1、齐齐哈尔大学普通高等教育机械原理课程设计题目题号： 牛头刨床学 院： 机电工程学院专业班级： 机电 131 班学生姓名： 迟涵威指导教师： 包丽2015 年 6 月 21 日齐齐哈尔大学机械电子工程专业机械原理课程设计任务书一 设计题目：牛头刨床给定数据及要求设计内容 导 杆 机 构 的 运 动 分 析符号 n2 l0204 l02A l04B lBC l04S4 XS6 YS6单位 r/min mm 60 380 110 540 0.25 l04B0.5l04B 240 50 64 350 90 580 0.30 l04B0.5l04B 200 50方案 72 430 110 810 0.3
2、6 l04B0.5l04B 180 40设计内容 导 杆 机 构 的 运 动 分 析符号 G4 G6 P YP JS4单位 N mm kgm2 200 700 7000 80 1.1 220 800 9000 80 1.2方案 220 620 8000 100 1.2二 应 完 成 的 工 作1 画 出 机 构 的 运 动 简 图 ， 并 作 机 构 两 个 位 置 的 速 度 、 加 速 度多 边 形 。2 设 计 说 明 书 一 份 。目 录摘要4一、设计任务5.二、工 作 原 理 及 工 艺 动 作 过 程 .5三、导杆机构的运动分析71、设计数据.72、机构运动简图73、速度分析.94
3、、加速度分析.105、动态静力分析.15总结.19参考文献.204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对不同设计方案的施行自行设计。每组各自选择一个相互不同的位置，独立绘制运动简图，进行速度、位移以及机构受力分析，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
4、个比较完整的概念。5一、设计任务机械原理课程设计的任务是对机器的主体机构进行运动分析，并根据给定的机器的工作要求，在此基础上进行相关设计。任务为：按照第一方案设计各个主体机构的简单绘图，绘制必要的图纸和编写说明书等。二、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
5、没有切削阻力。切削阻力如图(b）所示。6O2AO4xys6s3Xs6C BYs6234567n2 Fr YFr图（1-1）F rx0 . 0 5 H 0 . 0 5 HH( b )7三、导杆机构的运动分析1、设计数据：设计内容 导 杆 机 构 的 运 动 分 析符号 n2 l0204 l02A l04B lBC l04S4 XS6 YS6单位 r/min mm方案 60 380 110 540 0.25 l04B 0.5l04B 240 502、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
6、 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、312 等，是由位置 1 起，顺2 方向将曲柄圆作 12 等分的位置（如下图） 。8图 1-2 取第I方案的第4位置和第9位置（如下图1-3） 。9图 1-33. 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 =lms01.对 A 点： = + 4AV3AV34AV方向： /BO2BO大小： ？ ？= =4AVl4pa smms67329.02.67301. 10= =4AOlV4 srms3841.486.067329.0= =34Al43a sms15632.02.56.
7、V = V = =5B4BOl4s73.0对于 C 点： = + CBVCBV方向： / X4大小： ？ ？= =CVlpcms01. sm74908.08.749= =CBlbc. 5.5.= =5bclusr362.0速度分析图：图 1-44.加速度分析 选取加速度比例尺为 =ams201.对于 A 点：11= + = + + 4Aan4tAa43AakAa34 34rAa方向： A A / OB2OBO大小： ？ ?由于 = = =2 =3Aa2AOl2346.smKAa3443AV280.sm= = 已知，n4491750根据加速度图 1-5 可得：= = ， = = 。tAa4anl
8、26.smrAa34akl2981.sm= = , = / =0.363626 。42BO40815CBVr另外还可得出： = = Ba4AOl20148.s= =nCBa25l201785.sm对于 C 点 = + + CaBanCBtCBa方向：/ B CB X4O大小： ？ ？ 由 = = , = = 已知，nCBa25BCl201785.smBa4AOBl20148.sm根据根据加速度图可得：= = ， = =Cacpl261783.0stCBacnl2934.0s加速度分析图：12图 1-53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 =lms01.对 A
9、点： = + 4AV3AV34AV方向： /BO2BO大小： ？ ？= =4AVl4pa smms32894.094.32801. = =4AOl4 r.15.3289.= =34Vl43a smms6078249.8249.60701. V = V = =5B4BOl4 s53.对于 C 点： = + CBVCBV13方向： / XBO4BC大小： ？ ？= =CVlpcms01. sm5183.083.51= =CBlbc. 467.67.4= =5bclusr06427.1速度分析图：图 1-6(b)加速度分析 选取加速度比例尺为 =ams201.14对于 A 点：= + = + + 4
10、an4tAa43AakAa34 34rAa方向： A A / OB2OBO大小： ？ ?由于 = = =2 =3Aa2AOl2346.smKAa3443AV26918.sm= = 已知，n44810根据加速度图 1-7 可得：= = ， = =tAa4anl25973.2smrAa34akl2410678.2sm= =4BO4另外还可得出： = = Ba4AOBl2096.s= =nC251.m对于 C 点 = + + aBanCBtCBa方向：/ B CB X4O大小： ？ ？ 由 = = , = = 已知，nCBa25BCl219.0smBa4AOBl2096.sm根据根据加速度图可得：=
11、 = ， = =Cacpl24706.stCBacnl25369.0s加速度分析图：15图 1-75. 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 18 所示。图 1-8已知 G6=700N，又 ac=ac5=4.2475055m/s2,那么我们可以计16算FI6=- G6/gac = - (700/9.84.2475055)= - 303.393565N设 与水平导轨的夹角为 ，可测得 的大小为45RF 2.678由 , 可计算0cos456RIXF0sin6456GFRY出 , 132.045RF9871.6分离 3,4 构件进行运
12、动静力分析，杆组力体图如图 1-9 所示图 1-9已知： FR54=FR45=303.717328N，G4=200N由此可得： FI4 = - G4/g a4 = - 44.99051mNJMSI /901.85.144 17根据 ， 042343542414 hFMhFhGMRIRIO其中 ， ， ， 分别为 , , , 作用于 的距离1h23GI5O（其大小可以测得） ，可以求得：=609.753093N。23RF作力的多边形如图 1-10 所示图 1-10由图 1-10 可得：= 250.04 N4IRF对曲柄 2 进行运动静力分析，作组力体图如图 1-11 所示，18图 1-11作用于
13、 的距离为 h，其大小为 0.0523612m32RF2O所以曲柄上的平衡力矩为：，方向为逆时针。mNhMR/094.133219总 结通过本次课程设计，我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，我将不断培养自己的合作能力。
14、我们全组同学都能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。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。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20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学习。参考文献1、 机械原理 /孙恒、陈作模、葛文杰主编第七版2、 机械原理课程设计指导书 /王湘江、何哲明主编
