运动路线图滑枕运动路线图电动机电动机电动机电动机变速机构变速机构变速机构变速机构摇杆机构摇杆机构摇杆机构摇杆机构滑枕往复运动滑枕往复运动滑枕往复运动滑枕往复运动第7页/共40页第八页，编辑于星期二：三点 三十八分。牛头刨床摆动导杆机构运动简图及自由牛头刨床摆动导杆机构运动简图及自由度计算。度计算。第8页/共40页第九页，编辑于星期二：三点 三十八分。牛头刨床牛头刨床V带传动运动简图带传动运动简图第9页/共40页第十页，编辑于星期二：三点 三十八分。工作台横向进给运动路线工作台横向进给运动路线图图电动机电动机变速机构变速机构棘轮进棘轮进给机构给机构工作台横向进给工作台横向进给运动。运动。第10页/共40页第十一页，编辑于星期二：三点 三十八分。V带传动特点分析带传动特点分析n n当量摩擦因数较大，当量摩擦因数较大，V V带传动产生的最大摩擦力大带传动产生的最大摩擦力大约是平带的约是平带的3 3倍，允许包角小，传动比较大，中心倍，允许包角小，传动比较大，中心距较小，预紧力较小；传动效率距较小，预紧力较小；传动效率85%85%95%95%，带速，带速范围范围20 20 30m/s 30m/s，传递功率可达，传递功率可达700KW700KW，只适合开，只适合开口传动。口传动。第11页/共40页第十二页，编辑于星期二：三点 三十八分。牛头刨床牛头刨床V带传动特点带传动特点n n1 1、优点：（）具有良好的弹性，能起吸振缓冲作用，因而传动平、优点：（）具有良好的弹性，能起吸振缓冲作用，因而传动平稳，噪音小；（）过载时，带与带轮会出现打滑，防止其它零件损稳，噪音小；（）过载时，带与带轮会出现打滑，防止其它零件损坏；（）结构简单，成本低，加工和维护方便；（）、适用于两坏；（）结构简单，成本低，加工和维护方便；（）、适用于两轴中心距较大的传动。轴中心距较大的传动。n n2 2、缺点：（）外廓尺寸较大，结构不够紧凑；（）由于带的弹、缺点：（）外廓尺寸较大，结构不够紧凑；（）由于带的弹性滑动，不能保证准确的传动比；（）带的寿命较短，一般性滑动，不能保证准确的传动比；（）带的寿命较短，一般2000200030003000小时；（）摩擦损失较大，传动效率较低，一般平带传动为小时；（）摩擦损失较大，传动效率较低，一般平带传动为0.940.940.980.98，带传动为，带传动为0.920.920.970.97。第12页/共40页第十三页，编辑于星期二：三点 三十八分。V V带型号带型号带型号带型号:Y:Y、Z Z、A A、B B、C C、D D、E E七种型号。七种型号。七种型号。七种型号。第13页/共40页第十四页，编辑于星期二：三点 三十八分。中心距调整中心距调整n调节螺钉，调节螺杆，靠电动机与摆动架的自重实现张紧。n 牛头刨床V带传动比计算：第14页/共40页第十五页，编辑于星期二：三点 三十八分。牛头刨床连杆机构分析牛头刨床连杆机构分析n n连杆机构优点：低副是面接触低副是面接触,压强低压强低,且且便于润滑便于润滑,可减少磨损可减少磨损;两接触面是圆柱面和平面两接触面是圆柱面和平面,制制造简单造简单,易获得较高的精度易获得较高的精度;n n连杆机构缺点：低副会引起运动误差，连杆低副会引起运动误差，连杆机构不易精确地实现复杂的运动规律，构件惯性力难以机构不易精确地实现复杂的运动规律，构件惯性力难以平衡，不宜高速。平衡，不宜高速。第15页/共40页第十六页，编辑于星期二：三点 三十八分。摆动导杆机构运动示意图摆动导杆机构运动示意图第16页/共40页第十七页，编辑于星期二：三点 三十八分。铰链四杆机构类型的判断铰链四杆机构类型的判断第17页/共40页第十八页，编辑于星期二：三点 三十八分。曲柄摇杆机构实曲柄摇杆机构实图图第18页/共40页第十九页，编辑于星期二：三点 三十八分。双曲柄机构实例双曲柄机构实例第19页/共40页第二十页，编辑于星期二：三点 三十八分。当当当当 （其余两杆长度之和）时（其余两杆长度之和）时（其余两杆长度之和）时（其余两杆长度之和）时双摇杆机双摇杆机双摇杆机双摇杆机构构构构第20页/共40页第二十一页，编辑于星期二：三点 三十八分。连杆机构的急回特性连杆机构的急回特性第21页/共40页第二十二页，编辑于星期二：三点 三十八分。1.凸轮机构特点及运用：凸轮机构特点及运用：n n 优点：简单紧凑简单紧凑,易于设计易于设计,只要适当的设计凸轮轮廓只要适当的设计凸轮轮廓,就可以实现复就可以实现复杂或特殊的运动；杂或特殊的运动；缺点：凸轮轮廓曲线加工比较复杂凸轮轮廓曲线加工比较复杂,易磨损易磨损,不便润滑不便润滑,故传力不大。故传力不大。n n 应用：自动机自动机 半自动机半自动机。第22页/共40页第二十三页，编辑于星期二：三点 三十八分。2.凸轮机构的分类：凸轮机构的分类：n1.按凸轮形状分类：盘形凸轮 移动凸轮 圆柱凸轮；n2.按从动件的形式分类：尖顶从动件 滚子从动件 平底从动件 球面底从动件。第23页/共40页第二十四页，编辑于星期二：三点 三十八分。盘形凸轮轮廓的设计：盘形凸轮轮廓的设计：n作图法设计凸轮轮廓采用“反转法”原理：第24页/共40页第二十五页，编辑于星期二：三点 三十八分。牛头刨床棘轮机构分析：牛头刨床棘轮机构分析：第25页/共40页第二十六页，编辑于星期二：三点 三十八分。1.棘轮机构的工作原理棘轮机构的工作原理:当主动摆杆逆时针摆动时，摆杆上铰接的主动棘爪插入棘轮的齿槽中，推当主动摆杆逆时针摆动时，摆杆上铰接的主动棘爪插入棘轮的齿槽中，推当主动摆杆逆时针摆动时，摆杆上铰接的主动棘爪插入棘轮的齿槽中，推当主动摆杆逆时针摆动时，摆杆上铰接的主动棘爪插入棘轮的齿槽中，推动棘轮同向转动一定角度，制动在棘轮的背上滑过。当摇杆逆时针方向动棘轮同向转动一定角度，制动在棘轮的背上滑过。当摇杆逆时针方向动棘轮同向转动一定角度，制动在棘轮的背上滑过。当摇杆逆时针方向动棘轮同向转动一定角度，制动在棘轮的背上滑过。当摇杆逆时针方向转动，棘轮在齿背上滑过，止回棘爪阻止棘轮反向转动，此时主动棘爪转动，棘轮在齿背上滑过，止回棘爪阻止棘轮反向转动，此时主动棘爪转动，棘轮在齿背上滑过，止回棘爪阻止棘轮反向转动，此时主动棘爪转动，棘轮在齿背上滑过，止回棘爪阻止棘轮反向转动，此时主动棘爪在棘轮的齿背上滑回原位，棘轮静止不动。此机构将主动件的往复摆动在棘轮的齿背上滑回原位，棘轮静止不动。此机构将主动件的往复摆动在棘轮的齿背上滑回原位，棘轮静止不动。此机构将主动件的往复摆动在棘轮的齿背上滑回原位，棘轮静止不动。此机构将主动件的往复摆动转换为从动棘轮的单向间歇转动。转换为从动棘轮的单向间歇转动。转换为从动棘轮的单向间歇转动。转换为从动棘轮的单向间歇转动。第26页/共40页第二十七页，编辑于星期二：三点 三十八分。2.棘轮机构的类型棘轮机构的类型棘轮机构的类型棘轮机构的类型:可分为可分为可分为可分为齿啮式和摩擦式齿啮式和摩擦式齿啮式和摩擦式齿啮式和摩擦式齿啮式：结构简单、制造方便、运动可靠但传动力齿啮式：结构简单、制造方便、运动可靠但传动力 较小，工作有冲击和噪较小，工作有冲击和噪音，棘轮转角只能以棘轮齿数位单位作有级调节。音，棘轮转角只能以棘轮齿数位单位作有级调节。摩擦式：传动平稳，可无级调节棘轮转角摩擦式：传动平稳，可无级调节棘轮转角,但在摩擦面易产生相对滑动但在摩擦面易产生相对滑动,所以运所以运动不准确。动不准确。第27页/共40页第二十八页，编辑于星期二：三点 三十八分。齿啮式和摩擦式棘轮机构齿啮式和摩擦式棘轮机构第28页/共40页第二十九页，编辑于星期二：三点 三十八分。3.棘轮机构的特点棘轮机构的特点及及应用：应用：n n由于棘轮的齿数范围较广（一般到），同时摆杆每次摆动使棘轮转过的齿数又由于棘轮的齿数范围较广（一般到），同时摆杆每次摆动使棘轮转过的齿数又由于棘轮的齿数范围较广（一般到），同时摆杆每次摆动使棘轮转过的齿数又由于棘轮的齿数范围较广（一般到），同时摆杆每次摆动使棘轮转过的齿数又容易控制，所以如果要求间歇运动转动的角度很小、或工作中需要经常调节转角大小容易控制，所以如果要求间歇运动转动的角度很小、或工作中需要经常调节转角大小容易控制，所以如果要求间歇运动转动的角度很小、或工作中需要经常调节转角大小容易控制，所以如果要求间歇运动转动的角度很小、或工作中需要经常调节转角大小和转动方向的场合，宜采用棘轮机构。它的缺点是运动开始和终止的瞬间有刚性冲击，和转动方向的场合，宜采用棘轮机构。它的缺点是运动开始和终止的瞬间有刚性冲击，和转动方向的场合，宜采用棘轮机构。它的缺点是运动开始和终止的瞬间有刚性冲击，和转动方向的场合，宜采用棘轮机构。它的缺点是运动开始和终止的瞬间有刚性冲击，运动的平稳性较差。此外棘爪在棘轮齿背上滑行时会产生噪声和齿尖磨损。因此棘轮运动的平稳性较差。此外棘爪在棘轮齿背上滑行时会产生噪声和齿尖磨损。因此棘轮运动的平稳性较差。此外棘爪在棘轮齿背上滑行时会产生噪声和齿尖磨损。因此棘轮运动的平稳性较差。此外棘爪在棘轮齿背上滑行时会产生噪声和齿尖磨损。因此棘轮机构只适用于转速不高、转角不大或小功率的场合。机构只适用于转速不高、转角不大或小功率的场合。机构只适用于转速不高、转角不大或小功率的场合。机构只适用于转速不高、转角不大或小功率的场合。n n棘轮机构常与连杆机构、凸轮机构、液压（气压）装置或电磁装置一起棘轮机构常与连杆机构、凸轮机构、液压（气压）装置或电磁装置一起棘轮机构常与连杆机构、凸轮机构、液压（气压）装置或电磁装置一起棘轮机构常与连杆机构、凸轮机构、液压（气压）装置或电磁装置一起应用。依靠这些机构或装置中从动件的连续或周期性的往复运动来驱动棘爪，应用。依靠这些机构或装置中从动件的连续或周期性的往复运动来驱动棘爪，应用。依靠这些机构或装置中从动件的连续或周期性的往复运动来驱动棘爪，应用。依靠这些机构或装置中从动件的连续或周期性的往复运动来驱动棘爪，从而实现棘轮的单向间歇运动。从而实现棘轮的单向间歇运动。从而实现棘轮的单向间歇运动。从而实现棘轮的单向间歇运动。第29页/共40页第三十页，编辑于星期二：三点 三十八分。第30页/共40页第三十一页，编辑于星期二：三点 三十八分。4.棘轮的调节方法：棘轮的调节方法：n n1 1）采用棘轮罩）采用棘轮罩n n通过改变棘轮罩的位置，使部分行程棘爪沿棘轮罩表面滑过，从通过改变棘轮罩的位置，使部分行程棘爪沿棘轮罩表面滑过，从而实现棘轮转角大小的调整。而实现棘轮转角大小的调整。n n2 2）改变摆杆摆角）改变摆杆摆角n n通过调节曲柄摇杆机构中曲柄的长度，改变摇杆摆角的大小，从而实现通过调节曲柄摇杆机构中曲柄的长度，改变摇杆摆角的大小，从而实现棘轮机构转角大小的调整。棘轮机构转角大小的调整。n n3 3）采用多爪棘轮机构）采用多爪棘轮机构n n要使棘轮每次转动的角度小于一个轮齿所对应的中心角要使棘轮每次转动的角度小于一个轮齿所对应的中心角 时，可采时，可采用棘爪数为用棘爪数为mm的多爪棘轮机构。的多爪棘轮机构。第31页/共40页第三十二页，编辑于星期二：三点 三十八分。牛头刨床各轮齿数和模数牛头刨床各轮齿数和模数编号123456789齿数243630482536424871模数2.52.52.52.52.52.52.52.52.5顶圆直径659580125 67.595110 125 182.5第32页/共40页第三十三页，编辑于星期二：三点 三十八分。变速箱齿轮几何尺寸表变速箱齿轮几何尺寸表档位123456大斜齿轮转速（r/min)15.1385.2761.142.6330.0117.15第33页/共40页第三十四页，编辑于星期二：三点 三十八分。斜齿轮转速数据斜齿轮转速数据n n快进电机参数：型号：Y801L2-4B5。功率：0.55KW,转速：1390r/min。蜗杆头数：Z1=2，右旋。蜗轮齿数Z2=35，右旋。模数m=2.5mm。第34页/共40页第三十五页，编辑于星期二：三点 三十八分。圆锥齿轮数据圆锥齿轮数据编号1415161718齿数3417232323333333第35页/共40页第三十六页，编辑于星期二：三点 三十八分。蜗杆传动数据蜗杆传动数据n n快进电机参数：型号：Y801L2-4B5。功率：0.55KW,转速：1390r/min。蜗杆头数：Z1=2，右旋。蜗轮齿数Z2=35，右旋。模数m=2.5mm。第36页/共40页第三十七页，编辑于星期二：三点 三十八分。牛头刨床螺旋传动基本参数牛头刨床螺旋传动基本参数牛头刨床螺旋传动基本参数牛头刨床螺旋传动基本参数名称旋向线数n螺距P螺杆长度L材料及热处理工作台横向进给螺旋右旋1654045淬火HRC42工作台垂向进给螺旋右旋16376滑枕移动螺旋右旋16520刀架移动螺旋右旋16220滑枕行程调整螺旋右旋15200第37页/共40页第三十八页，编辑于星期二：三点 三十八分。工作台横向进给螺旋工作台横向进给螺旋工作台横向进给螺旋工作台横向进给螺旋Tr32X6-LH-7H/7eTr32X6-LH-7H/7e外螺纹公称直径d=32mm中径d2=13.6mm小径d3=27.2内螺纹大径D=32mm中径d2=13.6mm小径d3=27.2牙型梯形 旋向左螺距P=6mm第38页/共40页第三十九页，编辑于星期二：三点 三十八分。完毕完毕n n2011年12月第39页/共40页第四十页，编辑于星期二：三点 三十八分。