【高考辅导资料】机械原理课程设计 牛头刨床刨刀的往复运动机构

工程技术学院课程设计题 目： 牛头刨床刨刀的往复运动机构 专 业： 车辆工程 年 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 日 期： 目录：1、课程设计任务书2 原始数据及设计要求 32、设计（计算）说明书 4 （1）画机构的运动简图 4 （2）对位置点进行速度分析和加速度分析 4 (3) 对位置点进行动态静力分析6（4）对位置 点进行速度分析和加速度分析8(5) 对位置点进行动态静力分析93、位置线图,速度线图，和加速度图104、参考文献 115、课程设计指导教师评审标准及成绩评定 126、附件 13一、课程设计任务书1、工作原理及工艺动作过程牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图(a）所示，由导杆机构1-2-3-4-5带动刨头5和削刀6作往复切削运动。工作行程时，刨刀速度要平稳，空回行程时，刨刀要快速退回，即要有极回作用。切削阶段刨刀应近似匀速运动，以提高刨刀的使用寿命和工件的表面加工质量。切削阻力如图(b）所示。 原始数据及设计要求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N1LacLabLcdLdeLcs3Xs5Ys5G3G5FrYFrJs3单位r/minmmNmmKg.m2方案603801105400.25Lcd0.5Lcd240502007007000801.1设计指导教师(签字)： 二、设计（计算）说明 （1）画机构的运动简图 （选取尺寸比例尺为 ） 1、以C为原点定出坐标系，根据尺寸分别定出A点，C点，O点。如图1所示。2、确定机构运动时的左右极限位置，此位置AB CD。3、在左右极限位置，由运动副D点为圆心，ED的长度为半径分别作圆，并与导轨运动线相交，并判断E点的正确位置，确定E点的位置，此时可确定工作行程H，并量取H的长度。4、由任务书中切削阻力图1B中的比例关系0.05H确定位置编号和(0.05H)两点，即分别为刨刀开始切削工作时杆4的运动副E点和刨刀离开工件时杆4的运动副点。如图（1）所示。5、再由E点和点，以ED长度为半径作圆，与以C点为圆心，CD的长度为半径的圆相交，相交点即分别为运动副D和点。至此，就确定了机构在位置编号和(0.05H)两个位置。（2）对位置点进行速度分析和加速度分析。a 、速度分析 如图纸上图（3）所示 取速度比例尺=对与点： = + = + 方向： /大小： ？ ？=V=对于E点： = + 方向： / 大小： ？ ？= = = = = =b 、加速度分析 选取加速度比例尺为=对于B点：= + = + + 方向： BC BA / 大小： ？ ?由=l=，=2V=，=*=已知，根据加速度图（如图纸上图3所示）可得：=， =。而= = = =则另外还可得出：= = =对于E点 =+ = + + + 方向：/ / / 大小： ？ ？ 由= ,=, = =已知，根据根据加速度图（如图纸上图3所示）可得：=，=(3) 对位置点进行动态静力分析按静定条件将机构分解为：基本杆组5、6，基本杆组2、3、4，原动件1和固定架。并由杆组5、6开始分析。先取杆组5、6为分离体，建立直角坐标系，如图纸上图9所示。根据=0可得： -=0从图中量得 即得：-=0 =7658.76N则运动副E的运动反力= -=-7658.76N，方向如图纸上图（6）所示。对于杆4，由于不计重力和运动副的摩擦力，因此此杆为二力杆件，则有=-=7658.76N即：运动副D的反力大小为7658.76N，方向如图纸上图（6）所示。再取杆组2、3为分离体，受力情况分析如图纸上图（7）所示。在图7上，以C点为原点，CD垂直方向的直线为X轴，CD方向上的直线为Y轴，建立坐标系，如图所示。由于过转动副C的中心，且不计转动副的摩擦力，故可将分解为和。根据=0可列： 根据可列： 根据可列： 联立可得：=40900N =-9838.5N =14699.8N即：=42066.7N =14699.8N（4）对位置点进行速度分析和加速度分析。a 、速度分析 如图纸上图（4）所示 选取速度比例尺=对与点： = + = + 方向： /大小： ？ ？=，=，=对于点： = + 方向： / 大小： ？ ？=， = =，= =，=b 、加速度分析 选取加速度比例尺为= + = + + 方向： BC BA / 大小： ？ ?=2=0.1809 =* =11.290.50.54mm=3.05即： =3.055= = =对于点：=+ = + + + 方向：/ / / 大小：？ ？ = =（5）对位置点进行动态静力分析按静定条件将机构分解为：基本杆组5、6，基本杆组2、3、4，原动件1和固定架。并由杆组5、6开始分析。先取杆组5、6为分离体，如图10所示。根据=0可得： -=0从图中量得 即得：-=0 = 7345N则运动副E的运动反力=-7345N，方向如图纸上图（12）所示。对于杆4，由于不计重力和运动副的摩擦力，因此此杆为二力杆件，则有=-=7345N即：运动副D的反力大小为7345N，方向如图纸上图（12）所示。再取杆组2、3为分离体，受力情况分析如图纸上图（13）所示。在图13上，以C点为原点，CD垂直方向的直线为X轴，CD方向上的直线为Y轴，建立坐标系，如图所示。由于过转动副C的中心，且不计转动副的摩擦力，故可将分解为和。根据=0可列： 根据可列： 根据可列： 联立可得：=107419.4N =-50798N =112316N即：=118824.57N =112316N三、根据以上各式,将已知参数代入作出机构的位置线图,速度线图，和加速度图，如图纸上所示。四、参考文献 1、机械原理第七版 西北工业大学机械原理及机械零件教研室 编主编：孙 桓 陈作模 葛文杰出版社：高等教育出版社2、机械设计课程设计指导书作者：宋宝玉出版社：高等教育出版社五、课程设计指导教师评审标准及成绩评定序号评审项目评审指标评价比例实际得分1工作量、工作态度工作量完成情况，论文（设计）难易程度，有体现本专业基本训练的内容；工作纪律、作风是否严谨。20%2调查论证独立查阅文献、调研情况；开题报告完成情况；综合归纳、收集和正确利用各种信息的能力。15%3实验、设计方案与实验技能实验、设计方案合理、可行；独立操作实验，数据采集、计算、处理的能力；结构设计、工艺、推导正确或程序运行是否可靠。20%4分析与解决问题的能力运用所学知识和技能及获取新知识去发现与解决实际问题的能力；对课题进行理论分析的能力，得出结论情况。20%5设计（计算）说明书质量立论正确，论据充分，结论严谨合理；实验正确，分析、