牛头刨床机械原理课程设计4点和8点汇总

1、广西工学院机械原理课程设计说明书设计题目牛头刨床系别机械工程系专业班级学生姓名学号指导教师日期6.17目录一、概述1、课程设计的题目2.、课程设计的任务和目的3、课程设计的要求4、课程设计的数据二、机构简介与设计数据三.课程设计的内容和步骤分杆组方案分析程序编写过程程序说明语言编程及结果位移，速度，加速度图二、小结四、参考文献一、概述.课程设计的题目此次课程设计的题目是：牛头刨床的主传动结构的设计.课程设计的任务和目的1）任务：1牛头刨床的机构选型、运动方案的确定；2导杆机构进行运动分析；3导杆机构进行动态静力分析；.飞轮设计；.凸轮机构设计。2）目的：机械原理课程设计是培养学生掌握机械系统运

2、动方案设计能力的技术基础课程，它是机械原理课程学习过程中的一个重要实践环节。其目的是以机械原理课程的学习为基础，进一步巩固和加深所学的基本理论、基本概念和基本知识，培养学生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，使学生熟悉机械系统设计的步骤及方法，其中包括选型、运动方案的确定、运动学和动力学的分析和整体设计等，并进一步提高计算、分析，计算机辅助设计、绘图以及查阅和使用文献的综合能力。.3.课程设计的要求牛头刨床的主传动的从动机构是刨头，在设计主传动机构时，要满足所设计的机构要能使牛头刨床正常的运转，同时设计的主传动机构的行程要有急回运动的特性，以及很好的动力特性。尽量是设计的结

3、构简单，实用，能很好的实现传动功能。二.机构简介与设计数据机构简介牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图4-1。电动机经皮带和齿轮传动，带动曲柄2和固结在其上的凸轮8。刨床工作时，由导杆机构2-3-4-5-6带动刨头6和刨刀7作往复运动。刨头右行时，刨刀进行切削，称工作行程，此时要求速度较低并且均匀，以减少电动机容量和提高切削质量；刨头左行时，刨刀不切削,称空回行程，此时要求速度较高，以提高生产效率。为此刨床采用有急回作用的导杆机构。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与棘轮带动螺旋机构（图中没有画出），使工作台连同工件一次进级运动，以便刨刀继续切削。

4、刨头在工作行程过程中，受到很大的切削阻力（在切削的前后各有一段约0.05H的空刀距离，见图4-1,b）而空回行程中则没有切削阻力。因此刨头在整个循环运动中，受力变化是很大的，这就影响了主轴的匀速运转，故需安装飞轮来减小主轴的速度波动，以提高切削质量和减少电动机容量c女577771O执行机构运动简图设计数据见表4-11)寰#-1设计效裾*、号打机构的运动分析导杆机周的动态酢分析%5*,餐'.居白，1¥*%r/mmmmNmrnhKpm1AO加0IK)540。25£口41124502007007000so11rfu350%涮仇3”(L5%/20(150220S00wtin

5、801.21372430110酊Q(L363*4IKQ40220h20SOOtl1001.2电计艮轮转动情曲的确定一凸轮机构的世计L1幽轮机构的设计&£|卬Ju2JtrJo-甲m'”产«J*0rf(J,dtyakg,n«mwmm«1U.1514401020400.30.30,20,215125.4H75107510030063.52iinU.1514411164n0.50.40.250,2151353E7010701003006420川门195005爪30,20,21513042I7510b5憾3UU63.52112)选择设计方案:设计内

6、容导杆机构的运动分析导杆机构的静力分析符号n2102O4102A104B1BC104s4XS6ys6GGPypJS4单位r/minmmNmmKg-m方案口64350905800.3104B0.5lo4B200502208009000801.2设计内容飞轮转动惯量的确定凸轮机构的设计符号no'Z1Zo'zrJo2Jo1Jo”Jo'6maxLo9DaJ(j)sJ'单位r/mini/一2Kg.m°mm方案口0.1514401316400.50.40.250.215135387010701、结构简单，制造方便，能承受较大的载荷；2、具有急回作用，可满足任意行程

7、速比系数K的要求;3、滑块行程可以根据杆长任意调整；4、机构传动角包为90度，传动性能好；5、工作行程中，刨刀速度较慢，变化平缓符合切削要求；6、机构运动链较长，传动间隙较大；7、中间移动副实现较难。三.课程设计的内容和步骤1.导杆机构的设计及运动分析1）导杆机构简图442）导杆机构运动分析a、曲柄位置“4”速度分析，加速度分析（列矢量方程，回速度图，加速度图）取曲柄位置“4”进行速度分析。因构件2和3在A处的转动副相连，故Va2=Va3，其大小等于屹1O2A，方向垂直于。2A线，指向与屹一致。？=2兀2/60rad/s=6.702064213rad/s53="2=a2102A=6.

8、702064213*0.09m/s=0.603185779m/s明）取构件3和4的重合点A进行速度分析。列速度矢量方程，得54=LA3+LA4A3大小方向1O4A±O2A/O4B取速度极点P,速度比例尺%=0.01（m/s）/mm，作速度多边形如图1-2%4=Pa4%=59.029003420.01则由图1-2知，=0.5902900342m/s54A3=a3a4%=12.405949980.01=0.1240594998m/s由速度影像定理求得，LB5=UB4=UA4O4B/04A=0.7824020877m/s又吁如/lo4A=1.348969135rad/s取5构件作为研究对象

9、，列速度矢量方程，得IC5=UB5+UC5B5大小？，？方向/XX±O4B±bc取速度极点P,速度比例尺&=0.01(m/s)/mm,则由图1-2知，iC5=PC5因=78.349861470.01iC5B5=b5c5因=4.143733050.01s=0.0414373305m/sCOQB=UC5B5/1CB=3.115841057rad/sb.加速度分析：取曲柄位置“4”进行加速度分析。因构件2和3在A点处的转动副相连,故at=a：3，具大小等于w22102a,方向由a指向O2。co2=6.702064213rad/s,北=或=322LO2A=6.7020642

10、132X0.09m/s2=4.042589824m/s2取3、4构件重合点A为研究对象，列加速度矢量方程得:aA4=aA4+aA4=aA3raA4A3大小:?%lO4A?J23454A3OO4B方向：?BA!O4B202±O4B取5构件为研究对象，列加速度矢量方程将nrac5=aB5+SC5B5+ac5B5大小w42Lbo4w52Lbc方向/XX/a4c-b±BC取加速度极点为Pz，加速度比例尺%=0.01(m/s2)/mm,作加速度多边形如图1-3所示.则由图1-3知，%=uA4/lO4A=1.348969135rad/siC5B5=b5c5因=4.143733050.0

11、1s=0.0414373305m/sw5=3CB=比5B5/lCB=0.238145574rad/saA4=aA3=p'su'.a=93.852397240.01m/s=0.9385239724m/s2,为/=aA4/LO4A=2.144811952rad/s2用加速度影象法求得电5=aB4=0.9385239724X290/218.79300965m/s2=1.243970054m/s22所以ac=0.01x(p'c')=0.6588927108m/s总结4点的速度和加速度值以速度比例尺四=（0.01m/s）/mm和加速度比例尺（ia=（0.01m/s2）/m

12、m用相对运动的图解法作该两个位置的速度多边形和加速度多边形如下图1-2,1-3,并将其结果列入表格（1-2）表格1-1位置未知量结果4VA40.5902900342m/sVc0.7834986147m/saA0.9385239724m/s2ac.20.6588927108m/sa、曲柄位置8'”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8'”进行速度分析。因构件2和3在A处的转动副相连，故Va2二Va3,其大小等于叱lo2A,方向垂直于。2A线，指向与g一'致。仑=2兀2/60rad/s=6.702064213rad/s53=以2=321o2a=6

13、.7020642130.09m/s=0.603185779m/s（1O2A）取构件3和4的重合点aS行速度分析。列速度矢量方程，得大小？M?方向1O4A±O2A/O4B取速度极点P,速度比例尺Mv=0.01(m/s)/mm，作速度多边形如图1-4则由图1-4知，54=pa4/国=0.000000000m/s54A3=a3a4/因=0.603185779m/s由速度影像定理求得，电5=无4=以4O4B/04A=0.000000000m/s又g=uA4/lO4A=0.000000000rad/s取5构件作为研究对象，列速度矢量方程，得bC=UB+UCB大小？，？方向/XX1O4B

14、7;bc取速度极点p,速度比例尺%=0.01(m/s)/mm,作速度多边行如图1-4则由图1-4知，七=0.000000000m/s3CB二9B/1CB=0.000000000b.加速度分析：取曲柄位置8'”进行加速度分析。因构件2和3在A点处的转动副相连,故aA2=aA3,其大小等于g2io2A,方向由a指向。2。g=6.702064213rad/s,aA3=aA2=322LO2A=6.7020642132>0.09m/s2=4.042589824m/s2取3、4构件重合点A为研究对象，列加速度矢量方程得：nOO4BaA4=aA4+aA4=aA3n+aA4A3大小：？0?，0方

15、向：？B-A±O4BA一O21O4B取5构件为研究对象，列加速度矢量方程，得nrac5=aB5+aD5B5+aC5B5大小？，?方向/X/a4"C-B±BC取加速度极点为p/，加速度比例尺%=0.1(m/s2)/mm,作加速度多边形如图1-5所示.贝U由图1-5知，aA4=aA3=pa4a=40.425898240.1m/s=4.042589824m/s2,204=a4/Lo4a=1.48rad/s用加速度影象法求得.2电5=电4=4.042589824X290/169.11534525m/s2=6.932257079m/s2又aBCn=b'cx由=2.8

16、7665665m/s2ac=pcXua=-6.59908806m/s2总结8'速度和加速度值以速度比例尺四=(0.01m/s)/mm和加速度比例尺(ia=(0.01m/s2)/mm用相对运动的图解法作该两个位置的速度多边形和加速度多边形如下图1-4,1-5,并将其结果列入表格(1-2)表格1-1位置未知量结果8'Va40.000000000m/sVc0.000000000m/saA4.042589824m/s2,ac-6.59908806m/s22.机构动态静力分析取8'”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16所示，囚=10N/mm。图16已知P

17、=0,G6=800N,又ac=-6.59908806m/s2,那么我们可以计算F|6=-G6/g*c=-800/10-6.59908806=527.9270448NFi6+G6+Fr45+Fr16=0方向：水平竖直/BC竖直大小，？作为多边行如图1-7所示，小=10N/mm。rr由图1-7力多边形可得：Fr45=F45=52.8758103810N=528.7581038N已知：Fr54=Fr45=528.7581038N,G4=220NaS4=aA4104s4/lO4A=4.042589824290/169.11534525X2m/s2=3.46612854m/s2由此可得：FS4=M4X-

18、aS4=-76.25482788NAs4'=南/0.29=13.93996491rad/s2M=-JS4XAs4'=16.72795789J在图1-8中，对O4点取矩得：2MO4=-FR54L54-Fs4Xhs4-G4XhGM-FR34lO4A=0-528.7581038*0.5512570182-13.96292913X0.28690951968-220X0.07457142857-16.72795789+Fr34X0.29=0代入数据，得Fr34=1133.177173N力比例尺MN=10N/mm又2F=Fr54+Fi4+G4+Fr23+F14n+F14=0,作力的多边形如图1-9所示，Fr23=FR34=1133.177173NFr54+Fi4+G4+Fr23+F14n+F1420方向：/BCV竖直±AB/AB±AB大小：，