牛头刨床机械原理课程设计方案一位置和位置
牛头刨床机械原理课程设计点和点
课程设计说明书—牛头刨床1.机构简介牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床。
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，以提高生产率。
为此刨床采用有急回作用的导杆机构。
刨刀每次削完一次，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，使工作台连同工件作一次进给运动，以便刨刀继续切削。
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。
因此刨头在整个运动循环中，受力变化是很大的，这就影响了主轴的匀速运转，故需安装飞轮来减少主轴的速度波动，以提高切削质量和减少电动机容量。
图1-11．导杆机构的运动分析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。
1.1设计数据牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床。
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，称工作切削。
此时要求速度较低且均匀，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。
为此刨床采用急回作用得导杆机构。
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与棘轮机构带动螺旋机构，使工作台连同工件作一次进给运动，以便刨刀继续切削。
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。
因此刨头在整个运动循环中，受力变化是很大的，这就影响了主轴的匀速运转，故需装飞轮来减小株洲的速度波动，以减少切削质量和电动机容量。
牛头刨床机械原理课程设计1点
牛头刨床机械原理课程设计1点题目：牛头刨床机械原理课程设计一、设计背景和目的牛头刨床是一种常见的金属切削机床，广泛应用于制造业、机械维修等领域。
牛头刨床的机械原理涉及到运动学、力学、材料学等多个学科的知识，通过本次课程设计，旨在帮助学生深入理解牛头刨床的工作原理、设计和制造过程，提高机械设计的能力和综合素质。
二、设计任务和要求本次课程设计的主要任务是设计一款能够加工直线、平面和曲线的牛头刨床。
具体要求如下：设计一台能够进行直线、平面和曲线加工的牛头刨床，要求具备高精度、高效率和高稳定性。
设计过程中，需要考虑到机械结构、传动系统、进给系统、润滑系统等多个方面，确保整机的性能达到预期要求。
设计方案需要包括机械结构图、零件图、装配图等，并编写相应的设计说明书。
三、设计步骤和方法确定设计方案需要确定牛头刨床的整体结构和布局。
考虑到直线、平面和曲线加工的需求，可以选择采用卧式或立式布局。
同时，还需要确定传动系统和进给系统的设计方案，包括电机、减速器、丝杠等关键部件的选择和布置。
机械结构设计在进行机械结构设计时，需要考虑到以下几个方面的因素：（1）工作台：工作台是牛头刨床的主要工作部件，需要具备高刚性和稳定性。
设计时可以考虑采用整体式结构或分体式结构，根据需求选择合适的尺寸和材料。
（2）传动系统：传动系统是牛头刨床的重要组成部分，需要考虑电机的选择、减速器的配置以及丝杠的设计。
电机需要根据实际需求选择功率和转速合适的型号；减速器则需要根据电机的输出转速和丝杠的转速要求进行匹配；丝杠的选择则需要根据工作台的进给速度和负载要求来确定。
（3）进给系统：进给系统包括导轨、丝杠、滑块等部件，需要确保高精度和平稳运行。
导轨需要选择合适的型号和尺寸，确保工作台在直线运动中保持稳定；丝杠则需要根据工作台的进给速度和负载要求进行选型；滑块则需要与丝杠配合使用，确保运动精度和稳定性。
（4）润滑系统：润滑系统是牛头刨床的重要辅助系统，能够减小摩擦、降低温度、减少磨损。
机械原理课程设计——牛头刨床.
一：课程设计题目、内容及其目的课题：牛头刨床内容1．对机构进行运动分析已知：曲柄每分钟转数错误!未找到引用源。
,各构件尺寸及质心位置。
作机构1~2个位置的速度多边形和加速度多边形，作滑块的运动线图，以上内容与后面动态静力分析一起画在1号图纸上。
2．对机构进行动态静力分析已知：各构件的重量G（曲柄1、滑块2、和连杆5的重量都可以忽略不计），导杆3的转动惯量错误!未找到引用源。
及切削力错误!未找到引用源。
变化规律如下图。
确定构件一个位置的各运动副反力及应加于曲柄上的平衡力矩。
3、用UG进行模拟运动仿真校核机构运动分析和动态静力分析的结果4、电动机功率的确定与型号的选择5、齿轮减速机构设计目的：1：学会机械运动见图设计的步骤和方法；2：巩固所学的理论知识，掌握机构分析与综合的基本方法；3：培养学生使用技术资料，计算作图及分析与综合能力；4：培养学生进行机械创新的能力。
二：牛头刨床简介和机构的要求1：牛头刨床简介牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图1。
电动机经皮带和齿轮传动，经过减速机构减速从而带动曲柄1。
刨床工作时，由导杆3 经过连杆4 带动刨刀5 作往复运动。
刨头左行时，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，刨头右行时，刨刀不切削，称空行程，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。
刨刀每切削完一次，利用空回行程的时间，通过棘轮带动螺旋机构（图中未画），使工作台连同工件作一次进给运动，以便刨刀继续切削。
刨头在工作行程中，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），而空回行程中只有摩擦阻力。
因此刨头在整个运动循环中，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小电动机容量。
2：机构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，刨削速度尽可能为匀速运动，以及很好的动力特性。
牛头刨床机械原理课程设计方案一位置和位置
牛头刨床机械原理课程设计方案一位置和位置 Last updated on the afternoon of January 3, 2021课程设计说明书学院:_________xxxxxxxxxxxxxxx__ 班级:xxxxxxxxxxxxx学生姓名: xxx 学号:xxxxxxxxxxx设计地点（单位）___________xxxxxxxxxxxxxxxxxx ____________设计题目:_____________牛头刨床__________________________ 完成日期： 2015年 7 月 10日成绩(五级记分制):______ __________教师签名:_________________________年月日设计数据 (2)1、概述牛头刨床简介 (3)运动方案分析与选择 (4)2、导杆机构的运动分析位置4的速度分析 (6)位置4的加速度分析 (7)位置9的速度分析 (11)位置9的加速度分析 (12)3、导杆机构的动态静力分析位置4的惯性力计算 (15)杆组5,6的动态静力分析 (15)杆组的动态静力分析 (16)平衡力矩的计算 (17)4、飞轮机构设计驱动力矩 (19)等效转动惯量 (19)飞轮转动惯量 (20)5、凸轮机构设计 (22)6、齿轮机构设计 (26)1.概述一、机构机械原理课程设计的目的：机械原理课程设计是高等工业学校机械类专业学生第一次较全面的机械运动学和动力学分析与设计的训练，是本课程的一个重要实践环节。
其基本目的在于：（１）进一步加深学生所学的理论知识，培养学生独立解决有关本课程实际问题的能力。
（２）使学生对于机械运动学和动力学的分析设计有一较完整的概念。
（３）使学生得到拟定运动方案的训练，并具有初步设计选型与组合以及确定传动方案的能力。
（４）通过课程设计，进一步提高学生运算、绘图、表达、运用计算机和查阅技术资料的能力。
二、机械原理课程设计的任务：机械原理课程设计的任务是对机械的主体机构（连杆机构、凸轮机构、齿轮机构以及其他机构）进行设计和运动分析、动态静力分析，并根据给定机器的工作要求，在此基础上设计凸轮、齿轮；或对各机构进行运动分析。
机械原理课程设计——牛头刨床
机械能变化曲线：
飞轮设计：
Ｖ
A4
＝
A2 A4 A2
速度图解法：
V1A+V12=V 2A VF+VFB=V 2B V2B=βV 2A Β为常数比
加速度图解分析： a4An+a4Ar+a24Ar+ak24A =a2A 大小 方向
a4b+aF4Br=aF a4A=βV 4B
进给凸轮机构设计
主体机构设计
牛头刨床主体机构
主体结构设计
设计要求
（1）刨刀工作行程要求速度比较平稳，空回行程时 刨刀快速退回，机构行程速比系数在1.4左右。 （2）刨刀行程H=300mm或H=150mm。曲柄转速、 切削力、许用传动角等见表1，每人选取其中一组数据。 （3）切削力P大小及变化规律如图1所示，在切削行 程的两端留出一点空程。具体数据如下：
主体机构
电机转速n(r/mi n)
切削力P(N)
75
许用传动角[γ]
H=150mm
4500N
45°
刨刀行程：H=150 速比系数：K=1.4
主体机构（方案一）
方案一： 摆动导杆机构与摇杆滑块机构组合机构
机构简图：
计算机构的自由度 F=3×5－2×7=1
主体机构（方案一）
机构尺寸的计算：
在满足压力角条件确定基圆半径，摆杆中心间的中心距。
• 推程许用压力角为[α]= 38°； • 回程许用压力角为[α’]= 65°； • 试凑法：对照摆杆长度为L，赋值基圆半径， 中心距a=90,r0=50;经试验符合要求
滚子半径rf：rf<ρ mi n －3（mm）及rf<0.8ρ mi n（mm） 方法1用图解法确定凸轮理论廓线上某点A的曲率半径R： 以A点位圆心,任选较小的半径r 作圆交于廓线上，在圆A 两边分别以理论廓线上的B、C为圆心，以同样的半径r 画圆，三个小圆分别交于E、F、H、M四个点处。过E、 F H、M O点 O点近似为凸轮廓线上A OA。并且曲率中心肯定在曲线过A 点的法线上。可以通 过法线与直线EF或HM的交点求曲率中心。
5_1牛头刨床_说明书_方案1_位置8p
机械原理课程设计设计题目：牛头刨床综合及其运动学与动力学分析第 1方案，第 8’位置一、牛头刨床的基本参数计算已知： 24370O O l mm = 650H mm = 160K =. 4030BC O B l l :=. 1.计算极位夹角θ及杆摆角ψ000116011801804153811601K K θ-.-ψ===⨯=.+.+2.求2O A l224415383701312022O AO O l l sin sin mm ψ.===.3.求4O B l 、BC l441538226509165122O B H l mm sin sin ψ.===.40300309165127495BC O B l l mm =.=.⨯.=.4.求导路到4O 的距离34O O l当滑块6的导路y-y 通过铰链中心B 的摆动弧·BB"'的扰度中点时，可使机构在整个行程中都能取得较小的压力角，故得：3441141538(1)91651(1)886732222O O O B l l cos cos mm ψ.=+=⨯.⨯+=.二、牛头刨床的速度分析选取合适的长度比例尺0005ml mm μ=., 按指定的作业位置，正确地作出机构的运动简图。
对于机构的位置，可先确定曲柄2的位置，然后依次画出导杆4，连杆5和滑块6的相应位置。
已知：220n r min =/(1)求3A v222202606020944n rad s ππω⨯===./ 方向：顺时针32201312020944002750A O A v r l m s ωω=⋅=⋅=.⨯.=./(2)求4A v滑块3——动参考系，4A ——动点4A V u u u u u u r = 3A V u u u u u u r + 43A A V u u u u u u u u u u r方向： ⊥4O A ⊥2O A //4O A 大小： ? 22O A l ω ?选取速度比例尺0005m sv mm μ/=.，作速度图34pa a 进而可得4A v 的大小为44000500A v v pa μ=⋅=.⨯=4ω的大小为4440345960A O A vl ω.=== 43A A v 的大小为4334000555002750A A v v a a m s μ=⋅=.⨯.=./方向：34a a →(3)求B 的速度影像b 及B v由影像原理知，在速度图上，b 点应位于4pa 的延长线上且4491654346000O BO Al l pb pa ..==⨯= 000500B v v pb μ=⋅=.⨯=(4)求C vB ——基点，C ——动点C V u u u u r = B V u u u u r + CB V u u u u u u r方向： 水平 ⊥4O B ⊥BC 大小： ? 44O B l ω ?根据上述方程，继续在速度图34pa a 上作出C 点的速度影像c 进而可得C v 的大小为 000500C v v pc μ=⋅=.⨯= CB v 的大小为000500CB v v bc μ=⋅=.⨯= 5ω的大小为050274950CBBC v l ω.===(5)求4S v由影像原理知，在速度图上，4s 点位于pb 的中点 44000500S v v ps μ=⋅=.⨯=(6)速度综合302750A v m s =./ 40A v = 4302750A A v m s =./ 0B v = 0C v = 0CB v = 40S v =220944rad s ω=./ (顺时针) 40ω= 50ω=三、牛头刨床的加速度分析 (1)求4A a4A a u u u u u u r= 4n A a u u u u u u r+ 4t A a u u u u u u r = 3A a u u u u u u r+ 43k A A a u u u u u u u u u u r+ 43rA A a u u u u u u u u u u r方向： 4A O → 4O A ⊥ 2A O → 4O A ⊥ //4O A大小： 244O A l ω ? 222O A l ω 4432A A v ω ? 其中：4n A a 的大小为2244400345960n A AO a l ω=⋅=⨯.= 3A a 的大小为222322209440131200576A O A a l m s ω=⋅=.⨯.=./ 43k A A a 的大小为43443220027500k A A A A a v ω==⨯⨯.=选取加速度比例尺2002m s a mm μ/=.，作加速度图34πa a '' 进而可得4t A a 的大小为24440022880576t A a a a"m s a μ=⋅=.⨯.=./' 方向：44a"a →' 4α的大小为442057640345961665tA AO a l rad s α..===./ 方向：逆时针(2)求B 的加速度影像b’及B a由影像原理知，在加速度图上，b’点应位于4a π'的延长线上，且44916543460288762O BO Al l b mm a ππ..'==⨯.=.' 2π0027621524B a a b m s μ'=⋅=.⨯.=./ 方向：πb '→(3)求C aC a u u u u r= B a u u u u r+ n CB a u u u u u u r + t CBa u u u u u u r方向： 水平 √ C B → ⊥BC 大小： ? √ 25BC l ω ?其中：nCB a 的大小为22500274950nCBBC a l ω=⋅=⨯.= 根据上述方程，继续在加速度图34a a π''上求得C 点的加速度影像c’。
牛头刨床机械原理课程设计方案一位置和位置
设计数据 (2)1、概述1.1 牛头刨床简介 (4)1.2 运动方案分析与选择 (5)2、导杆机构的运动分析2.1 位置2的速度分析 (6)3题的能力。
（２）使学生对于机械运动学和动力学的分析设计有一较完整的概念。
（３）使学生得到拟定运动方案的训练，并具有初步设计选型与组合以及确定传动方案的能力。
（４）通过课程设计，进一步提高学生运算、绘图、表达、运用计算机和查阅技术资料的能力。
二、机械原理课程设计的任务：机械原理课程设计的任务是对机械的主体机构（连杆机构、凸轮机构、齿轮机构以及其他机构）进行设计和运动分析、动态静力分析，并根据给定机器的工作要求，在此基础上设计凸轮、齿轮；或对各机构进行运动分析。
要求学生根据设计任务，绘制必要的图纸，编写说明书。
三、械原理课程设计的方法：机械原理课程设计的方法大致可分为图解法和解析法两种。
图解法几何概念较清晰、直观；解析法精度较高。
根据教学大纲的要求，本设计主要应用图解法进行设计。
1.1牛头刨床的简介一．机构简介：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。
因此，刨床采用具有急回特性的导杆机构。
刨刀每切削完成一次，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（图中未画），使工作台连同工件作一次进给运动，以便刨刀继续切削。
1.2运动方案分析与选择运动机构简图方案分析:1.机构具有确定运动.自由度为F=3n-(2Pl +Ph)=3×5-(2×7+0)=1;2.通过曲柄带动摆杆导杆机构和滑块使刨刀往复运动,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,摆动导杆机构使其有急回作用,可满足任意行程速比系数k的要求;4.传递性能,机构传动转角为90°,传动性能好,能承受较大的载荷,机构运动链较长,传== 2.8894 m/s=2.90m/s2.8894/0.41899=6.89676.896*0.54=3.72384 m/s0.7727*0.7727*0.54=0.3324m/s=3.7368m/s ==1.1079m/s== 0.5498m/s=1.1079m/s0.5498/0.48633=1.13051.1305*0.54=0.61407 m/s=。
牛头刨床机械原理课程设计点和点
牛头刨床机构简图课程设计1.1数据内杆机构的运剖析容符号n2LO2O4 LO2A Lo4B LBC Lo4s4xS6yS6位r/min mm方603801105400.25Lo4B0.5 Lo4B24050案 I1.2 曲柄地点确实定曲柄地点的作法：取 1 和 8’ 工作行程起点和点所的曲柄地点，1’和 7’ 切削起点和点所的曲柄地点，其他2、 3⋯12 等，是由地点 1 起，ω 2 方向将曲柄作12 平分的地点（以下）。
1-2取第 I 方案的第 1地点和第 7’地点（以下列图 1-3 ）。
图 1-3n2=60 r/min;Lo2o4=38mm;LO2A=110mm;计算结果LO4B=540 mm;LBC=0.25LO4;LO4S4=0.5LO4B;1.3 速度剖析以速度比率尺:(0.001m/s)/mm和加快度比率尺:(0.01m/s2)/mm用相对运动的图解法作该两个地点的速度多边形和加快度多边形以下列图1-4 ， 1-5机械简图如图（1）由题知ω 2=2πn2/60rad/sυA3=υ A2=ω 2·l O2A=0.69115m/s0.001m / s1: 作速度剖析，取比率尺v mm，因为构件3 与 4 构成挪动副，有υA4=υA3+υ A4A3大小?√?方向⊥O4A⊥O2A∥O4B1-4υ A4=0作速度多边形如图 1-4所示，得ω 4=0υA4=0 ,ω 4=υ A4/ l O4A =0 ,υ B4=0υ B4=0又有υA4A3=0υ C6=υB5+υ C6B5大小 ?√?方向∥XX ⊥ 4⊥BCOB得 υC6= 0 ， υ C6B5=00.01 ( m / s2 )2: 作加快度剖析，取比率尺mm，由（2）有a A4= a A4n+ a A4t= a A3n+ a A4A3k+ a A4A3r大小?0?√0?方向?B→A ⊥O4B A →O2⊥O4B（向右）∥O4B（沿导路）取加快度极点为 P＇.作加快度多边形图1-5图 1-5则由图 1─5 知υB5=0υC6= 0υC6B5=0a A4n=0a A4A3k=0t na A4=a A3=4.34263 m/s2a A4t= a A3n=4.34263 m/s2a B5= a B4= a A4×l O4B/l O4A= 6.44714m/s2取 1 构件的研究对象，列加快度矢量方程，得nτa C6= a B5+ a C6B5 + a C6B5大小?√0 ?方向∥xx√C→B⊥BC作加快度多边形，如图（5）所示，得a C6= 6.0108 m/s2方向向右。
机械原理课程设计——牛头刨床
项目
刨刀冲程 H（ mm）
刨刀越程量 ΔS（ mm）
刨削平均速度 Vm（ mm/s）
极位夹角 θ( ° )
行程速比系数 K
机器运转速度许用不均匀系
数[δ]
参数
320 16
1211.4
30
1.4
0.05
Page 11
八 、机构运动循环图
机构工艺动作分解
牛头刨床的主运动为： 电动机 →变速机构→摇杆机构 →滑枕往复运动； 牛头刨床的进给运动为： 电动机 →变速机构→棘轮进给 机构 →工作台横向进给运动。
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九 、主机构尺度综合及运动特性评定
机构位置划分图
以 7号和 14 号位置 作运动分析
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十 、 电动机功率与型号的确定
电动机的选择
传动比分配与 减速机构设计
确定电动机功率 总传动比
采用展开式二级圆柱齿轮减速器
工作台进给方案
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工作台横向进给运动 工作台垂直进给运动
其中 ，刨刀向左为工作行程 ，速度平稳 ，运动行 程大； 向右为工作回程，速度快，具有快速返回的 特性。
Page 8
六 、对方案二的பைடு நூலகம்能分析
（2）传递性能和动力性能分析
杆 1、2、3、6 所组成的曲柄摇杆机构中 ，传动 角是不断变化传动性能最好的时候出现在 A ，B， C ，D 四点共线与机构处于极位时两者传动角相等 该机构中不存在高副 ， 只有回转副和滑动副 ，故能 承受较大的载荷 ， 有较强的承载能力 ， 可以传动 较大的载荷 。当其最小传动角和最大传动角相差不 大时 ，该机构的运转就很平稳 ，不论是震动还是冲 击都不会很大 。从而使机械又一定的稳定性和精确 度。
机械原理课程设计
长安大学机械原理课程设计位置编号：11方案号：方案一设计题目：牛头刨床设计专业：车辆工程班级：1班姓名：蒋凯东学号：201222010111目录：1、课程设计任务书 (2)(1)工作原理及工艺动作过程 (2)(2)原始数据及设计要求 (3)2、设计（计算）说明书 (3)（1）画机构的运动简图 (3)（2）机构运动分析 (6)①对位置11点进行速度分析和加速度分析 (6)②对位置7’点进行速度分析和加速度分析 (8)（3）对位置11点进行动态静力分析 (11)3、摆动滚子从动件盘形凸轮机构的设计 (12)4、齿轮机构的设计 (17)4、参考文献 (22)5、心得体会 (22)6、附件 (23)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(详情见A1图纸)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）。
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课程设计说明书学院:_________xxxxxxxxxxxxxxx__ 班级:xxxxxxxxxxxxx学生姓名: xxx 学号:xxxxxxxxxxx设计地点（单位）___________xxxxxxxxxxxxxxxxxx ____________ 设计题目:_____________牛头刨床__________________________完成日期：2015年7 月10日成绩(五级记分制):______ __________教师签名:_________________________年月日设计数据 (2)1、概述1.1 牛头刨床简介 (3)1.2 运动方案分析与选择 (4)2、导杆机构的运动分析2.1 位置4的速度分析 (6)2.4 位置4的加速度分析 (7)2.3 位置9的速度分析 (11)2.4 位置9的加速度分析 (12)3、导杆机构的动态静力分析3.1 位置4的惯性力计算 (15)3.2 杆组5,6的动态静力分析 (15)3.3 杆组3.4的动态静力分析 (16)3.4 平衡力矩的计算 (17)4、飞轮机构设计4.1 驱动力矩 (19)4.2 等效转动惯量 (19)4.3 飞轮转动惯量 (20)5、凸轮机构设计 (22)6、齿轮机构设计 (26)1.概述一、机构机械原理课程设计的目的：机械原理课程设计是高等工业学校机械类专业学生第一次较全面的机械运动学和动力学分析与设计的训练，是本课程的一个重要实践环节。
其基本目的在于：（１）进一步加深学生所学的理论知识，培养学生独立解决有关本课程实际问题的能力。
（２）使学生对于机械运动学和动力学的分析设计有一较完整的概念。
（３）使学生得到拟定运动方案的训练，并具有初步设计选型与组合以及确定传动方案的能力。
（４）通过课程设计，进一步提高学生运算、绘图、表达、运用计算机和查阅技术资料的能力。
二、机械原理课程设计的任务：机械原理课程设计的任务是对机械的主体机构（连杆机构、凸轮机构、齿轮机构以及其他机构）进行设计和运动分析、动态静力分析，并根据给定机器的工作要求，在此基础上设计凸轮、齿轮；或对各机构进行运动分析。
要求学生根据设计任务，绘制必要的图纸，编写说明书。
三、械原理课程设计的方法：机械原理课程设计的方法大致可分为图解法和解析法两种。
图解法几何概念较清晰、直观；解析法精度较高。
根据教学大纲的要求，本设计主要应用图解法进行设计。
1.1牛头刨床的简介一．机构简介：机构简图如下所示：牛头刨床机构简图牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如上图所示。
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1-2-3-4-5-6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。
因此，刨床采用具有急回特性的导杆机构。
刨刀每切削完成一次，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（图中未画），使工作台连同工件作一次进给运动，以便刨刀继续切削。
1.2运动方案分析与选择运动机构简图方案分析:1.机构具有确定运动.自由度为F=3n-(2P l+P h)=3×5-(2×7+0)=1;2.通过曲柄带动摆杆导杆机构和滑块使刨刀往复运动,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,摆动导杆机构使其有急回作用,可满足任意行程速比系数k的要求;4.传递性能,机构传动转角为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,选该方案.2．导杆机构的运动分析（位置4号和9号）（选择方案一）2.1 位置4的速度分析数据：n2=60r/min,LO2O4=380mm,LO2A=110mm,LO4B=540mm,LBC=0.25LO4B,LO4S4=0.5LO4B 对位置2：选取尺寸比例尺μl=2m/mm，作机构运动简图。
Lo4A=0.485783m速度分析：取构件3和4的重合点（A2，A3，A4）进行速度分析。
对构件2：V A2=ω2·LO2A=（60X2π）/60x0.11=0.6908 m/s对构件3：构件3和构件2在A处构成转动副，V A3=V A2=0.6908 m/s对构件4：V A4=V A3+V A4A3大小：？0.6908 ？方向：⊥AO4 ⊥AO2// AO4取速度极点P，速度比例尺μv =0.01（m/s）/mm。
作速度多边形如下图所示。
得：V A44ω=VV B4=4ωX L O4B=1.38428*0.54=0.747508 m/sV B5 = V B4=0.747508m/s对构件4：V C5=V B5+V C5B5大小：？0.747508 ?方向：//XX ⊥o4B ⊥CB取速度极点P，速度比例尺μv =0.01（m/s）/mm。
作速度多边形如上图所示。
得：V C5=0.7497054 m/s2.2 位置4的加速度分析对构件2：a A2=w2 2·L O2A=6.28*6.28*0.11=4.338224 m/s2对构件3：构件3和构件2在A处构成转动副，aA3= aA2=4.338224 m/s2对构件4：a A4= a A4n + a A4τ= a A3+a A4A3k+a A4A3r大小：? ω42l O4A ? √√?方向：? B→A ⊥O4B A→O2⊥O4B //O4B取加速度极点p’，加速度比例尺μa=0.04（m/s2）/mm。
计算结果Lo4A=0.485783m V A2=0.6908 m/s V A44ω=1.38428 rad/sVV B4=0.747508m/sV C5=0.7497054m/ sa A2=4.338224 m/s2aA3=4.338224m/s2a A4A3k=0.43671m/s2=0.93087 m/s2=1.083698m/s2 α4=aA4t/l O4A=1.14222a B5=m/s22,a A4A3k= 2ω4υA4 A3=2=424AO l •ω=1.38428*1.38428*0.485783=0.93087m/s 2作加速度多边形如上图所示。
得：=2，=1.083698m/s2用加速度影象法求得α4= a A4t/l O4A =\a B5 = a B4 =a A4·L O4B/L O4A=m/s2对构件5：: a C5= a B5 + a C5B5n+ a C5B5τ大小: ？√√？方向：∥xx √C→B ⊥CB 取加速度极点p’，加速度比例尺μa=0.04（m/s2）/mm。
作加速度多边形如上图所示。
得：2,=2运动线图2.3 位置9的速度分析数据：n2=60r/min,LO2O4=380mm,LO2A=110mm,LO4B=540mm,LBC=0.25LO4B,LO4S4=0.5LO4B 对位置4：选取尺寸比例尺μl=2m/mm ，作机构运动简图。
L速度分析：取构件3和4的重合点（A2，A3，A4）进行速度分析。
对构件2：V A2=ω2·LO2A=（60X2π）/60x0.11=0.6908m/s对构件3：构件3和构件2在A 处构成转动副，V A3=V A2=0.6908 m/s 对构件4：V A4=V A3+V A4A3大小： ？ √ ？方向：⊥AO 4 ⊥AO 2 // AO 4取速度极点P ，速度比例尺μv =0.01（m/s ）/mm 。
作速度多边形如下图所示。
得：V A4=0.32871m/s ，4ω=V A4A3=0.60758m/sV B4 = 4ω X L O4B =V B5 = V B4=对构件4：V C5=V B5+V C5B5大小： ？ √ ?方向：//XX ⊥o4B ⊥CB取速度极点P ，速度比例尺μv =0.01（m/s ）/mm 。
作速度多边形如上图所示。
得：V C5=2.4 位置9的加速度分析对构件2：a A2=w 2 2·L O2A =6.28*6.28*0.11=4.338224 m/s 2对构件3：构件3和构件2在A 处构成转动副，aA3= aA2=4.338224 m/s 2 对构件4：a A4= a A4n + a A4τ= a A3+ a A4A3k + a A4A3r大小： ? ω42l O4A ? √ √ ? 方向： ? B →A ⊥O 4B A →O 2 ⊥O 4B //O 4B 取加速度极点p ’，加速度比例尺μa=0.04（m/s 2）/mm 。
a A4A3k= 2ω4υA4 A3=2=424AO l •ωm/s 2作加速度多边形如上图所示。
得：= 5.03958142m/s 2 ，=5.05351276m/s 2用加速度影象法求得α4= a A4t /l O4A =\5.03958142/=16.012979LV A2=0.6908 m/s V A4=0.32871m/s4ω=1.047634rad/sV A4A3=0.60758m/s V B4 m/s V C5=a A2=4.338224m/s 2aA3=4.338224 m/s 2 a A4A3k 2=m/s =5.03958142m/s 2=5.05351276m/s 2α4=16.012979a B5=8.6709124m/s 22,a B5 = a B4 =a A4·L O4B/L O4A=8.6709124m/s2对构件5：: a C5= a B5+ a C5B5n+ a C5B5τ大小: ？√√？方向：∥xx √C→B ⊥CB取加速度极点p’，加速度比例尺μa=0.04（m/s2）/mm。
作加速度多边形如上图所示。
得：2,=2ΣM o2=m3.5虚位移原理所有外力的功率和为0，Np+N i6+N G4+N i4+N M=0Np=|P||V c|cos180°=-7000*0.7497054=-5247.9378N i6=|F i6||V c|cos180°=-41.014548*0.7497054=-30.7488281 N G4=0.5|G4||V B°N i4=|F i4||V i4|cos120.7647809°N M=M bω2把数据代入上式，得平衡力矩M b=842.01772714、飞轮机构的设计：以曲柄为等效构件，求系统的等效转动惯量Je（不能忽略不计）。