机械原理课程设计说明书
机械原理课程设计之压床机构
机械原理课程设计说明书设计题目：学院：班级：设计者：学号：指导老师：目录一、机构简介与设计数据.机构简介图示为压床机构简图,其中六杆机构为主体机构;图中电动机经联轴器带动三对齿轮将转速降低,然后带动曲柄1转动,再经六杆机构使滑块5克服工作阻力rF而运动;为了减少主轴的速度波动,在曲柄轴 A 上装有大齿轮6z并起飞轮的作用;在曲柄轴的另一端装有油泵凸轮,驱动油泵向连杆机构的供油;a压床机构及传动系统机构的动态静力分析已知：各构件的重量G及其对质心轴的转动惯量Js曲柄1和连杆4的重力和转动惯量略去不计,阻力线图图9—7以及连杆机构设计和运动分析中所得的结果;要求：确定机构一个位置的各运动副中的反作用力及加于曲柄上的平衡力矩;作图部分亦画在运动分析的图样上;凸轮机构构设计已知：从动件冲程H,许用压力角α．推程角δ;,远休止角δ,回程角δ',从动件的运动规律见表9-5,凸轮与曲柄共轴;要求：按α确定凸轮机构的基本尺寸．求出理论廓线外凸曲线的最小曲率半径ρ;选取滚子半径r,绘制凸轮实际廓线;以上内容作在2号图纸上.设计数据设计内容连杆机构的设计及运动分析符号单位mm 度mm r/min数据I 50 140 220 60 1201501/2 1/4 100 1/2 1/2 II 60 170 260 60 1201801/2 1/4 90 1/2 1/2III 70 200 310 60 120 210 1/2 1/4 90 1/2 1/2 连杆机构的动态静力分析及飞轮转动惯量的确定δG2 G3 G5N1/30 660 440 300 40001/30 1060 720 550 70001/30 1600 1040 840 11000凸轮机构设计a ΦΦΦˊS0mm 016 120 40 80 20 7518 130 38 75 20 9018 135 42 65 20 75二、压床机构的设计.传动方案设计2.1.1.基于摆杆的传动方案优点：结构紧凑,在Ｃ点处,力的方向与速度方向相同,所以传动角γ=︒,传动效果最好；满足急回90运动要求；缺点：有死点,造成运动的不确定,需要加飞轮,用惯性通过；2.1.2.六杆机构A2.1.3.六杆机构B综合分析：以上三个方案,各有千秋,为了保证传动的准确性,并且以满足要求为目的,我们选择方案三;.确定传动机构各杆的长度已知：mmhmmhmmh2203,1402,501=== ,' 360ϕ=︒,''3120ϕ=︒,1180,,2CEH mmCD==优点：能满足要求,以小的力获得很好的效果；缺点：结构过于分散：优点：结构紧凑,满足急回运动要求；缺点：机械本身不可避免的问题存在;如右图所示,为处于两个极限位置时的状态;根据已知条件可得：︒=⇒==8.122205021tan θθh h在三角形ACD 和'AC D 中用余弦公式有：由上分析计算可得各杆长度分别为：三.传动机构运动分析项目 数值单位.速度分析已知：m in /1001r n =s rad n w /467.1060100260211=⨯==ππ,逆时针； 大小 ? 0.577 ? ? √方向 CD ⊥ AB ⊥ BC ⊥ 铅垂 √EF ⊥选取比例尺mmsm u v /0105.0=,作速度多边形如图所示；由图分析得：pc u v v c ⋅=＝×=0.07484m/s bc u v v CB ⋅=＝×=0.486m/s pe u v v E ⋅=＝×=0.11224m/s pf u v v F ⋅=＝×=0.0828m/s ef u v v FE ⋅=＝×=0.05744m/s 22ps u v v s ⋅=＝×69.32mm ＝0.27728m/s33ps u v v s ⋅=＝×14.03mm ＝0.05612m/s∴2ω＝BCCBl v ＝=s 顺时针ω3＝CD C l v ＝=s 逆时针 ω4＝EFFE l v ＝=s 顺时针速度分析图：项目 数值单位.加速度分析=⋅=AB B l w a 21×=5.405m/s 2BC n BC l w a ⋅=22=×=1.059m/s 2 CD n CD l w a ⋅=23=×=0.056m/s 2EFn EF l w a ⋅=24=×=0.088m/s 2c a = a n CD + a t CD = a B + a t CB + a n CB大小： √ √ √方向： C →D ⊥CD B →A ⊥BC C →B 选取比例尺μa=m/s 2/mm,作加速度多边形图''c p u a a c ⋅==×=4.5412m/s 2''e p u a a E ⋅==×=6.8116m/s2''c b u a a tCB ⋅==×=2.452 m/s 2''c n u a a tCD ⋅==×=4.5408 m/s 2 a F= a E+ an FE+ a tFE 大小： √ √方向： √ ↑ F →E ⊥FE''f p u a a F ⋅==×=5.1768 m/s 2'2'2s p u a a s ⋅==×=4.8388m/s 2'3'3s p u a a s ⋅==×= 3.406m/s 2''f p u a a F ⋅==×= 5.1768m/s 2CB t CBl a =2α==10.986 m/s 2 逆时针t CDl a =3α==45.408 m/s 2 顺时针. 机构动态静力分析 g a G a m F s s s g 22222⋅=⋅==660×=与2s a 方向相同 g aG a m F s s g 33333⋅=⋅==440×=与3s a 方向相反gaG a m F F F g ⋅=⋅=555=300×=与F a 方向相反10max r r FF ==4000/10=400N222α⋅=s I J M =×= 顺时针 333α⋅=s I J M =×= 逆时针222g I g F M h ===9.439mm 333g I g F M h ===25.242mm 2．计算各运动副的反作用力 1分析构件5对构件5进行力的分析,选取比例尺,/10mm N u F =作其受力图 构件5力平衡： 0456555=+++R R G F g 则4545l u R F ⋅-==-10×= 4543R R -==2分析构件2、3 单独对构件2分析：杆2对C 点求力矩,可得：0222212=⋅-⋅-⋅Fg g G BC tl F l G l R 单独对构件3分析： 杆3对C 点求矩得：解得: N R t103.26563= 对杆组2、3进行分析：R43+Fg3+G3+R t 63+ Fg2+G2+R t 12+R n 12+R n63=0 大小：√ √ √ √ √ √ √ 方向：√ √ √ √ √ √ √ √ √ 选取比例尺μF=10N/mm,作其受力图则 R n 12=10×=1568N ； R n63=10×=..基于soildworks 环境下受力模拟分析：装配体环境下的各零件受力分析Soild works 为用户提供了初步的应力分析工具————simulation,利用它可以帮助用户判断目前设计的零件是否能够承受实际工作环境下的载荷,它是COMOSWorks 产品的一部分;Simulation 利用设计分析向导为用户提供了一个易用、分析的设计分析方法;向导要求用户提供用于零件分析的信息,如材料、约束和载荷,这些信息代表了零件的实际应用情况;Simulation 使用了当今最快的有限元分析方法——快速有限元算法FFE,它完全集成在windows 环境中并与soild works 软件无缝集成,被广泛应用于玩具、钟表、相机、机械制造、五金制品等设计之中;连杆受力情况Soild works中的simulation模块为我们提供了很好的零件应力分析途径,通过对构件的设置约束点与负载,我们很容易得到每个零件在所给载荷后的应力分布情况;由于不知道该零件的具体材料,所以我选用了soild works中的合金钢材料,并且在轴棒两端加载了两个负载,经过soild works simulation运算后得到上图的应力分布图,通过不同色彩所对应的应力,我们可以清楚的看到各个应力的分布情况,虽然负载与理论计算的数据有偏差,不过对于我们了解零件的应力分布已经是足够了;四、凸轮机构设计有45.00=r H,即有mm H r 778.3745.01745.00===; 取mm r 380=,取mm r r 4=; 在推程过程中：由200222cos δδπδπ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=hw a 得当δ0 =550时,且00<δ<,则有a>=0,即该过程为加速推程段, 当δ0 =550时,且δ>=, 则有a<=0,即该过程为减速推程段所以运动方程2cos 10⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=δπδh s在回程阶段,由2'0222)cos('δδπδπ⋅-=hw a 得:当δ0′=850时,且00<δ<,则有a<=0,即该过程为减速回程段, 当δ0′=850时,且δ>=, 则有a>=0,即该过程为加速回程段所以运动方程 2]cos 1['h s ⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=δπδ凸轮廓线如下:五、齿轮设计.全部原始数据 .设计方法及原理考虑到负传动的重合度虽然略有增加,但是齿厚变薄,强度降低,磨损增大：正传动的重合度虽然略有降低,但是可以减小齿轮机构的尺寸,减轻齿轮的磨损程度,提高两轮的承载能力,并可以配凑中心距,所以优先考虑正传动;.设计及计算过程1、变位因数选择 ⑴求标准中心距a :;5.1222)(21mm z z m a =+=⑵选取mm a 5.127'=,由此可得啮合角;25'5.12720cos 5.122'cos 'cos :'=⇒⨯==ααααa a ⑶求变位因数21x x +之和：1044.1tan 2)'()(2121≈-⋅+=+αααinv inv z z x x ,然后在齿数组合为38,1121==z z 的齿轮封闭线上作直线1044.121=+x x ,此直线所有的点均满足变位因数之和和中心距122.5mm 的要求,所以5304.0,574.021==x x ,满足两齿根相等的要求; 2、计算几何尺寸由021>+x x 可知,该传动为正传动,其几何尺寸计算如下：a.中心距变动系数：155.1225.127)'(=-=-=m a a yb.齿顶高变动系数：1044.011044.121=-=-+=∂y x xc.齿顶高：d.齿根高:e.齿全高：f.分度圆直径：g.齿顶圆直径:h.齿根圆直径： i.基圆直径： j.节圆直径： k.顶圆压力角： l.重合度：3.131.114.32)25tan 062.29(tan 38)25tan 136.42(tan 112)'tan (tan )'tan (tan 2211>=⨯-⨯+-⨯=⋅-⋅+-⋅= πααααεa a a z z 满足重合度要求;m.分度圆齿厚：参考文献1.孙恒,陈作模,葛文杰.机械原理M.7版.北京：高等教育出版社,2001.2.崔洪斌,陈曹维.AutoCAD实践教程.北京:高等教育出版社,2011.3.邓力,高飞.soild works 2007机械建模与工程实例分析,清华大学出版社.2008.4.soildworks公司,生信实维公司.soildworks高级零件和曲面建模.机械工业出版社.2005.5.上官林建,魏峥.soildworks三维建模及实例教程,北京大学出版社.2009.。
2023年机械原理课程设计书
2023年机械原理课程设计书篇一：机械原理课程设计教学大纲注：课程类别：公共基础课、专业基础课、专业必修课、专业选修课、集中实践环节、实验课、公共选修课填表说明：1. 每项页面大小可自行添减，一节或一次课写一份上述格式教案。
2. 课次为授课次序，填1、2、3……等。
3. 授课方式填理论课、实验课、讨论课、习题课等。
4. 方法及手段如：举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解、挂图讲解、音像讲解等。
教学内容：绪论0.1 机械原理的研究对象研究对象是机械，机械是机器和机构的总称。
一、机器机器的概念多少年来已在人们的头脑中形成并不断发展。
机器的种类繁多，构造、性能、用途各不同，但有三个共同的特征：①人为的实物组合（不是天然形成的）；②各运动单元间具有确定的相对运动；③能完成有用的机械功或转换机械能。
机器是执行机械运动的装置，用来完成有用的机械功或转换机械能。
凡用来完成有用功的称工作机，凡将其他形式的能量转换成机械能的称原动机。
二、机构能实现预期的机械运动的各构件（包括机架）的基本组合体。
具有①②两特征。
很显然，机器和机构最明显的区别是：机器能作有用功或转换机械能，而机构不能，机构仅能实现预期的机械运动。
两者之间也有联系，机器是由若干个机构组成的系统，最简单的机器只有一个机构。
三、基本概念构件：运动单元体零件：制造单元体构件可由一个或若干个零件刚性连接而成。
机架：机构中相对不动的构件原动件：驱动力（或力矩）所作用的构件。
→输入构件从动件：随着原动构件的运动而运动的构件。
→其中输出预期运动的称输出构件0.2 机械原理课程的内容及在培养人才中地位、任务和作用一、研究内容1、机构的结构学：①机构运动的可能性和确定性；②机构的组成原理；1、机构的运动学：从几何观点分析机构的运动规律，按已知规律设计新机构。
2、机构和机器的动力学：①机构各构件的力分析、惯性力的平衡；②确定机械效率、已知力作用下机械的真实运动规律；③作用力、构件质量和构件运动之间的关系，即机械的运转和调速问题。
机械原理课程设计任务书
编写设计说明书：详细描述设 计思路、设计方案、设计过程 等
准备答辩：准备答辩PPT，熟 悉设计内容，准备答辩问题
完成设计说明书：提交设计说 明书，等待老师审核
参加答辩：参加答辩，回答老 师提出的问题，展示设计成果
第四周：答辩，修改完善设计
答辩时间：第四周
答辩地点：学校报告厅
答辩内容：介绍设计思路、 设计方案、设计成果等
感谢观看
汇报人：
设计过程中必须考虑产品的可维护 性和可升级性
设计过程中必须考虑产品的使用寿 命和耐久性
保证装置的稳定性和可靠性
设计过程中要考虑到各种可能的环境因素，如温度、湿度、振动等
选用合适的材料和工艺，保证装置的强度和刚度
设计合理的结构，避免应力集中和疲劳破坏 采用可靠的连接方式，如螺栓、焊接等，保证装置的稳定性和可靠 性
成果展示：展示 设计成果，包括 图纸、模型、实 验数据等
问题分析：分析 设计中遇到的问 题和解决方案， 以及改进措施等
回答老师提出的问题和意见
认真听取老师的问题和意见，保持谦虚的态度 回答问题时，要清晰、准确、有条理 对于老师的意见，要虚心接受，并提出改进措施 保持良好的沟通和互动，展现出自己的专业素养和团队精神
提高团队协作和沟通能力
团队协作：通 过团队合作， 提高解决问题
的能力
沟通能力：通 过团队沟通， 提高表达和倾
听的能力
领导能力：通 过团队领导， 提高组织和协
调的能力
创新能力：通 过团队创新， 提高解决问题 的能力和创新
能力
02
课程设计任务
设计一个简单的机械装置
确定机械装置的功能和用途 选择合适的材料和工具 设计机械装置的草图和结构 制作机械装置的零件和组件 组装机械装置并进行测试 修改和完善机械装置，使其满足设计要求
机械原理课程设计说明书完整版
机械原理课程设计说明书HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】机械原理课程设计说明书题目：压床机械方案分析班级：机械1414班姓名：刘宁指导教师：李翠玲成绩：2016 年 11 月 8 日目录目录一．题目：压床机械设计二．原理及要求（1）.工作原理压床机械是由六杆机构中的冲头（滑块）向下运动来冲压机械零件的。
图1为其参考示意图，其执行机构主要由连杆机构和凸轮机构组成，电动机经过减速传动装置（齿轮传动）带动六杆机构的曲柄转动，曲柄通过连杆、摇杆带动滑块克服阻力F冲压零件。
当冲头向下运动时，为工作行程，冲头在内无阻力；当在工作行程后行程时，冲头受到的阻力为F；当冲头向上运动时，为空回行程，无阻力。
在曲柄轴的另一端，装有供润滑连杆机构各运动副的油泵凸轮机构。
（a）机械系统示意图（b）冲头阻力曲线图（c）执行机构运动简图图1 压床机械参考示意图（2）.设计要求电动机轴与曲柄轴垂直，使用寿命10年，每日一班制工作，载荷有中等冲击，允许曲柄转速偏差为±5％。
要求凸轮机构的最大压力角应在许用值[α]之内，从动件运动规律见设计数据，执行构件的传动效率按计算，按小批量生产规模设计。
（3）.设计数据推程运动角δ60°70°65°60°70°75°65°60°72°74°远休止角sδ10°10°10°10°10°10°10°10°10°10°回程运动角δ'60°70°65°60°70°75°65°60°72°74°三．机构运动尺寸的确定转速n2 (r/min)距离x1(mm)距离x2(mm)距离y(mm)冲头行程H(mm)上极限角Φ1 (°)下极限角Φ2(°)884013516014012060（1.以O2为原点确定点O4的位置；2.画出CO4的两个极限位置C1O4和C2O4;3.取B1，B2使CB=CO4*1/3，并连接B1O2，B2O2;4.以O2为圆点O2A为半径画圆，与O2B1交于点A1;5.延长B2O2交圆于A2；6.取CD=*CO4。
机械原理课程设计压床机构说明书
机械原理课程设计压床机构说明书一、设计目标及任务本次课程设计的目标是设计一种能够满足工业生产需求的压床机构。
通过对压床机构的设计，学生需要掌握机械原理的基本知识和设计方法，并能够应用这些知识和方法解决实际工程问题。
设计任务包括：1.压床机构的结构设计，包括压床的底座、上压板、滑块等主要零部件的设计。
2.压床机构的运动学分析，包括底座和上压板的运动关系、滑块的运动方式等。
3.压床机构的动力学分析，包括对驱动机构和压力传感器的选型和设计等。
4.压床机构的强度和刚度分析，包括对底座和上压板的刚度和强度进行计算和验证。
二、压床机构的结构设计压床的底座是整个机构的支撑结构，其设计应考虑到机械的稳定性和强度要求。
底座的形状和材料选用应根据实际情况进行确定。
上压板是压床机构的主要工作部件，其设计应考虑到压力传递、工作平稳性和刚度等要求。
上压板可以采用整体结构或分段结构，根据具体需求选择材料和加工工艺。
滑块是实现上压板运动的关键组成部分，其设计应满足工作平稳、拆装方便和耐磨损等要求。
滑块的材料可以选择高强度合金钢或铸铁等。
三、压床机构的运动学分析压床机构的运动学分析主要研究底座和上压板之间的相对运动关系，以及滑块的运动方式。
通过分析运动学特性，可以确定机构的工作行程、机械转换原理和机构的运动速度等参数。
四、压床机构的动力学分析压床机构的动力学分析主要研究驱动机构和压力传感器的设计和选型。
驱动机构可以选择液压或气动驱动，根据工作要求确定驱动力和行程。
压力传感器的选型需根据工作负荷大小和精度要求进行选择。
五、压床机构的强度和刚度分析压床机构的强度和刚度分析主要研究底座和上压板的刚度和强度。
通过计算和验证，确定机构在工作过程中不会发生变形或断裂，且能够承受工作负荷。
六、总结通过机械原理课程设计压床机构，学生能够综合运用所学的机械原理知识和设计方法，掌握机械结构设计的基本原理和方法。
在整个设计过程中，学生需要注意结构的稳定性、强度和刚度，以及机械的工作平稳性和精度要求。
机械原理课程设计说明书---洗瓶机
机械原理课程设计说明书设计题目：洗瓶机一、设计任务..........................................................1.1设计题目.....................................................1.2设计任务.....................................................1.3设计要求.....................................................二、原动机的选择.....................................................三、推瓶机机构与洗瓶机机构设计.......................................四、机械运动方案设计.................................................4.1设计方案一...................................................4.2设计方案二...................................................4.3设计方案三...................................................4.4设计方案四...................................................五、主要零件的设计计算...............................................六、执行机构和传动部件的机构设计.....................................七、机构运动简图和传动部件的运动循环.................................7.1机构的整体运动简图...........................................7.2推头的运动循环图.............................................八、小组总结.........................................................九、参考文献.........................................................一、设计任务书1.1设计题目洗瓶机有关部件位置示意图设计洗瓶机。
哈工大机械原理课程设计
Harbin Institute of Technology课程设计说明书课程名称： ______ 机械原理课程设计______设计题目：棒料输送线布料装置（方案8）院系：机电工程学院班级：1208105设计者：殷琪学号：1120810529指导教师： _______________________设计时间： __________ 2014627哈尔滨工业大学14 目 录机械原理课程设计任务书 .......... . (1)一、 题目要求 ...................................................................... 2 二、 机械系统工艺动作分析 .......................................................... 2 三、 机械系统运动功能分析 .......................................................... 3 四、 系统运动方案拟定 .............................................................. 5 五、 系统运动方案设计 .............................................................. 8 六、系统运动简图•棒料输送线布料装置（方案8）一、题目要求已知技术参数和设计要求：棒料输送布料装置（方案8）功能描述如下图所示棒料输送线。
料斗中分别装有直径35mm长度150mm勺钢料和铜料。
在输送线上按照下图所示的规律布置棒料。
原动机转速为1430rpm,每分钟布置棒料40,75,90块，分3档可以调节。
W ■ II II II ■ ■ II II m團2心二、机械系统工艺动作分析由设计要求可知，该棒料输送线布料装置需要由三个部分共同构成，各执行构件为传送带轮、钢料料槽擒纵鼓轮1和铜料料斗擒纵鼓轮2,这三个构件的运动图3棒料输送线布料装置运动循环图传动带轮做间歇转动，停止时间约为进给时间的3倍，料槽擒纵鼓轮做持续转动，通过控制擒纵鼓轮的开口位置控制棒料按照需要的规律落料。
机械原理课程设计
机械原理课程设计说明书题目：运动轨迹为字母P的联动凸轮组合机构设计学生姓名：学号：专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号：专业：机械设计制造及其自动化指导教师：2015 年7 月29 日目录一、机构简介……………………………………..…………………..…..…………………..２二、设计任务……………………………………..…………………..…..…………………..２三、设计方案内容3.1 联动凸轮机构基本要素的确定 (2)3.1.1 凸轮类型的选择 (2)3.1.2 推杆类型的选择 (2)3.1.3 凸轮基本尺寸的确定 (3)3.2 目标轨迹的设计 (3)3.3 运动轨迹各点凸轮转角与推杆位移的关系 (3)3.4 从动件推杆的运动规律 (4)3.5 运动轨迹的散点图以及X坐标和Y坐标的散点图 (4)3.6 凸轮推杆位移与凸轮转角关系图 (6)四、联动凸轮轮廓曲线的设计 (7)4.1 横向凸轮的设计 (7)4.2 纵向凸轮的设计 (7)五、联动凸轮组合机构机构简图 (9)六、课程设计总结 (9)运动轨迹为字母“P”的联动凸轮组合机构设计一、机构简介凸轮机构广泛应用于各类机械，特别是自动机和自动控制装置中。
如内燃机的配汽缸、自动机床的的进刀机构、电子机械、自动送料机构等等。
而凸轮机构的最大优点就是只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线就可以使推杆得到各种预期的运动规律，而且响应快速，机构简单紧凑。
正因如此，凸轮机构不可能被数控和电控等装置所完全代替。
在许多生产设备中，为了实现预定的特殊运动轨迹，常采用由两个凸轮机构组成的能实现目标运动轨迹的组合机构，称之为联动凸轮组合机构。
二、设计任务联动凸轮组合机构由两个凸轮机构组成。
它利用两个凸轮的协调配合，或同步运动来控制从动件上点的方向运动，使其可以准确地实现预定的轨迹。
此次设计是利用联动凸轮可以准确实现预定轨迹的工作原理，设计出“会写字的组合机构”，即用两个凸轮联动配合，实现设定的轨迹，“写”出大写英文字母“P”。
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青岛理工大学课程设计说明书课题名称：机械原理课程设计学院：机电工程系专业班级：机械设计制造及其自动化学号：学生：指导老师：青岛理工大学教务处2014年6月25 日《机械原理课程设计》说明书《机械原理课程设计》说明书摘要牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，本次课程设计的主要内容是牛头刨床导杆机构的运动分析和动态静力的分析以及不同设计方案的比较。
全班同学在分为三个小组后每人选择一个相互不同的位置，独立绘制运动简图，进行速度、加速度以及机构受力分析，绘制相关运动曲线图，最后将上述各项内容绘制在两张1号电子图纸上，并完成课程设计说明书。
本次《机械原理》课程设计的主要特点是具有较高的工作独立性内容联系性，和能够通过此次课程设计将相关课程中的相关知识融会贯通，进一步加深学生所学的理论知识，培养学生的独立解决有关课程实际问题的能力，使学生对于机械运动学和动力学的分析和设计有一个比较完整的概念。
关键词：牛头刨床倒杆机构；速度矢量图；加速度矢量图；力矢量图；时间；位移；行程；动态静力分析等目录摘要 .................................................. 错误！未定义书签。
1设计任务. (1)2导杆机构的基本尺寸确定 (4)2.1设计数据 (4)2.2机构运动简图 (5)3导杆机构的运动分析 (5)3.1速度分析 (5)3.2加速度分析 (7)4 导杆的动态静力分析 (9)4.1 运动副反作用力分析 (9)4.2 曲柄平衡力矩分析 (10)总结 (12)致谢 (13)参考文献 (14)1 设计任务1.1牛头刨床工作原理牛头刨床是一种靠刀具的往复直线运动及工作台的间歇运动来完成工件的平面切削加工的机床，要求主执行机构刨刀能以多种不同的速度、行程及在不同的起始位置完成工件的切削加工，同时工作台能连同工件能以不同的进给量做横向进给，完成工件的平面加工。
图1.1为牛头刨床运动机构运动简图。
电动机经过减速传动装置（皮带和齿轮传动）带动执行机构（导杆机构）完成刨刀的往复运动和间歇移动。
刨床工作时，刨头由曲柄带动右行，刨刀进行切削，称为工作行程H。
在切削行程H中，前后各有一段0.05H 的空刀距离，工作阻力F为常数；刨刀左行时，即为空回行程，此行程无工作阻力，刨刀在空回行程要求有急回特性。
图1.1 牛头刨床运动机构运动简图1.2设计内容1.2.1导杆机构的运动分析已知 曲柄每分钟转数2n ，各构件尺寸及中心位置，且刨头导路x – x 位于导杆端点B 所作圆弧高的平分线上，如图1-2。
要求（1）作机构的运动简图。
在同一个机构简图中画出机构的两个位置（一个位置是一组同学曲柄位置分点的起始点时的机构的位置，另一个位置是个人负责的那个曲柄位置点的机构位置）；（2）对个人负责的那个曲柄位置点的机构位置用矢量方程图解法进行速度、加速度分析，画出矢量图。
（以上（1）、（2）的内容与后面的动态静力分析一起画在一张1号图纸上。
）（3）绘制牛头刨床刨头的运动线图t M t a t v t s b ----,,,。
（这些一起画在一张1号图纸上，运动线图需综合一个小组的数据作图。
）曲柄位置图的做法如图1-2。
取1和8’为工作行程起点和终点所对应的曲柄位置，1’图1-2 各位点示例和7’为切削起点和终点所对应的曲柄位置，其余2、3、…10等，是由位置1起，顺2 方向将曲柄圆周作运动情况分点的位置。
（如下表）1.2.2导杆机构的动态静力分析已知 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绕中心的转动惯量4S J 及切削力F 的变化规律如图1-1。
表2.1 已知设计数据要求 求个人负责的那个曲柄位置点对应的机构位置的所有运动副反作用力及曲柄上所需的平衡力矩。
（这些内容和运动分析的内容画在同一张1号图纸上。
）表2.1 已知设计数据2 导杆机构的基本尺寸确定2.1 构件基本尺寸的确定设计数据计算分析：K=(180°+θ)/ (180°-θ) (2-1)θ=30 (2-2) l O4O2=430mm (2-3)l O2A=430×sin15=111.3mm (2-4)H=400mm (2-5)l O4B=H/2 sin15=772.7mm (2-6)l BC= l O4B×0.33=257.57mm (2-7)2.2机构运动简图图2-1 机构运动简图3 导杆机构的运动分析3.1速度分析取曲柄位置“6”进行速度分析、加速度分析。
由于构件2和构件3在A处的转动副相连，故V A2=V A3，大小等于ω2 l O2A,方向垂A线，指向与ω2一致。
直于O2错误！未找到引用源。
计算得：ω2 = 5.34rad/s错误！未找到引用源。
计算得：V A3 =0.5819m/s错误！未找到引用源。
（⊥O2A）（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：V A4 = V A3 + V A4A3 （3-1）大小 ? 0.5819 ?方向⊥O4A ⊥O2A ∥O4B=0.005(m/s)/mm ，作速度多边形如图3-1取速度极点P，速度比例尺µv图3-1 A4点速度分析由图得：V A4=Lpa4·μv =0.547m/s (⊥O4A)V A4A3=La3a4·μv=0.198m/s因B与A同在导杆4上，由速度影像法V B/V A4= l O4B/ l O4A计算得：V B=0.793m/s（2）取5构件作为研究对象，列速度矢量方程得：V C = V B + V CB（3-2）大小：? 0.793 ?方向：水平⊥O4B ⊥BC取速度极点P，速度比例尺µv=0.005(m/s)/mm ，作速度多边形如图3-2图3-2 C点速度分析得：V C=Lpc·μv=0.7926m/s (水平向右)V=Lbc·μv=0.07m/sCBω4=V A4/ l O4A=0.7932rad/s3.2 加速度分析因构件2和3在A点处的转动副相连，故错误！未找到引用源。
其大小等于错误！未找到引用源。
,方向由A指向O2。
a A2n=ω22·l O2Aω2 = 5.34rad/s错误！未找到引用源。
aA3n = aA2n = 5.34*5.34*0.11129= 3.17m/s2取3、4构件重合点A为研究对象，列加速度矢量方程得：a A4 = a A4n + a A4τ= a A3n + a A4A3k + a A4A3r(3-3)大小: ? ω42l O4A? 3.17 2ω4υA4A3?方向:? B→A ⊥O4B A→O2√ ∥O4B（沿导路）取加速度极点P’,加速度比例尺µa=0.025（m/s2）/mm，作加速度多边形如图3-3所示图3-3 A4点加速度分析由图知：aA4= 0.8395m/s2错误！未找到引用源。
由加速度影象法得：错误！未找到引用源。
计算得：错误！未找到引用源。
错误！未找到引用源。
取5构件为研究对象,列加速度矢量方程得：a c = a B n+ a Bτ+ a cB n + a cBτ（3-4）大小：? 0.8197 0.90 0.0177 ?方向：水平B→O4⊥O4B C→B ⊥BC取加速度极点P’,加速度比例尺µa=0.01（m/s2）/mm，作加速度多边形如图3-4所示:图3-4 C点加速度分析得：a c = 1.01m/s2(方向水平向右)4导杆机构的动态静力分析4.1 运动副反作用力分析取“5、6构件的基本杆组”点为研究对象，分离5、6构件进行运动静力分析。
图4-1 受力分析图已知： F =3800NG6=800N计算得：F I6=-m6×a c= - 242.568N(4-1)取极点P，比例尺μF=40N/mm，作力多边形如图4-2图4-2 力的矢量图由图得：F R45=4045.2NF R16=656.8N4.2 曲柄平衡力矩分析（1）分离3、4构件进行运动静力分析且平衡力矩，杆组力体图如图4-3所示图4-3 受力分析图对O 4点取矩得：ΣM O4=F R54·h 1+F I4·h 2 +G·h 3+F R23·h 4 +M I4=0 (4-2)0）2（5cos 277cos 14cos )(4234444445446=-+++=∑A O R IIB O I B O B O R O l F F M l F l G l F F M已知：F R45=4045.2NG 4=220N h 1=1.08m h 2 =0.50525m h 3 =0.285m h 4=0.74532mJ=1.2kg·m 2a s4 =1/2X a B=1.2728m/s2所以：F I4’=F I4=-m4·a s4= - 14N计算得：F R23=5882N又因为：ΣF=F R54+F R34+F I4+G4+F o4n+F o4τ=0 (4-3)对曲柄2进行运动静力分析，作力分析如图4-4所示图4-4 受力分析图取极点P”，比例尺µN=40N/mm，作力多边形如图4-5所示图4-5 力的矢量图得：错误！未找到引用源。
F R23=5882NM O2=615N/m总结通过本次课程设计，对于机械运动学与动力学的分析与设计有了一个比较完整的概念，同时，也培养了我表达，归纳总结的能力。
此外，通过此次设计我也更加明确了自己所学知识的用途，这为以后的学习指明了方向，让我在以后的学习中更加思路清晰，明确重点，从而向更好的方向努力。
同时在设计的整个过程中叶发现了自己的很多的缺点，眼高手低，细节问题注意程度不够，在处理关键的数据时往往要重复的计算好几遍，漏掉一个小数点就会导致数据偏差很大。
另外在设计的过程中叶培养了自己的合作能力，自从第一天开始我们全组同学就积极投入到学习中去，完成各自的数据计算，基本草图的绘制，数据的简单处理，为了不影响全组同学的最后答辩时间每个人都很投入，每天都呆在绘图室里六七个小时，有些同学甚至晚上九点半回宿舍，我认为这种精神非常重要即便是在以后的工作岗位上……。
而且大家积极的同他人交流，讨论设计过程遇到的难题，一起去解决，这样就会是一个问题越分析越明朗，直到最后每个人都真正的明白理解，这种学习的方法也是值得借鉴的，在讨论中学习，而且这种由同学自己得到的东西，同学们记得会更加的深刻，另外在讨论学习过程中同学们之间的关系会更加密切，非常有利于增进同学之间的友谊。
更重要的是通过本次课程设计使我明白了自己知识还比较欠缺，需要学习的东西好有很多，以前总认为自己掌握很好的东西，其实差的还很远，尤其是在机械这个大行业里面，学了那么一丁点的东西，根本拿不出手，要想真正的在这个行业中有所建树，付出是你必须的，而且是不遗余力的去努力，沉下心去学习。