1、設計數據.21、概 述1.1 牛頭刨床簡介.41.2 運動方案分析與選擇52、導桿機構的運動分析2.1 位置2的速度分析62.4 位置2的加速度分析72.3 位置4的速度分析102.4 位置4的加速度分析113、導桿機構的動態靜力分析3.1 位置2的慣性力計算123.2 桿組5,6的動態靜力分析123.3 桿組3.4的動態靜力分析133.4 平衡力矩的計算.141.概 述一、機構機械原理課程設計的目的：機械原理課程設計是高等工業學校機械類專業學生第一次較全面的機械運動學和動力學分析與設計的訓練，是本課程的一個重要實踐環節。其基本目的在于：（）進一步加深學生所學的理論知識，培養學生獨立解決有關本

2、課程實際問題的能力。（）使學生對于機械運動學和動力學的分析設計有一較完整的概念。（）使學生得到擬定運動方案的訓練，并具有初步設計選型與組合以及確定傳動方案的能力。（）通過課程設計，進一步提高學生運算、繪圖、表達、運用計算機和查閱技術資料的能力。二、機械原理課程設計的任務：機械原理課程設計的任務是對機械的主體機構（連桿機構、凸輪機構、齒輪機構以及其他機構）進行設計和運動分析、動態靜力分析，并根據給定機器的工作要求，在此基礎上設計凸輪、齒輪；或對各機構進行運動分析。要求學生根據設計任務，繪制必要的圖紙，編寫說明書。三、械原理課程設計的方法：機械原理課程設計的方法大致可分為圖解法和解析法兩種。圖解法

3、幾何概念較清晰、直觀；解析法精度較高。根據教學大綱的要求，本設計主要應用圖解法進行設計。1.1牛頭刨床的簡介一 機構簡介：機構簡圖如下所示： 牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機床，如上圖所示。電動機經皮帶和齒輪傳動，帶動曲柄2和固結在其上的凸輪8。刨床工作時，由導桿機構1-2-3-4-5-6帶動刨頭6和刨刀7作往復運動。刨頭右行時，刨刀進行切削，稱工作行程，此時要求速度較低并且均勻，以減少電動機容量和提高切削質量；刨頭左行時，刨刀不切削，稱空回行程，此時要求速度較高，以提高生產效率。因此，刨床采用具有急回特性的導桿機構。刨刀每切削完成一次，利用空回行程的時間，凸輪8通過四桿機構1-9-10-1

4、1與棘輪帶動螺旋機構（圖中未畫），使工作臺連同工件作一次進給運動，以便刨刀繼續切削。1.2運動方案分析與選擇運動機構簡圖方案分析:1. 機構具有確定運動.自由度為F=3n-(2Pl+Ph)=3×5-(2×7+0)=1;2. 通過曲柄帶動擺桿導桿機構和滑塊使刨刀往復運動,實現切削功能,能滿足功能要求.3. 工作性能,工作行程中刨刀速度較慢,變化平緩,符合切削要求,擺動導桿機構使其有急回作用,可滿足任意行程速比系數k的要求;4. 傳遞性能,機構傳動轉角為90°,傳動性能好,能承受較大的載荷,機構運動鏈較長,傳動間隙較大;5. 動力性能,傳動平穩,沖擊震動較小6. 結構

5、和理性,結構簡單合理,尺寸和質量也較小,制造和維修也較容易7. 經濟性,無特殊工藝和設備要求,成本較低.綜上所述,選該方案.2導桿機構的運動分析（位置 2 號和 4 號）（選擇方案一）設 計內 容導 桿 機 構 的 運 動 分 析導桿機構的動態靜力分析符號n2L0204L02AL04BLBCL04S4XS6YS6G4G6PYPJS4單位r/minmmNmmkgm2方案603801105400.25L04B0.5L04B240502007007000801.164350905800.3L04B0.5L04B200502208009000801.2724301108100.36L04B0.5L04

6、B1804022062080001001.22.1 位置2的速度分析 數據：n2=60r/min,LO2O4=380mm,LO2A=110mm,LO4B=540mm,LBC=0.25LO4B,LO4S4=0.5LO4B對位置2：選取尺寸比例尺l=0.001m/mm，作機構運動簡圖。Lo4A=0.41899m速度分析：取構件3和4的重合點（A2，A3，A4）進行速度分析。對構件2：VA2=2·LO2A=（60X2）/60x0.11=0.69 m/s對構件3：構件3和構件2在A處構成轉動副，VA3=VA2=0.69 m/s對構件4：VA4=VA3+VA4A3大小： ？ 0.69 ？方向：

7、AO4 AO2 / AO4取速度極點P，速度比例尺v =0.01（m/s）/mm。作速度多邊形如下圖所示。得：VA4=0.3237m/s，= VA4/ LO4A=0.3237/0.41899=0.7727 rad/sVA4A3=0.60932m/s（A指向o2）VB4 = X LO4B=0.7727*0.54=0.4172 m/sVB5 = VB4=0.6477 m/s對構件4：VC5=VB5+VC5B5大小： ？ 0.6477 ?方向：/XX o4B CB取速度極點P，速度比例尺v =0.01（m/s）/mm。作速度多邊形如上圖所示。得：VC5=0.39837 m/s2.2 位置2的加速度分

8、析對構件2：aA2=w2 ²·LO2A=6.28*6.28*0.11=4.338224 m/s²對構件3：構件3和構件2在A處構成轉動副，aA3= aA2=4.338 m/s²對構件4：aA4= a A4n + a A4= aA3+ a A4A3k + a A4A3r大小：? 42lO4A ? ? 方向：? BA O4B AO2 O4B /O4B 取加速度極點p，加速度比例尺a=0.01（m/s²）/mm。a A4A3k= 24A4 A3=2*0.7727*0.60932=0.94164 m/s²=0.7727*0.7727*0.41

9、899=0.2502 m/s²作加速度多邊形如上圖所示。得：= 2.8894 m/s² ， =2.90m/s²2.8894/0.41899=6.89676.896*0.54=3.72384 m/s²0.7727*0.7727*0.54=0.3324m/s對構件5：: aC5= aB5 n + aB5 t+ aC5B5n+ aC5B5大小: ？ ？ 方向： xx BO4 BO4 CB CB取加速度極點p，加速度比例尺a=0.01（m/s²）/mm。作加速度多邊形如上圖所示。得：=3.7368m/s²,=3.7368m/s²計算

10、結果Lo4A=0.41899mVA2=0.69 m/sVA4=0.3237m/s =0.7727 rad/sVA4A3=0.60932m/sVB4=0.4172 m/sVC5=0.39837 m/s aA2=4.338 m/s²aA3=4.338 m/s²a A4A3k=0.94164 m/s²=0.2502 m/s= 2.8894 m/s² =2.90m/s²6.8967a B4=3.72384 m/s²a B4n=0.332 =23.7368 m/s²,2.3 位置4的速度分析 數據：n2=60r/min,LO2O4=3

11、80mm,LO2A=110mm,LO4B=540mm,LBC=0.25LO4B,LO4S4=0.5LO4B對位置4：選取尺寸比例尺l=0.001m/mm，作機構運動簡圖。Lo4A=0.48633m速度分析：取構件3和4的重合點（A2，A3，A4）進行速度分析。對構件2：VA2=2·LO2A=（60X2）/60x0.11=0.69 m/s對構件3：構件3和構件2在A處構成轉動副，VA3=VA2=0.69 m/s對構件4：VA4=VA3+VA4A3大小： ？ ？方向：AO4 AO2 / AO4取速度極點P，速度比例尺v =0.01（m/s）/mm。作速度多邊形如下圖所示。得：VA4=0.

12、0.67212m/s，= VA4/ LO4A=0.67212/0.48633=1.382 rad/s（順時針）VA4A3=0.15607m/s（A指向o2）VB4 = X LO4B=1.382*0.54=0.74628 m/sVB5 = VB4=0.74628m/s對構件4：VC5=VB5+VC5B5大小： ？ ?方向：/XX o4B CB取速度極點P，速度比例尺v =0.01（m/s）/mm。作速度多邊形如上圖所示。得：VC5=0.74845 m/s2.4 位置4的加速度分析對構件2：aA2=w2 ²·LO2A=6.28*6.28*0.11=4.338224 m/s

13、78;對構件3：構件3和構件2在A處構成轉動副，aA3= aA2=4.338 m/s²對構件4：aA4= a A4n + a A4= aA3+ a A4A3k + a A4A3r大小：? 42lO4A ? ? 方向：? BA O4B AO2 O4B /O4B 取加速度極點p，加速度比例尺a=0.01（m/s²）/mm。a A4A3k= 24A4 A3=2*1.382*0.15607=0.4314 m/s²=1.382*1.382*0.48633=0.92889 m/s²作加速度多邊形如上圖所示。得：= 0.5498m/s² ， =1.1079m

14、/s²0.5498/0.48633=1.13051.1305*0.54=0.61407 m/s²1.382*1.382*0.54=1.03136m/s對構件5：: aC5= aB5 n + aB5 t+ aC5B5n+ aC5B5大小: ？ ？ 方向： xx BO4 BO4 CB CB取加速度極點p，加速度比例尺a=0.01（m/s²）/mm。作加速度多邊形如上圖所示。得：=0.6176m/s²,=0.6176m/s²Lo4A=0.48633mVA2=0.69 m/sVA4=1.382rad/sVA4A3=0.15607m/sVB4 =0.74

15、628 m/sVC5=0.74845 m/s aA2=4.338 m/s²aA3=4.338 m/s²a A4A3k=0.4314m/s²=0.92889m/s=0.5498m/s² =1.1079m/s²1.1305a B4=0.61407 m/s²a B4n=1.03136m/s =0.6176 m/s²,3、導桿機構的動態靜力分析（位置2號）數據：G4=200N，G6=700N，P=7000N, JS4=1.1 kg.m2位置2： 對各構件進行受力分析，按靜定條件將機構分解為兩個基本桿組及作用有未知平衡力的構件2，并有

16、桿組進行分析。3.1 位置2的慣性力計算對構件4: 慣性力FI4=m4·aS4=(G4/g)·aS4=200/9.8*1.868=38.112N，對構件6: 慣性力FI6=m6·aC6=(G6/g)·aC6=700/9.8*3.718=265.57N，3.2 桿組5,6的動態靜力分析示力體力多邊形 又F=P+G6+FI6+FR45+FR16=0，作為多邊行如圖所示，µN=10N/mm。由力多邊形可得： FR45=FR45·µN=10*727.9=7279N FR16= FR16·µN=10*104.42=1044.2N3.3 桿組3,4的動態靜力分析示力體如下圖MS4=JS4·S4 =7.579N·m(逆時針)對O4點取矩得：M o4=FR54*hO4B+MS4+FI4*hls4A+G4 c