机械原理课程设计牛头刨床说明书

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目录

一、课程设计任务书 .............................................................................................................................. 4 1. 工作原理及工艺动作过程 ............................................................................................................. 4 2．原始数据及设计要求 .................................................................................................................... 5 二、设计说明书 ...................................................................................................................................... 6 1．画机构的运动简图 ........................................................................................................................ 6 2. 对位置4点进行速度分析和加速度分析 ...................................................................................... 8 3．对位置9点进行速度分析和加速度分析 .................................................................................. 11 速度分析图： .................................................................................................................................... 12 4. 对位置9点进行动态静力分析 ................................................................................................... 14 心得体会 ................................................................................................................................................ 18 谢辞 ........................................................................................................................................................ 19 参考文献 ................................................................................................................................................ 20

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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 6 s6 Xs 6 B 5 3 A Y

C s6 2 O2 Fr 7 YFr n2 s3 4 O4 图（1-1）

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Fr0.05HH(b)0.05Hx

2．原始数据及设计要求

设计内导杆机构的运动分析 容 符号 单位 n2 r/min LO2O4 LO2A LO4B LBC LO4S4 xS6 xS6 mm 380 110 0 0.25LOB 0.5LOB 240 50 44方案I 60

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。

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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）。

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图1-2

取第I方案的第4位置和第9位置（如下图1-3）页脚内容7

。

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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=0.001smm

对A点： VA = VA + VAA

4343m方向：BO4 O2A //O4B 大小： ？ √ ？

VA4=lpa4=0.001msmm673.239mm0.673239m s页脚内容8

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4=

VA4lO4A=

0.673239ms1.38431r 0.486334mmsVA4A3=lla3a4=0.001ms156.326mm0.156326m mmsVB= VB=4lOB=0.747530ms

4

对于C点： VC = VB + VCB 方向： //XX' O4B BC 大小： ？ √ ？

VC=llpc=0.001smm749.708mm0.749708ms V=llbc=0.001smm49.05mm0.04905ms

CBmm 5=

VCB=0.363626rs ullbc 速度分析图：

图 1-4

2(b)加速度分析 选取加速度比例尺为a=0.001smm

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对于A点：

ntkraA4= aAa + = + + aaaAAAAA34A34443方向： A→O4 O4B A→O2 O4B //O4B 大小： √ ？ √ √ ? 由于aA=22lOA=4.34263m32s2K aA=0.432808mA=24VAA4343s2

2nlOA=0.931975m=aA444s2 已知，

根据加速度图1-5可得：

atA4=alna=0.9416m''s2rm2。 ， aAA=alka=3.29811243''s2aA4=4lO4B=1.081866ms2, 5=VCB/lBC=0.363626rs。

lO4BlO4A另外还可得出：aB=aA4=1.201248m2

ss2n

aCB=52lBC=0.01785m

对于C点

ntaC = aB + aCB + aCB

方向：//XX' B→O4 C→B BC 大小： ？ √ √ ？

n

由aCB=52lBC= 0.01785ms2,aB=aA4lO4BlO4A=1.201248m2已知，

s根据根据加速度图可得：

aC=alp'c'=0.617683ms2t

，aCB=aln''c'=0.9942344m2

s

加速度分析图：

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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=0.001smm

对A点： VA = VA + VAA

4343m方向：BO4 O2A //O4B 大小： ？ √ ？

VA4=lpa4=0.001ms328.9949mm0.32949m mms1.044034r 0.315119mms4=

VA4lO4A=

0.32949msVA4A3=lla3a4=0.001ms607.82497mm0.60782497m mmsVB= VB=4lOB=0.56377824ms

4

对于C点： VC = VB + VCB

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方向： //XX' O4B BC 大小： ？ √ ？

VC=llpc=0.001smm551.8355mm0.5518355ms V=llbc=0.001smm143.6768mm0.1436768ms

CBmm 5=

VCB=1.027rs ullbc速度分析图：

图 1-6

2(b)加速度分析 选取加速度比例尺为a=0.001smm

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对于A点：

ntkraA4= aAa + = + + aaaAAAAA34A34443方向： A→O4 O4B A→O2 O4B //O4B 大小： √ ？ √ √ ? 由于aA=22lOA=4.34263m324s2K aA=1.26918m2 A=24VAA4343s2nlOA=0.343.4818m=aA44s2 已知，

根据加速度图1-7可得：

atA4=alna=2.973m''s2rm2 ， aAA=alka=2.410617843''s2aA4=4lO4B=2.57293ms2

lO4BlO4A另外还可得出：aB=aA4=4.4090669ms2s2

n

aCB=52lBC=0.152911m

对于C点

ntaC = aB + aCB + aCB

方向：//XX' B→O4 C→B BC 大小： ？ √ √ ？

n

由aCB=52lBC= 0.152911ms2,aB=aA4lO4BlO4A=4.4090669ms2已知，

根据根据加速度图可得：

aC=alp'c'=4.247506ms2t

，aCB=aln''c'=0.5366925ms2

加速度分析图：

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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ac=ac5=4.2475055m/s2,那么我们可以计算页脚内容14

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FI6=- G6/g×ac = - (700/9.8×4.2475055)= - 303.393565N

设FR45与水平导轨的夹角为，可测得的大小为2.56785  由

FXFI6FR45cos0 ,

FYFR6FR45sinG60可计算出

FR45303.717328 , FR6685.98071

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： FR=FR45=303.717328N，G4=200N 由此可得： FI4 = - G4/g × a4 = - 44.99051 MI4JS441.18.0918558.901N/m

根据MO4G4h1FI4h2FRh3MI4FR23h40，

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其中h1，h2，h3，h4分别为G4,FI4,FR,FR23作用于O4的距离（其大小可以测得），可以求得：

FR23=609.753093N。

作力的多边形如图1-10所示

图 1-10

由图1-10可得： FR= 250.04 N

I4对曲柄2进行运动静力分析，作组力体图如图1-11所示，

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图 1-11

FR32作用于O2的距离为

h，其大小为0.0523612m

所以曲柄上的平衡力矩为：

MFR32h13.0924N/m，方向为逆时针。

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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.

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谢辞

本论文是在亲自指导下完成的。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！

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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

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15.《机械设计学》黄靖远，龚剑霞，贾延林主编. 北京：机械工业出版社， 1999

16.《 机械设计手册》徐灏，第二版. 北京：机械工业出版社， 2000

17.《设计方法学》黄纯颍主编，机械工业出版社 18.《机械传动设计手册》江耕华等主编，煤炭工业出版社 19. 《机械原理》（第六版） 孙 桓 等 主编 高等教育出版社 20.《机械原理课程设计指导书》 罗洪田 编著 高等教育出版社 21.《机械原理教学大纲》 制定人张荣江 22. 机械原理 郑文经 吴克坚等 主编

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