机械原理课程设计之牛头刨床

1、牛头刨床课程设计说明书 李江目录 1、设计内容及要求 -3 1.1、设计内容 -3 1.2、机构的工艺功能要求 -3 2、机器运动方案初步拟定 -3 2.1、机器工艺动作分解及要求 -32.2、机器运动循环图 -32.3、执行机构的选型 -4 2.3.1、刨刀的刨削运动 -4 2.3.2、横向进给运动 -6 2.3.3、垂直进给运动 -9 2.3.4、运动方案的确定 -9 3、主机构尺度综合及运动分析 -10 3.1、原始数据 -10 3.2、主机构的尺度综合 -10 3.3、主机构的运动分析 -10 3.3.1、位置1的运动分析-10 3.3.2、位置10的运动分析 -14 3.3.3、速度

2、加速度线图 -16 4、电动机功率与型号的确定 -17 4.1、等效阻力矩的计算 -17 4.2、等效驱动力矩的计算 -19 4.3、电动机型号的确定 -19 5、飞轮的转动惯量 -20 5.1、等效力矩的计算 -20 5.2、飞轮转动惯量的计算 -21 6、主机构受力分析 -21 6.1、位置1的力分析 -21 6.2、位置10的力分析 -22 7、传动机构设计 -23 7.1、减速比及分配 -23 7.2、齿轮机构设计 -23 8、进给运动 -24 8.1、横向进给运动 -24 8.2、垂直进给运动 -25 总结与体会 -26参考文献 -27 1、设计内容及要求 1.1、设计内容 平面刨削

3、机床运动简图设计及分析，计算刨削机构在指定位置的速度、加速度、受力，绘制位移、速度、加速度曲线、平衡力矩曲线、等效阻力矩曲线以及等效驱动力矩曲线。根据上述得到的数据，确定飞轮的转动惯量jf。 1.2、机器的工艺功能要求 刨削尽可能为匀速，并要求刨刀有急回特性。 刨削时工件静止不动，刨刀空回程后期工件作横向进给，且每次横向进给 量要求相同，横向进给量很小并且随工件的不同可调。 工件加工面被抛去一层后，刨刀能沿垂直工件加工面方向下移一个切削深 度，然后工件能方便地作反方向间歇横向进给，且每次进给量仍然要求相同。 原动机采用电动机。2、机器运动方案简图的拟定 2.1、机器工艺动作分解及要求 根据机器

4、的工艺功能要求，其工艺动作分解如下： 1、刨刀的切削运动：往复移动，近似均匀，具有急回特性。2、工件的横向进给运功：间歇运动，每次移动量相同，在刨刀空回程后期完成移动，要求移动量小且调整容易。工件刨去一层之后能方便地作反向间歇横向移动进给，同样要求反向进给量每次相同且易调整。3、刨刀的垂直进给运动：间歇移动，工件刨去一层之后刨刀下移一次，移动量调整方便。 2.2、机器运动循环图图2-1 直线式工作循环图图2-2 圆周式工作循环图 2.3、三个执行机构的选型： 2.3.1、刨刀的切削运动按照原始条件，原动机采用电动机，电机转子的回转运动经过减速传动装置后再传给刨刀切削运动的执行机构，所以它应具备

5、回转运动转换成双向移动的功能，常用于实现这一功能的执行机构有以下几种： 1、移动从动件凸轮机构：一般凸轮作为主动件，做连续回转运动或平移运动，其轮廓曲线的形状取决于从动件的运动规律。图2-3 凸轮机构示意图 凸轮机构易实现工作行程匀速及具有急回特性要求，但是受力差，易磨损，行程大时基圆大，凸轮尺寸大，较难平衡和制造。 2、平面连杆机构：图2-4 平面连杆机构 平面连杆机构受力好，磨损小，工作可靠，具有急回特性，但是只能实现近似的匀速运动。3、齿轮齿条机构： 图2-5 齿轮齿条机构 轮齿条机构可实现工作行程为匀速移动的要求，但行程开始及终止时有冲击，适用于大行程而不适宜于小行程，且必须增加变速机

6、构才能得到急回运动。 4、螺旋机构：图2-6 螺旋机构 螺旋机构能得到均速移动的工作行程，且为面接触，受力好，但行程开始和终止时有冲击，安装和润滑较困难，且必须增设换向和变速机构，才能的到急回运动。 5、凸轮-连杆组合机构：图2-7 凸轮连杆组合机构 凸轮-连杆组合机构能实现给定的运动要求，但是具有凸轮机构存在的缺点，且设计制造比较复杂。 2.3.2、横向进给运动 工件的横向进给运动量是很小的，且每次要求等进给量进给，又因为必须防止工件在刨削力的作用下沿横向移动，所以横向进给机构除了能实现小而且等量进给外，在非进给时还应具备有自动固定的功能。螺旋机构能满足这些功能，而且结构简单，容易制造。因此

7、，可选用螺旋机构作为横向进给运动的执行机构，其动力仍然来自驱动刨刀运动的电动机，不必另设动力源。 工件要能间歇移动，螺旋必须作间歇转动，所以在螺旋机构之前必须串联一个间歇转动机构，且与刨刀切削运动执行机构相联，这样可以方便实现切削运动和横向进给运动的协调配合。能够实现将连续回转运动转化成间歇转动的机构有： 1、槽轮机构：图2-8 槽轮机构 槽轮机构结构简单，制造容易，工作可靠，但每次转角较大且不可调整，为了反向回转，必须增加反向机构。 2、曲柄摇杆棘轮机构：图2-9 曲柄摇杆棘轮机构曲柄摇杆棘轮机构结构简单，制造容易，每次转角较小，容易调整且为等量转动，采用双向式棘轮还可以方便地实现棘轮反转。

8、 3、不完全齿轮机构：图2-10 不完全齿轮机构 不完全齿轮机构可以实现等速转位和等量转角，但不可调整，如需反转必须增加反向机构。 4、凸轮式间歇运动机构：图2-11 凸轮式间歇运动机构 凸轮间歇运动机构传动平稳，噪音低，适用于高速场合，但凸轮加工复杂，精度要求高，每次转角不可调，如需反转应增设反向机构。 5、星轮机构：图2-12 行星轮系机构 星轮机构具有槽轮机构的启动性能，又兼有不完全齿轮机构等速转位的优点，可以实现等量转角，但不可调，同时星轮加工制造困难。 2.3.3、刨刀垂直进给运动 为了实现刨刀的垂直进给运动，可以在刨刀切削运动执行件上设置一个在垂直于刨削方向上能作间歇移动的执行机构

9、。与横向进给类似，该执行机构同样应具有小进给量可调且在非进给时具有自动固定的功能，同时考虑到动力源可以采用手动，因此采用一个简单螺旋机构作为刨刀垂直进给运动的执行机构，既简单又工作可靠。 2.3.4、运动方案的确定 根据以上的分析可知，能实现机器总体工艺功能的方案有许许多多，通过分析比较确定实现该机器的三个工艺动作的执行机构分别为：1、刨刀切削运动采用平面连杆机构。2、工件横向进给运动采用曲柄摇杆棘轮机构与螺旋机构串联。3、刨刀垂直进给运动采用螺旋机构。为了实现刨刀切削速度尽可能为匀速，作为刨刀切削运动的执行机构平面连杆机构，应该采用平面六杆机构来实现。图2-13 方案一示意图采用上述结构最为

10、简单，能承受较大载荷，但其存在有较大的缺点。一是由于执行件行程较大，则要求有较长的曲柄，从而带来机构所需活动空间较大；二是机构随着行程速比系数k的增大，压力角也增大，使传力特性变坏。图2-14 方案二示意图该方案在传力特性和执行件的速度变化方面比方案1有所改进，但在曲柄摇杆机构中，随着行程速比系数k的增大，机构的最大压力角仍然较大，而且整个机构系统所占空间较大。图2-15 方案三示意图该方案传力特性好，机构系统所占空间小，执行件的速度在工作行程中变化也较缓慢。 综上：选用方三作为机构的主切削机构。3、 刨刀切削运动机构的尺度综合及运动特性评定 3.1、原始数据表3-1 原始数据刨削平均速度vm

11、(mm/s)630行程速度变化系数k1.48刨刀冲程h(mm)420切削阻力fr(n)5500空行程摩擦阻力（n）275刨刀越程量s(mm)21刨头重量（n）650杆件比重（n/m）340许用不均匀系数0.05 3.2、主机构的尺度综合 根据方案三的机构图可得 = =53.7r/min o4b=701.46mm o2o4=o4b=420.88mm ao2=o2o4=126mm bc=bo4=175.37mm 3.3、主机构的运动分析 机构1和10 位置的运动简图如下图所示：图3-1 主机构简图 3.3.1、位置1的运动分析 对曲柄位置1做速度分析，加速度分析（列矢量方程，画速度图，加速度图）

12、1、取曲柄位置“1进行速度分析 取构件3和4的重合点a进行速度分析， 取速度极点p，速度比例尺v=0.1(m/s)/mm， 作速度多边形如图3-1，列速度矢量方程： 式（3-1）大小 ? ?方向 式中： =0.71m/s方向:图3-2 速度多边形 取5构件为研究对象，列速度矢量方程 c =b + cb 式（3-2）大小 ? ?方向 导路 bc式中： =0.32m/s 2、取曲柄位置“1”进行加速度分析， 取曲柄构件3和4的重合点a进行加速度分析。 作速度多边形如图3-2，加速度比例尺 a=0.1（m/）/mm。 列加速度矢量方程： aa4 = a a4n+a a4t= aa3+aa4a3k+a

13、 a4a3r 式（3-2）大小 ? ? ?方向 ? ao2 o2b ao1 o2b o2b式中：a a3 =22lo2al ，a a3=3.98m/s2 aa4n=lo4al ，aa4n =0.09m/s2 aa4a3k=2a4a3 aa4a3k=0.64m/s2，方向k 取5构件的研究对象，列加速度矢量方程： ac= ab n + ab + acbn + acb 式（3-3）大小 ? ?方向导路 ba ab cb bc式中：abn=2lo4bl ，abn =0.14m/s2 ，方向b ab=aa4tlo4b/lo2a ，ab=5.12m/s2，方向p acbn=cb2/lbcl ，acbn

14、=0.05m/s2，方向ab 图3-3 加速度多边形 3.3.2、位置10的运动分析 曲柄位置“10”做速度分析，加速度分析（列矢量方程，画速度图，加速度图） 1、取曲柄位置“10”进行速度分析， 取速度极点p，速度比例尺v=0.01(m/s)/mm， 作速度多边形如图3-1 取构件3和4的重合点a进行速度分析。，列速度矢量方程： a4 =a3 +a4a3 式（3-4）大小 ? ?方向 式中： =0.71m/s，方向:取5构件为研究对象，列速度矢量方程: c =b +cb 式（3-5）大小 ? ?方向 导路o2b bc式中：b = 1.69m/s，方向pb 图3-4 速度多边形图 2、取曲柄位

15、置“10”进行加速度分析. 取速度极点p，速度比例尺v=0.05(m/s)/mm， 取曲柄构件3和4的重合点a进行 加速度分析.列加速度矢量方程： aa4 = aa4n+ aa4t= aa3 + aa4a3k+ a a4a3r 式（3-6）大小 ? 0 0 ?方向 ? a a b式中：aa4n=2lo4al，aa4n =1.71m/s2，方向pn a a3=12lo2al，a a3=3.98m/s2，方向pa3 取5构件的研究对象，列加速度矢量方程： ac = ab n + ab + acbn+ acb 式（3-7）大小 ? ?方向导路 ba ab cb bc式中：abn=2lo4al ，ab

16、n = 4.07m/s2 4=0rad/s2 ，ab=0m/s2 cb =0m/s ，acbn = 0m/s2 3.3.3、速度加速度线图 1、速度线图图3-5 速度线图 2、加速度线图 图3-6 加速度线图 4、电动机功率与型号的确定 4.1、等效阻力矩的计算1 取曲柄ab为等效构件，根据机构位置和切削阻力fr确定一个运动循环中的等效阻力矩mr（）。 式（4-1）计算所得数据如下表： 表4-1 等效力矩计算结果代号15.620.314.9734.65303.3820.753.15795.30733.9930.811.36868.80790.7040.910.12934.92888.6150.

17、83-2.98837.60814.2360.64-5.80720.08626.3370.35-7.3059.21341.528-0.28-7.9134.2213.709-1.16-9.31226.1056.7610-1.690.4175.9182.70续表 代号115.62-1.109.5041.0153.8212-0.247.9517.4211.62 以下是等效力矩和平衡力矩的线图：图4-1 平衡力矩线图图4-2 等效力矩线图 4.2、等效驱动力矩的计算根据mr（）值采用数值积分中的梯形法计算曲柄处于各个位置时mr（）的功： 式（4-2）因为驱动力矩可视为常数，所以按照： 式（4-3）确定等

18、效驱动力矩md。 4.3、电动机型号的确定由 式（4-4） 计算刨刀切削运动所需的功率，得：考虑到机械摩擦损失及工件横向进给运动所需功率，所以： 式（4-5）确定电机功率，得： 选定电机型号 由参数表可知，该牛头刨床的驱动电动机应选用y200l2-2型号的。其中各个符号的意义说明如下图：图4-3 电动机参数解释示意图 5、飞轮转动惯量的确定 5.1、等效力矩的计算 1、确定等效力矩 式（5-1）2、 确定等效力矩所做的功，等效力矩和等效力矩所做的功的值如下表所示：表5-1 等效力矩及其功的计算结果曲柄位置号m（f）（nm）（j）11591622-272-673-329-1574-427-198

19、5-352-2046-164-1357120-27844814994052231037920511408206124502253、 求解最大盈亏功 式（5-2）求出最大赢亏功。5.2、飞轮转动惯量的计算由 = 式（5-3）得：。6、 主机构的力分析 已知各构件的重量g（滑块3和连杆5的重量都可忽略不计），导杆4绕重切削力的变化规律。求各运动副中反作用力及曲柄上所需要的平衡力矩。 6.1、位置1的力分析取“1”点为研究对象，分离5、6构件进行运动静力分析。 对于构件5、6由平衡条件得： 式（6-1）大小 ？ ?方向 /导路 bc 导路 导路 /bc 式中：、f=275 n，g6=650 n， ,

20、。 对导杆4（力多边形如图所示），由平衡条件得： 式（6-2）大小 ？ ？ 方向 /bc 导杆 /导杆 导杆 向下 水平 向下 式中：=543 n，=62.3 n, =2.19 n，=238.5 n。图6-1 位置1的导杆的力多边形图 6.2、位置10的力分析取“10”点为研究对象，分离5、6构件进行运动静力分析。对于构件5、6由平衡条件得： 式（6-3）大小 ？ ? 方向 /导路 bc 导路 导路 /bc 式中：f=275 n，g6=650 n， ,。 对导杆4（力多边形如图所示），由平衡条件得： 式（6-4）大小 ？ ？ 方向 /bc 导杆 向下 水平 向下 式中：=255 n，=238.

21、5 n。图 6-1 位置10的导杆的力多边形图7、 传动机构的设计 7.1、减速比及其分配 1、总减速比 式（7-1） 2、减速比的分配 减速传动机构采用v带传动和齿轮传动的配合，v带作为一级减速机构，其分配得到的传动比应该不大于终极减速机构齿轮的传动比，最后综合各机构减速比的范围最终确定减速比分配为： 皮带传动比 齿轮传动比 7.2齿轮机构设计 由于齿轮传动比，采用两级齿轮传动，传动比计算公式为： 式（7-2）齿轮的安装图如下：图7-1 齿轮的安装图 采用标准齿轮，则 m=4 a=20 齿轮基本参数如下表 (ha*=1.0 , c*=0.25)表7-1 齿轮基本参数表齿轮代号分度圆直径d68

22、mm204mm68mm204mm齿数z175117518、 进给运动 8.1、横向进给运动 工件的横向进给运动量是很小的，且每次要求等量进给，又因为必须防止工件在刨削力的作用下沿横向移动，所以横向进给执行机构除了能实现小而且等量进给外，在非进给时还应具备有自动固定的功能。螺旋机构能满足这些功能，而且结构简单，容易制造。因此，可选用螺旋机构作为横向进给运动的执行机构，其动力仍然来自驱动刨刀运动的电动机，不必另设动力源。 工件要能间歇移动，螺旋必须作间歇转动，所以在螺旋机构之前必须串联一个间歇转动机构，且与刨刀切削运动执行机构相联，这样可以方便实现切削运动和横向进给运动的协调配合。通过比较分析，工

23、件横向进给运动采用曲柄摇杆棘轮机构与螺旋机构串联。 图8-1 双向棘轮机构 8.2、垂直进给运动 为了实现刨刀的垂直进给运动，可以在刨刀切削运动执行件上设置一个在垂直于刨削方向上能作间歇移动的执行机构。与横向进给类似，该执行机构同样应具有小进给量可调且在非进给时具有自动固定的功能，同时考虑到动力源可以采用手动，因此采用一个简单螺旋机构作为刨刀垂直进给运动的执行机构，既简单又工作可靠。图8-2 牛头刨床总体机构示意图总结与体会接触机械原理这门课程一学期了，而这学期才是我真正感受到了一个学习机械的乐趣以及枯燥，被那些机械器件、机件组合而成的机器所吸引，尤其是汽车、机器人、航天飞机等机械技术所震撼，

24、感慨机械工作者的伟大，。然而这种激动就在接近本学期结束之时，终于实现了，我们迎来了第一堂机械课程设计。由于第一次做这样的事情，脱离老师的管束，和同学们分组探讨牛头刨床的结构设计，把学了一学期的机械原理运用到实践中，心中另是一番滋味！在设计之前，指导老师把设计过程中的所有要求与条件讲解清楚后，脑子里已经构思出机构的两部分，即主机构和横向进给机构，把每一部分分开设计，最后组合在一起不就完成整体设计了吗？这过程似乎有点简单，可是万事开头难，没预料到这个“难”字几乎让我无法逾越，如导杆机构，必须按照规定的运动规律即参数，设计一个满足运动条件的导杆机构，这是机械原理课堂上没有讲过的，因为这部分只是课本了

25、解内容，但涉及这个导杆机构对整个课程设计来说又是势在必行的，所以我跑到图书馆，恨恨地找了一番，终于借到与这次课程设计有关的几本参考资料书，拿回来后一本一本地看下去，把有关的内容一一浏览，结果，令我们欣喜的是这导杆机构的各种参数都被罗列出来了，而且还有一道例题，按照例题的思路很快地设计出了导杆机构，即主机构设计完成。做成了导杆机构，之后对机构进行速度加速度分析，我们思考着解析法是不可能在很短的时间内弄懂的，为了争取时间我们只能选择图解法了，我们大晚上的坐在电脑旁边，用cad作图，用qq语音进行交流，高科技显然被引进了我们的课程设计，几位“工程师”边做图边把存在的问题说出来，最后在加夜班的情况下，

26、于第二天早上突破了这个难题。作图可以说是学机械的家常便饭，不过这最基本的功夫又是最耗时、最考验人的耐心和细心的。1张1号图纸必须在很短的时间内完成，将我们设计机构完全呈现出来。由于我们的任务繁多，所以我们只能抓紧时间画图算数据，而且每个数据都算两道三遍以便答辩时不会出错，这一任务无疑加大了我们的工作量，最为让人印象深刻的就是，有一天晚上到活动室后，为了在晚上离开前完成图纸，一直作图到晚上九点钟，下午五点那时肚子实在饿得不行了，就干脆把快餐叫到活动室，几个人在一起呼呼呼地吃了一顿特殊的作图晚餐，这样的事情在毕业后也许将成为同学之间的一段美好的回忆了。周三完成课程设计报告，完善图纸。准备好一切后，

27、等待周五的答辩到来。只希望我们组能够在答辩中取得好成绩，即过程与结果的双重完美，当然这是本次课程设计的最完美的结局。参考文献1 孙恒，陈作模机械原理m7版北京：高等教育出版社，200652 邹慧君机械原理设计手册北京：高等教育出版社，199863 周一峰理论力学长沙：湖南科学技术出版社，20038方案分析：对方案一、 1. 机构具有确定运动，自由度为f=3n-（2pl+ph）=35-(27+0)=1，曲柄为机构原动件；2. 通过曲柄带动摆动导杆机构和滑块机构使刨刀往复移动，实现切削功能，能满足功能要求 3. 工作性能，工作行程中，刨刀速度较慢，变化平缓符合切削要求，摆动导杆机构使其具有急回作用

28、，可满足任意行程速比系数k的要求；4. 传递性能，机构传动角恒为90，传动性能好，能承受较大的载荷，机构运动链较长，传动间隙较大；5. 动力性能，传动平稳，冲击震动较小；6. 结构和理性，结构简单合理，尺寸和质量也较小，制造和维修也较容易；7. 经济性，无特殊工艺和设备要求，成本较低。综上所述，选择方案一三、刨刀切削运动机构的尺度综合及运动特性评定（1）原始参数：刨削平均速度vm(mm/s)530行程速度变化系数k1.46刨刀冲程h(mm)320切削阻力fr(n)3500空行程摩擦阻力（n）175刨刀越程量s(mm)16刨头重量（n）550杆件比重（n/m）220许用不均匀系数0.05（2）各

29、构件尺寸： 尺度综合 = o4b= = 552.6mm o2o4=o4b= 331.6mm ao2=o2o4 = 96mmbc=bo4 = 138.2mm 垂直高度y= =540mm综上，机构各尺寸如下表：lo4blo2albco2o4hy33.66552.6mm96mm138.2mm331.6mm570mm540.83、原动件转速n1的计算刨刀的进程和回程共640mm，平均速度是530mm/s，根据运动关系, n1=1/t*60=58.979r/min机构运动简图 3、主机构尺寸综合及运动分析1、 曲柄位置“6”速度分析，加速度分析（列矢量方程，画速度图，加速度图）(注意其中的a64表示6位

30、置点4构件的速度，a114表示11位置4构件的速度)取曲柄位置“6”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w2lo2a，方向垂直于o2 a线，指向与2一致。2=2n2/60 rad/s=6.173rad/sa63=a62=2lo2a=6.1730.096m/s=0.5926m/s（o2a）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 a64=a63+a64a63大小 ? ?方向 o4a o2a o4b取速度极点p，速度比例尺v=0.01(m/s)/mm ,作速度多边形图1-2则由图1-2知， a3=v=0.4m/s a64a62=0.438 m/s

31、 用速度影像法求得，b65=b64=0.577 m/s又 4=a64/ lo64a=1.044rad/s取5构件作为研究对象，列速度矢量方程，得 c65=b65+c65b65 大小 ? ?方向 xx o4b bc取速度极点p，速度比例尺v=0.01(m/s)/mm, 作速度多边行则图知， c5= v=0.56m/s c6b4=0.12m/s cb=0.8683 rad/s 计算结果的表格表示：a34c6b4cbvc50.4m/s1.044rad/s0.12m/s0.8683 rad/s0.56 m/s2.加速度分析：取曲柄位置“6”进行加速度分析。因构件2和3在a点处的转动副相连，故=,其大小

32、等于22lo2a,方向由a指向o2。2=6.173rad/s, =22lo2a=6.17320.096 m/s2=3.658m/s2 取3、4构件重合点a为研究对象，列加速度矢量方程得： aa64 = + aa64= aa63n +aa64a63k + aa64a63大小: ? 42lo4a ? 24a4a3 ?方向：? ba o4b ao2 o4b（向左） o4b（沿导路）取加速度极点为p,加速度比例尺a=0.05（m/s2）/mm,作加速度多边形见图纸. 由图可得aa64 =pa64a =1.9m/s2用加速度影象法求得ab65 = ab64 =2.725 m/s2取5构件为研究对象,列加

33、速度矢量方程,得 ac65= ab65+ ac65b65n+ a c65b65大小 ? ?方向 xx cb bc其加速度多边形如图纸所示,有ac6 =p c6a =2.725 m/s2计算结果的表格表示：ac65ab65ac65b65n+a c65b652.725 m/s22.75 m/s20107700752、曲柄位置“11”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“11”进行速度分析，其分析过程同曲柄位置“1”。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a114=a113+a114a113大小 ? ?方向 o4a o2a o4b取速度极点p，速度比例尺v

34、=0.01(m/s)/mm，作速度多边形如图 则由图知a114=pa114v=45.50.01=0.455 m/s a114a113=a113a114v=38.80.01m/s=0.388m/s由速度影像法：b115=b114=a114o4b/ o4a=0.988 m/s取5构件为研究对象，列速度矢量方程，得c115=b115+c115b115大小 ? ?方向 xx o4b bc其速度多边形如图1-4所示，有c115= v=96.40.01=0.964 m/s计算结果的表格表a114a114a113b115c1150.455m/s0.388m/s0.98m/s0.964 m/s 取曲柄位置“9

35、”进行加速度分析,分析过程同曲柄位置“3”.取曲柄构件3和4的重合点a进行加速度分析.列加速度矢量方程,得aa114=a a114n + a a114= a a113n + a a114a113k + a a114a113大小 ? 42lo4a ? 24a4 a3 ?方向 ? ba o4b ao2 o4b o4b（沿导路）取加速度极点为p,加速度比例尺a=0.05（m/s2）/mm,作加速度多边形图1-5a a114= a114a114a =700.05m/ s2 =3.5m/s2114= a a114lo4a =14.658m/s2a a114 = pa114a =78.50.05 m/s2

36、 =3.925m/s2用加速度影象法求得a b115 = a b114 = a a114 lo4b/lo4a=8.5m/s2 取5构件的研究对象，列加速度矢量方程，得ac115= ab115+ ac115b115n+ ac115b115大小 ? ?方向 xx cb bc其加速度多边形如图15所示，有ac5b5= c5b5a =30.05 m/s2 =0.15 m/s2ac115 = pc115a =163.50.05m/s2 =8.175 m/s2计算结果的表格表示：a b115ac5b5ac1158.5m/s20.15 m/s28.175 m/s2计算结果的表格表示：以上两种情况分别为曲柄转

37、过150和300时加速度与速度的瞬时分析，这种分析有助于后面的动态静力分析。同理可得其他位置的速度，加速度。做成如下曲线： 四、主机构的受力分析已知 各构件的重量g（曲柄2、滑块3和连杆5的重量都可忽略不计），导杆4绕重切削力p的变化规律。求各运动副中反作用力及曲柄上所需要的平衡力矩动态静力分析过程：1、取“6”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15所示，选取力比例尺p=50 (n/m)/mm已知p=3500n，g6=550n，又ac=2.825m/s2,那么我们可以计算fi6=-m6ac =- g6/gac =-550/102.825=-155.375n又f = p

38、+ g6 + fi6 + f45 + fr16 =0方向： x轴 y轴 与ac反向 bc y轴大小： 3500 550 -m6a6 ? ? 作力多边行如图1-7所示，选取力比例尺p=50n/mm。由图1-6力多边形可得：f r45=cdn=70.550=3525n取构件6为受力平衡体，并对c点取距，有分离3,4构件进行运动静力分析，杆组力体图如图1-7所示。已知：f r54=f r45=3525n，g4=220*0.5526=121.572nas4=aa4lo4s4/lo4a=1.475m/s2 s4=4=5.256rad/s2可得构件4上的惯性力fi4=-g4/gas4=-121.572/1

39、01.475=-18n方向与as4运动方向相反惯性力偶矩ms4=-js4s4=-1.626nm方向与4运动方向相反（逆时针）将fi4和ms4将合并成一个总惯性力fs4（=fi4）偏离质心s4的距离为hs4= ms4/ fi4，其对s4之矩的方向与4的方向相反（逆时针）取构件4为受力平衡体，对a点取矩得：在图上量取所需要的长度lab=170mm ls4a=107.5 mm lo4a=387.5 mmma=fr54cos15。labl+ms4+ fi4cos4。ls4al+g4sin13。ls4al+fro4lo4al=0代入数据， 得fro4 =-1450 n 方向垂直o4b向右f = fr54

40、 + fr34 + fs4 + g4 + fro4 + fro4n=0方向: bc o4b 与as4同向 y轴 o4b（向右）o4b大小： ? ?作力的多边形如图1-8所示，选取力比例尺p=50n/mm由图1-8得：fr34 =4950nfro4n =825n方向：o4b向下因为曲柄2滑块3的重量可忽略不计，有f r34 = f r23= fr32对曲柄2进行运动静力分析，作组力体图如图1-9示，2位置受力分析表项目位置f16f1466251668.27单位n项目位置pn56=n65n54=n54n34=n23my大小方向6 3500352535254950322 顺时针单位nn.m五、电机功

41、率与型号的确定代号16.1730.28-6.8812.97.941720.565-2.525294.775320.502430.69-1.2411391.14140.76-0.12456.9431.118350.691.1425391.41160.562.725321.75317.66670.2654.57517.257.51628-0.247.29.256.807139-0.958.44026.94510-1.38-0.00229.6739.14111-0.964-8.175112.2127.34212-0.25-7.329.517.09081、取曲柄ab为等效构件，根据机构位置和切削阻力f

42、r确定一个运动循环中的等效阻力距mr（）根据计算得如下表所示的mr位置123456789101112m7.94320.5391.4431.1391.4317.77.526.8126.9539.127.3427.092、.根据mr（）的值，采用数值积分中的梯形法，计算曲柄中处于各个位置时mr（）的功=wr（）。因为驱动力矩可视为常数，所以按照md=确定等效驱动力矩md计算得md=186 n*m由上得到力矩的曲线图如下：3、由 计算刨刀切削运动所需的功率，考虑到机械摩擦损失及工件横向进给运动所需的功率，按照pd=1.2p确定电机功率，并选定电机型号. pd的计算pd=1.2*md*1400w.电动机型号的确定y100l-6 p=1500w n=940 r/min 六、飞轮转动惯量估算1，由m（）=md-m（）确定等效力矩m（）。2，根据m（）的值采用数值积分中的梯形法，计算一个运动循环中曲柄处于计算位置时等效力矩m（）的功w（）。3，将曲柄位置号和对应的m（）及w（）值列成表格曲柄位置号m（f）（nm）（j）17.993.22320.523.03391.1-844431.1-212.35391.4-3