牛头刨床六杆机构简介

减小字体 增大字体 作者:刘慧茹  来源:www.zhonghualunwen.com  发布时间:2009-08-19 23:54:44

[关键词]六杆机构 MATLAB 仿真 运动分析

[摘 要]连杆机构在机械制造特别是在加工机械制造中占有无法取代的重要地位。深入研究平面六杆机构运动综合理论,建立适当的数学模型和误差评定方法进行平面六杆机构的运动综合,从而实现期望的间歇运动,是一个有着重要意义和实用价值的课题.另外,关于牛头刨床运动过程的分析计算也是我们机械原理课的课程设计题目之一,我们需要一个快捷准确的方式来验证不同参数下设计计算的准确性。这些原因就促使了这个课题的诞生。
一、绪论
  
  1.连杆机构的应用
  作为在机械制造特别是在加工机械制造中主要用作传动的机构型式-连杆机构,同其他型式机构特别是凸轮机构相比具有很多优点。连杆机构采用低副连接,结构简单,易于加工、安装并能保证精度要求。连杆机构可以将主动件的运动通过连杆传递到与执行机构或辅助机构直接或间接相连的从动件,实现间歇运动,满足给定的运动要求,完成机器的工艺操作。
  连杆机构在机械制造特别是在加工机械制造中占有无法取代的重要地位,间歇运动机构是自动化机械的重要组成部分,对后者的运动精度、动态特性、和生产效率等均有直接和显著的影响,而要实现多种间歇运动,至少应为六杆机构。因此,深入研究平面六杆机构运动综合理论,建立适当的数学模型和误差评定方法进行平面六杆机构的运动综合从而实现期望的间歇运动,是一个有着重要意义和实用价值的课题。本文将通过分析牛头刨床六杆机构的运动,建立数学模型,实现将科学运算工具引进到六杆机构的计算分析及优化设计。
  2.平面六杆机构的分类
  六杆机构,虽然结构、制造、研究过程都比四杆机构复杂,但可实现四杆机构无法实现的运动要求。六杆机构的分类是建立在六杆转动副链的基础之上,而六杆转动副链是由四杆转动副链加上一个双杆组扩展而成。
  按照双杆组连接到四杆转动副链的相对杆还是连接到相邻杆的两种不同情况,可以产生两种六杆转动副链,一种是具有相对的三副杆的六杆转动副链(斯蒂芬逊链),另一种是具有相邻的三副杆的六杆转动副链(瓦特链)。
  如果瓦特运动链固定任一个二副杆做机架,则称为瓦特I型六杆机构,固定任意一个三副杆做机架,则称为瓦特II型六杆机构。对于斯蒂芬逊型,有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型六杆机构之分,它们分别固定两端均与三副杆相连的任意一个二副杆互相邻接的任意一个二副杆和任意一个三副杆为机架。从瓦特链派生出来的瓦特型六杆机构可视为两个四杆机构的串接,第一个四杆机构的从动运动即是第二个四杆机构的主动运动。采用这类机构型式的六杆机构能产生某一阶段匀速运动或具有很大摆角(最大约为210°)的摆动。为了实现大的摆角也可采用主动件不做整周转动的四杆机构,例如活塞泵驱动装置机构。两个子机构之间的串接角对机构的特性有很大的影响。由斯蒂芬逊链派生出来的三种机构是在一个四杆机构的连接点处连接上一个双杆组(有两个杆组成的杆组)所形成。
  斯蒂芬逊I型传动机构特别适于产生停歇以及具有四个折返或极限位置的动。
  斯蒂芬逊Ⅱ型传动机构适于产生大摆角(约为180°)或大行程的从动运动,同时又可获得有利的机构空间尺寸。
  由斯蒂芬逊链导出的I型和11型是具有两个机架铰接点的六杆传动机构,即所谓双座连杆机构或双座机构。双座机构可用来实现具有停歇和中间停歇的传动函数以及用来产生大摆角(约180°)的摆动。这种机构的特点在于有紧凑的结构,占用较小的空间尺寸。但构件支撑比较困难。
  
  二、牛头刨床六杆机构
  
  1.牛头刨床
  刨床类机床主要用于加工各种平面(如水平面、垂直面、斜面等)和沟槽(如T形槽、燕尾槽、v形槽),此外.在刨床上还可以加工一些简单的直线成形面。
  刨床类机床的主运动是刀具或工件所作的往复直线运动。刀具或工件进行切削时的运动称为工作行程,刀具或工件返回时不进行切削,称为空行程。进给运动由刀具或工件完成,其方向与主运动方向相垂直,它是在空行程结束后的短时间内进行的,因而是一种间歇运动。
  刨床类机床所用的刀具和夹具都比较简单,加工方便,且生产渡备工作较为简单。但由于这类机床的进给运动是间歇进行的,所以在每次工作行程中当刀具切人工件时要发生冲击,其主运动反向时还需克服较大的惯性力,这些因家限制了切削速度和空行程速度的提高。
  刨床类机床主要有牛头刨床、龙门刨床和插床三种类型。这里以牛头刨床为例来介绍。
  牛头刨床是刨削类机床中应用最广泛的一种,主要用来加工中小型零件。刨削的长度一般不超过1000mm。

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