机械原理课程设计牛头刨床说明书

目录

一、课程设计任务书 (3)

1.工作原理及工艺动作过程 (3)

2．原始数据及设计要求 (4)

二、设计说明书 (5)

1．画机构的运动简图 (5)

2.对位置4点进行速度分析和加速度分析 (7)

3．对位置9点进行速度分析和加速度分析 (10)

速度分析图： (11)

4.对位置9点进行动态静力分析 (13)

心得体会 (17)

谢辞 (18)

参考文献 (19)

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。刨床工作时,如图(1-1）所示，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；刨头左行时，刨刀不切削，称空回行程，此时要求速度较高，以提高生产率。为此

刨床采用有急回作用的导杆机构。刨头在工作行程中，

受到很大的切削阻力，而空回行程中则没有切削阻力。切削阻力如图(b）所示。

Y

图（1-1）

(b)

2．原始数据及设计要求

已知曲柄每分钟转数n2，各构件尺寸及重心位置，且刨头导路x-x位于导杆端点B所作圆弧高的平分线上。要求作机构的运动简图，并作机构两个位置的速度、加速度多边形以及刨头的运动线图。以上内容与后面动态静力分析一起画在1号图纸上。

二、设计说明书

1．画机构的运动简图

1、以O4为原点定出坐标系，根据尺寸分别定出O2点，B点，

C点。确定机构运动时的左右极限位置。曲柄位置图的作法为：取1和8’为工作行程起点和终点所对应的曲柄位置，1’和7’为切削起点和终点所对应的曲柄位置，其余2、3…12等，是由位置1起，顺ω2方向将曲柄圆作12等分的位置（如下图）。

图1-2

取第I方案的第4位置和第9位置（如下图1-3）。

图 1-3

2. 对位置4点进行速度分析和加速度分析

（a ） 速度分析 取速度比例尺l μ=mm s m

001.0

对A 点： 4

A V = 3

A V + 3

4A A V

方向：4BO ⊥ A O 2⊥ //B O 4 大小： ？ √ ？

4A V =l μ?4pa =s

m mm mm

s

m

673239.0239.673001

.0=?

4ω=

A

O A l V 44=

s

r mm s

m

38431.1486334.0673239.0= 34A A V =l μ43a a l =s

m mm mm s

m

156326.0326.156001

.0=? V 5

B = V 4

B =4ω?B O l 4

=s m 747530.0

对于C 点： C V = B V + CB V 方向： //'XX B O 4⊥ BC ⊥ 大小： ？ √ ？

C V =l μ?pc l =mm s m

001.0s m mm 749708.0708.749=? CB

V =l μ?bc l =mm s m

001.0s m mm 0490895.00895.49=?

5ω=

bc

l CB

l u V =s r 363626.0 速度分析图：

图 1-4 (b)加速度分析 选取加速度比例尺为a μ=mm s m 2

001.0

对于A 点：

4A a = n A a 4 + t A a 4 = 3A a + k A A a 3

4 + 34r

A A a 方向： A →4O

B O 4⊥ A →2O B O 4⊥ //B O 4 大小： √ ？ √ √ ? 由于3

A a =22ωA O l 2

=2

34263.4s

m

K

A A a 3

4=24ω3

4A

A V =2

432808.0s m

n

A a 4

=24ωA O l 4

=2

931975.0s m 已知，

根据加速度图1-5可得：

t A a 4=a μ'

'a n l =2

549416.0s

m

， r A A a 3

4=a μ'

'a k l =2298112

.3s

m 。 4A a =2

4ωB O l 4=2

081866.1s

m

, 5ω=CB V /BC l =0.363626s r 。

另外还可得出：B a =4

A a ?

A

O B O l l 44=2201248.1s m

n

CB a =25ωBC l =2

01785.0s m

对于C 点

C a = B a + n CB a + t CB a

方向：//'XX B →4O C →B BC ⊥ 大小： ？ √ √ ？

由n

CB a =25ω?BC l = 201785.0s

m ,B a =4

A a ?

A

O B O l l 44=2201248.1s

m 已知，

根据根据加速度图可得：

C a =a μ''c p l =2

617683.0s

m

，t

CB a =a μ'''c n l =29942344.0s

m

加速度分析图：

图 1-5

3．对位置9点进行速度分析和加速度分析

（a ） 速度分析 取速度比例尺l μ=mm s m

001.0

对A 点： 4

A V = 3

A V + 3

4A A V

方向：4BO ⊥ A O 2⊥ //B O 4 大小： ？ √ ？

4A V =l μ?4pa =s m mm mm s

m

3289949.09949.328001

.0=? 4ω=

A

O A l V 44=

s

r mm s

m

044034.1315119.03289949.0= 34A A V =l μ43a a l =s

m mm mm s

m

60782497.082497.607001

.0=? V 5

B = V 4

B =4ω?B O l 4

=s m 56377824.0

对于C 点： C V = B V + CB V

方向： //'XX B O 4⊥ BC ⊥ 大小： ？ √ ？

C V =l μ?pc l =mm s m

001.0s m mm 5518355.08355.551=? CB

V =l μ?bc l =mm s m

001.0s m mm 1436768.06768.143=?

5ω=

bc

l CB

l u V =s r 06427.1 速度分析图：

图 1-6

(b)加速度分析 选取加速度比例尺为a μ=mm s m

2

001.0

对于A 点：

4A a = n A a 4 + t A a 4 = 3A a + k A A a 3

4 + 34r

A A a 方向： A →4O

B O 4⊥ A →2O B O 4⊥ //B O 4 大小： √ ？ √ √ ? 由于3

A a =22ωA O l 2=2

34263.4s

m

K

A A a 3

4=24ω3

4A

A V =226918.1s

m n

A a 4

=24ωA O l 4

=2

4818.343.0s m 已知，

根据加速度图1-7可得：

t A a 4=a μ'

'a n l =2

5498973.2s

m

， r A A a 3

4=a μ'

'a k l =24106178

.2s

m 4A a =2

4ωB O l 4=2

57293.2s m

另外还可得出：B a =4A a ?

A

O B O l l 44=2

4090669.4s m

n

CB a =25ωBC l =2

152911.0s m

对于C 点

C a = B a + n CB a + t CB a

方向：//'XX B →4O C →B BC ⊥ 大小： ？ √ √ ？

由n

CB a =25ω?BC l = 2152911.0s

m

,B a =4A a ?

A

O B O l l 44=2

4090669.4s m

已知，

根据根据加速度图可得：

C a =a μ''c p l =2

247506.4s

m

，t

CB a =a μ'''c n l =2

5366925.0s m

加速度分析图：

图 1-7

4.对位置9点进行动态静力分析

取“9”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1─8所示。

图 1-8

已知G6=700N，又a c=a c5=4.2475055m/s2,那么我们可以计算

F I6=-

G 6/g×a c = - (700/9.8×4.2475055)= - 303.393565N

设45R F 与水平导轨的夹角为α，可测得α的大小为 2.6456785 由

0cos 456=-=∑αR I X

F F F

,

∑=-+=0sin 6456G F F F

R R Y

α可计算出

717328.30345=R F , 98071.6856=R F

分离3,4构件进行运动静力分析，杆组力体图如图1-9所示

图 1-9

已知： F R54=F R45=303.717328N ，G 4=200N 由此可得： F I4 = - G 4/g × a 4 = - 44.99051 m N J M S I /901.8091855.81.1444=?-=?-=α

根据∑=?-+?+?+?=0423435424144h F M h F h F h G M R I R I O ，

其中1h ，2h ，3h ，4h 分别为4G ,4I F ,54R F ,23R F 作用于4O 的距离（其大小可以测得），可以求得：

23R F =609.753093N 。

作力的多边形如图1-10所示

图 1-10

由图1-10可得： 4

I R F = 250.04 N

对曲柄2进行运动静力分析，作组力体图如图1-11所示，

图 1-11

32R F 作用于2O 的距离为

h ，其大小为0.0523612m

所以曲柄上的平衡力矩为：

m N h F M R /0924.1332=?=，方向为逆时针。

心得体会

美丽的花朵必须要通过辛勤的汗水浇灌.有开花才有结果,有付出才有收获.

通过几天日日夜夜的奋斗，在老师亲切地指导下，在同学们的密切配合下，当然也有自己的努力和辛酸,这份课程设计终于完成了,心里无比的高兴,因为这是我们努力的结晶.

在这几天中，我有很多的体验，同时也有我也找到许多的毛病，仅就计算机辅助绘图而言，操作的就远远不够熟练，专业知识也不能熟练应用。但是通过这次实践设计，我觉得我有了很打的提高。

其次，通过这次设计我学会了查找一些相关的工具书，并初步掌握了一些设计数据的计算方法；

再次，自己的计算机绘图水平也有了一定的提高，并对所学知识有了进一步的理解。

当然，作为自己的第一次设计，其中肯定有太多的不足，希望在今后的设计中，能够得到改正，使自己日益臻于成熟，专业知识日益深厚。

我在这次设计中感到了合作的力量，增强了自己的团队精神。这将使我受益终生。

“功到自然成.”只有通过不锻炼,自己才能迎接更大的挑战和机遇,我相信我自己一定能够在锻炼成长.

谢辞

本论文是在李老师亲自指导下完成的。导师在学业上给了我很大的帮助，使我在实验过程中避免了许多无为的工作。导师一丝不苟、严谨认真的治学态度，精益求精、诲人不倦的学者风范，以及正直无私、磊落大度的高尚品格，更让我明白许多做人的道理，在此我对老师表示衷心的感谢！

参考文献

1、机械原理/孙恒，陈作模，葛文杰主编——六版——北京2006.5

2、理论力学Ⅰ/哈尔滨工业大学理论力学研究室编——六版——北京2002.8

3、机械原理课程设计指导书/罗洪田主编——北京1986.10

4.《机械原理教程.》申永胜主编. 北京：清华大学出版社，1999

5.《机械原理》邹慧君等主编，高等教育出版社，1999

6.《连杆机构》伏尔默 J主编，机械工业出版社

7.《机构分析与设计》华大年等主编，纺织工业出版社

8.《机械运动方案设计手册》邹慧君主编，上海交通大学出版社

9.《机械设计>>吴克坚，于晓红，钱瑞明主编. . 北京：高等教育出版社，2003

10.《机械设计>>.龙振宇主编. 北京：械工业出版社，2002

11. 《机械设计基础（第四版）》杨可桢，程光蕴主编. . 北京：高等教育出版社，1999

12.《机械设计基础（下册）》张莹主编.. 北京：机械工业出版社，1997

13.《机械设计（机械设计基础Ⅱ）》周立新主编. . 重庆：重庆大学出版社，1996

14.《机械系统设计》朱龙根，黄雨华主编. 北京：机械工业出版社，1990