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1、机械原理课程设计计算说明书设计题目：牛头刨床设计学校：院（系）：机械工程系班级：姓名：学号：指导教师:则由图1-4知，取5构件为研究对象,列速度矢量方程，得1)C5 -1)B5+ UC5B5大小 ？ J ?方向导轨(向右)o4b bc其速度多边形如图1-4所示，有i)c=PC , |iv=3.75m/s取曲柄位置“7, ”进行加速度分析,分析过程同曲柄位置“3” .取曲柄 构件3和4的重合点A进行加速度分析.列加速度矢量方程,得n1nkY3a4=a A4 +a A4= a A3+ a A4A3+a A4A3大小 ？C042104A?v 2cO41)A4A3 ?方向 ？ B-A 04BA-02_
2、L04B (向右)CUB (沿导路)取加速度极点为P,加速度比例尺因二0.05 (m/s2) /mm,作加速度多边形图 1-5图1-5则由图 115 知, a =C0421o4a=0.1 76 m/s2ha4A3K=2g)4Ua4 a3=0.7 18 m/s2aA3n=4.043 m/s2用加速度影象法求得hb= ha4 x1o4b/1o4a=4.35m/s2取5构件的研究对象，列加速度矢量方程，得ac = hb+acBn+acBT大小 ？ V V?方向导轨 7 C-B BC其加速度多边形如图15所示，有ac = pc*|ia = 4,3 m/s23、机构动态静力分析取“7, ”点为研究对象，
3、分离5、6构件进行运动静力分析，作，组示 力体如图16所示。图16已知G6=800N,又ac= 4.3m/s2,可以计算Pi6=- (G6/g) xac =-(800/9.8) x4.3=-351N又 F=P+G6+Pi6+N45+Ni6=0,作为多边行如图7 所示，|jN=80N/mm。图1-7由图7力多边形可得：N45Ni6分离2, 3构件进行运动静力分析，杆组力体图如图1-8所示，在图中,由三力汇交定理得：作力的多边形如图1-9所示，pN=80N/mmo图1-9对曲柄2进行运动静力分析，作曲柄平衡力矩如图1-10所示,图 1-10三、摆动滚子从动件盘形凸轮机构的设计（详情见A3图纸）（一
4、）已知条件、要求及设计数据1、已知：摆杆9为等加速等减速运动规律，其推程运动角，远休止角中 s，回程运动角，如图8所示，摆杆长度1O9D，最大摆角3max，许用压力 角a）（见下表）；凸轮与曲柄共轴。2、要求：确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径画出凸轮实 际廓线。3、设计数据：设计内容符号数据单位凸轮机构 设计力max15OlOqD135mm38O70Os1()O，700ro45mmI0209150mm（二）设计过程选取比例尺，作图Li 1二Imm/nini。1、取任意一点O2为圆心，以作ro二45nlm基圆；2、再以02为圆心，以10209/口尸150mm为半径作转轴圆；3、在转轴圆上02
5、右下方任取一点09；4、以09为圆心，以&d/口尸135mm为半径画弧与基圆交于D点。O9D即 为摆动从动件推程起始位置，再以逆时针方向旋转并在转轴圆上分别画出 推程、远休、回程、近休，这四个阶段。再以11.6对推程段等分、11.6。对回程段等分（对应的角位移如下表所示），并用A进行标记，于是得到 了转轴圆山的一系列的点，这些点即为摆杆再反转过程中依次占据的点， 然后以各个位置为起始位置，把摆杆的相应位置什画出来，这样就得到了凸轮理论廓线上的一系列点的位置，再用光滑曲 线把各个点连接起来即可得到凸轮的外轮廓。5、凸轮曲线上最小曲率半径的确定及滚子半径的选择（1）用图解法确定凸轮理论廓线上的最小
6、曲率半径外加：先用目测法估计 凸轮理论廓线上的夕mm的大致位置（可记为A点）；以A点位圆心，任选 较小的半径r作圆交于廓线上的B、C点；分别以B、C为圆心，以同样的 半径r画圆，三个小圆分别交于D、E、F、G四个点处，如下图9所示； 过D、E两点作直线，再过F、G两点作直线，两直线交于O点，则O点 近似为凸轮廓线上A点的曲率中心，曲率半径夕抽。南；此次设计中，凸 轮理论廓线的最小曲率半径4汨。0FB图9(2)凸轮滚子半径的选择(rT)凸轮滚子半径的确定可从两个方向考虑：几何因素一一应保证凸轮在各个点车的实际轮廓曲率半径不小于15mm。对于凸轮的凸曲线处P = Pcf，对于凸轮的凹轮廓线夕=+G
7、(这种情况可以不用考虑，因为它不会发生 失真现象)；这次设计的轮廓曲线上，最小的理论曲率半径所在之处恰为凸 轮上的凸曲线，则应用公式：p = x?min - rT rT pmm - 5 = 21mm ;力学因 素一一滚子的尺寸还受到其强度、结构的限制，不能做的太小，通常取 % 底及4.5% 22.5mm。综合这两方面的考虑，选择滚子半径为 rT=15mmo得到凸轮实际廓线，如图10所示。图10U!1、机械原理/孙恒，陈作模，葛文杰主编一一六版一一北京2006. 52、理论力学1/哈尔滨工业大学理论力学研究室编一一六版一一北京 2002. 83、机械原理课程设计指导书/罗洪田主编一一北京1986
8、. 10五、心得体会通过本次课程设计，加深了我对机械原理这门课程的理解，同时我也对 机械运动学和动力学的分析与设计有了一个较完整的概念，培养了我的表 达，归纳总结的能力。在设计过程中，我与同学们的交流协作，让我深刻 的感受到“团结就是力量”这句话的真实意义。一次实践就有一次收获， 我很感谢学校能给我们这些机会体验锻炼自己，让我们将来更有信心在社 会立足。最后，衷心的感谢靳龙、罗锡荣老师在整个设计过程中的帮助与 指导，是他们，我们才能圆满的成功结束。六、附件1、设计图纸共2张（Al A3各一张）2、计算说明书电子文档（1份）指导老师签名：年 月 日目录:1、 课程设计任务书2(1)工作原理及工艺
9、动作过程2(2)原始数据及设计要求3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对位置11点进行速度分析和加速度分析6对位置点进行速度分析和加速度分析8(3)对位置7点进行动态静力分析113、摆动滚子从动件盘形凸轮机构的设计124、参考文献165、心得体会166、附件17一、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
10、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，)0.05H0.05H h H22v(b)2.原始数据及设计要求设计内容导杆机构的运动分析符号n2。2。4o2aLbc4s 4/6单位r/minmm方案II64350905800.3LorC/40504 320050已知 曲柄每分钟转数 2,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（
11、详情见A1图纸）1.画机构的运动简图1、以04为原点定出坐标系，根据尺寸分别定出02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V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3 2方向将曲柄圆作12等分的位置（如下图）。下图）。h/2取第n方案的第ii位置和第7，位置（如下图）。2、机构运动分析(1)曲柄位置“11”速度分析，加速度分析(列矢量方程，画速度图，加速度图)取曲柄位置“11”进行速度分析。因构件2和3在A处的转动副相连, 故Va2二VA3，其大小等于W2I02A,方向垂直于02A线
12、，指向与C02一致。32=2兀 112/6O rad/s=6.702rad/si)a3=ua2=32 lo2A=6702x009m/s=0603m/s ( 02A)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UA4= UA3+ BA4A3大小 ？ J ?方向 o4b o2a cub取速度极点P,速度比例尺pv=0.02(m/s)/mm，作速度多边形如图1-2图1-2取5构件作为研究对象，列速度矢量方程，得DC =VB +VCB大小 ？J?方向XX(向右)o4bBC取速度极点P,速度比例尺 产0.02(m/s)/mm,作速度多边行如图1-2。Pb=P a4 , O4B/ C)4A=68
13、.2 mm贝|J 由图 1-2 知，DC=PC - v=0.68m/s加速度分析：取曲柄位置“11”进行加速度分析。因构件2和3在A点处的转动副相 连，故屋2 = 4；3,其大小等于2%2A,方向由A指向02。co2=6.702rad/s,=co224o2a=6.7022x0.09 m/s2=4.042m/s2取3、4构件重合点A为研究对象，列加速度矢量方程得：aA4 = a A4 + aA4I=aA3n +aA4A3K+aA4A3V大小：？C042 1 04A? N2341)A4 A3?方向：？ BA 104BA一0204B (向右)CUB (沿导路)取加速度极点为P,加速度比例尺因=0.0
14、5 (m/s2) /mm, Q：4=g21o4A=0.041 m/s2aA4A3K=24UA4 a3=0417 m/s2aA3n=4.043 m/s2作加速度多边形如图1-3所示图1 3则由图3知，取5构件为研究对象，列加速度矢量方程，得3c= 3b+ HcB，a cB大小 ？JJ?方向导轨V C-B BC由其加速度多边形如图13所示,有ac =pc-|ia=3.925m/s2(2)曲柄位置“7, ”速度分析，加速度分析(列矢量方程，画速度图，加速度图)取曲柄位置“7, ”进行速度分析，其分析过程同曲柄位置“ 11”。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UA4= UA3+ BA4A3大小 ？ J ?方向 1o4b o2a cub取速度极点P,速度比例尺|Liv=0.01(m/s)/mm,作速度多边形如图1-4。Pb=P a4 O4B/ C)4A=39.3 mm