数控机械获奖作品推荐 设计牛头刨床摆动导杆机构
牛头刨床主传动机构设计
目录一、牛头刨床主传动机构设计二、机械系统运动方案的拟定三、所选机构的运动分析与设计四、所选机构的动力分析与设计五、设计原理说明六、参考文献七、心得体会一课程设计题目1题目：牛头刨床主传动机构设计2设计数据：3课程设计要求牛头刨床主传动机构的设计，要求将电动机输出的旋转运动动转换为刨刀的直线运动。
整个行程中，工作行程要求速度较低，以提高切削质量。
工作行程结束后，为提高工作效率，需要有急回运动，整个机构要求简洁实用。
二机械系统运动方案的拟定方案一：电动机输出转速经变速箱变速到达齿轮带动齿轮转动，同时通过齿轮轴带动圆弧齿轮转动，工作行程结束或由附属的弹簧机构将刨刀迅速拉回工作开始位置。
评价：该机构为齿轮传动机构，传动精确稳定，机会性较好，但工作冲击较大，且圆弧齿轮与齿条初始咬合时，冲击较大因而机构寿命短，维修保养费用高。
方案二：电动机带曲柄，曲柄带动连杆，连杆带动滑块直线运动。
评价：该方案机构设计简单，传动性能价差，不宜承受较大的工作阻力，急回性能不够好，效率较低不宜选用。
方案三：电动机带动曲柄，曲柄带动滑块移动滑块带动摇杆摆动，摇杆带动另一滑块直线运动。
评价：该方案的工作性能相当好，无论从传动性还是急回性。
精确性上相比较，都很合适。
三所选机构的运动分析与设计取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（如上图）。
取第Ⅱ方案的第4位置和第10位置（如上图）速度分析以速度比例尺:(0.01m/s)/mm和加速度比例尺:( 0.01m/s²)/mm用相对运动的图解法作该两个位的置的速度多边形和加速度多边形如下图，位置要求图解法结果位置4点v c（m/s）0.7834359597各点的速度，加速度分别列入表中项目位置ω2ω4V A4V B V c位置4点 6.702064328 1.348969140.59029003610.78240210120.7834359597位置10点6.7020643281.1079133630.32485684910.64258975080.635476693单位1/s 1/s m/s四所选机构的动力分析与设计设计数据矢量图解法：由力多边形可知：F45=706.1099715NF I6=705.9209846 N对杆组示力体分析共受5个力分别为F`54,F23,F I4,G4,R14 ,其中F45,F54大小相等方向相反，方向沿C指向B，G4已知，方向竖直向下，惯性力F i S4大小可由运动分析求得，R23大小未知，方向垂直于杆4，R14大小方向均未知。
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。
机械毕业设计1157牛头刨床六杆机构运动分析程序设计
摘要在工程技术领域，经常会遇到一些需要反复操作，重复性很高的工作，如果能有一个供反复操作且操作简单的专用工具，图形用户界面就是最好的选择。
如在本设计中对于牛头刨床平面六杆机构来说，为了保证结构参数与运动参数不同的牛头刨床的运动特性，即刨刀在切削过程中接近于等速运动从而保证加工质量和延长刀具寿命，以及刀具的急回性能从而提高生产率，这样的问题如果能够通过设计一个模型平台，之后只需改变参量就可以解决预期的问题，这将大大的提高设计效率。
本设计中正是通过建立牛头刨床六杆机构的数学模型，然后用MA TLAB程序设计出一个友好的人机交互的图形界面，并将数学模型参数化，使用户只需改变牛头刨床的参数就可以方便的实现运动分析和运动仿真，用户可以形象直观地观察到牛头刨床的运动轨迹、速度变化及加速度变化规律。
关键词：牛头刨床六杆机构MA TLAB 运动仿真程序开发AbstractIn the engineering area, often repeatedly encountered some operational needs, repetitive highly, and if the operation can be repeated for a simple operation and dedicated tool graphical user interface is the best choice. As in the planer graphic design for six pole bodies, and campaigns to ensure the structural parameters of different parameters planer movement characteristics, planning tool in the process of cutting close to equal campaign to ensure processing quality and extended life cutlery and cutlery rush back to the performance enhancing productivity, If such issues can be adopted to design a model platform parameter can be changed only after the expected settlement, which will greatly enhance the efficiency of the design. It is through the establishment of this design planer six pole bodies mathematical model, and then use MATLAB to devise procedures of a friendly aircraft in the world graphics interface, and mathematical models of the parameters, so that users only need to change the parameters planer can facilitate the realization of movement analysis and sports simulation, Users can visual image observed in planer movement trajectories, speed changes and acceleration changes.Keywords：Planer 6 pole bodies MATLAB Campaign simulation Procedure development.目录1 绪论 (4)2牛头刨床六杆机构运动分析程序设计2.1 MA TLAB介绍 (5)2.2 MA TLAB的特点 (6)2.3 用MA TLAB处理工程问题优缺点 (7)3牛头刨床运动分析的模型3.1 基本概念与原理 (9)3.2 牛头刨床六杆机构的数学模型 (9)4 图形用户界面GUI4.1界面设计的原则 (13)4.2 功能要求 (16)4.3界面结构设计 (17)4.4 程序框图的设计 (19)5运动仿真程序界面设计与编程实现5.1 句柄图形体系 (21)5.1.1 图形对象、对象句柄和句柄图形树结构 (22)5.1.2 对象属性 (23)5.1.3 对象句柄的获取方法 (23)5.1.4 对象句柄的获取和设置 (25)5.2 主界面参数含义 (27)5.3 界面制作步骤 (27)6总结 (49)7致谢 (50)8参考书目 (51)9附录程序源代码 (52)1 绪论1.1本课题的意义机构运动分析是不考虑引起机构运动的外力的影响，而仅从几何角度出发，根据已知的原动件的运动规律（通常假设为匀速运动），确定机构其它构件上各点的位移、速度、加速度，或构件的角位移、角速度、角加速度等运动参数。
牛头刨床导杆机构的设计及运动分析
机械原理课程设计编程说明书设计题目：牛头刨床导杆机构的设计及运动分析（4）目录一、计任务及要求……………………………………………………二、数学模型的建立………………………………………………三、程序框……………………………………………………四、程序中符号说明…………………………………………五、程序清单及运行结果………………………………………六、课程设计总结………………………………………………七、参考文献………………………………………………牛头刨床导杆机构运动分析一、设计任务及要求:已知：牛头刨床的导杆机构的曲柄每分钟转速n2，各构件尺寸及重心位置，且报头导路x-x位于导杆端点B所作圆弧的平分线上。
数据如下表所示：设计内容导杆机构运动分析单位r/min mm符号n1 LO2O4LO2A LO4B LBE LO4S4数据70 400 95 800 ２５６４００要求：1、用c语言编写计算程序,对机构进行动态分析和动态显示。
2、上机调试程序并打印结果。
3、画出导杆4的角位移，角速度，角加速度的曲线。
4、编写设计计算说明书。
二、 数学模型的建立：ABCXa b d Z 2Z 1Z 3βαY该牛头刨床导杆机构为六杆机构，拆分成两个四杆机构：1）摆动导杆机构；2） 曲柄滑块机构。
求导杆4的角位移，角速度，角加速度，分析摆动导杆机构。
如图所示建立坐标。
三个向量构成封闭图形，所以可得：O Z Z Z =−→−+−→−-−→−342 （1）按复数形式可以写成：上式可以简化为,900)sin (cos )sin (cos )sin (cos 333︒==+++-+θθθϕϕααi d i b i a，求解得）式对时间求二阶导数将（得）对时间求一阶导数，将（联立解得）（）（相等得）式中实部、虚部分别根据（）（。
2)8)(sin()7)(cos(.2)6(sin 2)5(cos sin )4(),3(40sin sin 30cos cos 220)sin (cos )sin (cos )sin (cos 2242233ϕαωϕαωωαααϕϕαϕαθθϕϕααϕ--=-=++=+==+-=-=+++-+=a b v ad d a b a a d arctgd b a b a i d i b i a A ba)9](2)sin()cos([142224ωϕαωϕαξϕξA v a a b----==。
机械原理课程设计牛头刨床
设计题目：牛头刨床附图1：导杆机构的运动分析与动态静力分析附图2：齿轮机构的设计目录一.设计题目…………………………….……………………. .4二. 牛头刨床机构简介……………………………….………. .4三.机构简介与设计数据……………………………………. .. .5四. 设计内容…………….………………………….…………. .6五. 体会心得 (14)一、设计题目：牛头刨床1.）为了提高工作效率，在空回程时刨刀快速退回，即要有急回运动，行程速比系数在1.4左右。
2.）为了提高刨刀的使用寿命和工件的表面加工质量，在工作行程时，刨刀要速度平稳，切削阶段刨刀应近似匀速运动。
3.）曲柄转速在64r/min,刨刀的行程H在300mm左右为好，切削阻力约为9000N，其变化规律如图所示。
二、牛头刨床机构简介牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图4-1。
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5H的空刀距离，见图4-1，b），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，故需安装飞轮来减小主轴的速度波动，以提高切削质量和减小电动机容量。
三、机构简介与设计数据3.1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。
机械原理 课程设计---牛头刨床设计
机械原理课程设计---牛头刨床设计1.设计目的本设计旨在设计一台能够切削各种金属材料的牛头刨床。
该牛头刨床应具备高效率、高稳定性、切削精度高的特点，便于操作和维护。
2.设计原理牛头刨床是一种高速旋转的加工设备。
其主要原理是通过旋转锯齿式的切削工具，将工件表面上的金属材料逐渐削除，使得工件表面变得更加平整，并且加工出所需的形状和尺寸。
牛头刨床是一种中等负荷，高精度的机床。
牛头刨床通常由牛头床身、床身导轨、剪刀手柄、剪刀架、加工刀具等组成。
牛头刨床的加工过程是由电机驱动削刀旋转，刀架在滑轨的带动下来回作直线摆动，使牛头刨床作工件表面直线切削运动，从而切出工件所需的形状和尺寸。
3.设计要求3.1工件加工精度应达到5μm。
3.2牛头刨床的加工速度应达到1000mm/min。
3.3牛头刨床的集成度要高，结构紧凑，使用方便，易于维护。
3.4牛头刨床应能满足加工各种金属材料的需求。
3.5牛头刨床应具有高稳定性，能够保证工件加工的精度和表面质量。
4.设计方案4.1结构设计根据以上的设计要求，本设计方案选择使用牛头床身、床身导轨、剪刀手柄、剪刀架、加工刀具等组成。
牛头床身是整个牛头刨床的主要支撑结构，可以承受切削力和副作用力，保持机床的稳定性。
床身导轨主要用于支撑剪刀架和平台，保证刀架的平直移动。
剪刀手柄和剪刀架负责牛头刨床的切削过程，加工刀具可根据需要更换。
4.2电气控制设计本设计方案使用单片机控制系统，实现对牛头刨床的控制。
单片机通过输入脉冲信号，控制螺旋传动装置，从而改变刀具的进给量，达到精确控制切削深度和速度的目的。
4.3软件设计本设计方案采用Unigraphics NX软件进行电脑辅助设计。
对机床各零件进行三维建模，并进行机床的装配和结构分析。
5.结论通过本次牛头刨床的设计，可以使得产生出一款结构紧凑、使用便捷、高效率和高精度的机床。
在未来的制造业中，牛头刨床的应用前景非常广阔。
机械课程设计--牛头刨床导杆机构的运动分析、动态静力分析
青岛理工大学琴岛学院课程设计说明书课题名称：机械原理课程设计学院：机电工程系专业班级：机械设计制造及其自动化11-21班学号：学生：指导老师：2011年12月16日《机械原理课程设计》评阅书题目牛头刨床导杆机构的运动分析、动态静力分析学生姓名学号20110271023 指导教师评语及成绩指导教师签名：年月日答辩评语及成绩答辩教师签名：年月日教研室意见总成绩：室主任签名：年月日摘 要选取方案一，利用图解法对6点状态时牛头刨床导杆机构进行运动分析、动态静力分析，并汇总本方案所得各位置点的速度、加速度、机构受力数据绘制θθθθ----b M a v s ,,,曲线图。
进行方案比较，确定最佳方案。
将一个班级分为 3 组，每组12人左右，一组选择一个备选方案进行如下分析工作： 课程设计内容：牛头刨床导杆机构的运动分析、动态静力分析； （1）绘制机构运动简图（两个位置）； （2）速度分析、加速度分析；（3）机构受力分析（求平衡力矩b M ）； （4）绘制运动线图t M t a t v t s b ----,,,。
（上述四项作在一张0号图纸上目录青岛理工大学琴岛学院 (1)课程设计说明书 (1)摘要 (3)1设计任务 (5)2 导杆机构的运动分析 (6)3导杆机构的动态静力分析 (9)5总结 (12)6参考文献 (13)1设计任务一、课程设计的性质、目的和任务1．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教学环节。
其意义和目的在于：以机械系统运动方案设计为结合点，把机械原理课程设计的各章理论和方法融会贯通起来，进一步巩固和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，使学生对于机械运动学和动力学的分析和设计有一个较完整的概念，具备计算、制图和使用技术资料的能力。
2．课程设计的任务：机械原理课程设计的任务是对机器的主题机构进行运动分析。
牛头刨床机构分析及设计
设计题目：牛头刨床的设计一 机构简价与设计数据1．机构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，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 23456 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。
刨刀每切削完一次，利用空回行程的时间，凸轮 8 通过四杆机构 191011 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。
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，见图 41，b）， 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，故需安装飞轮来减小主轴的速度波动，以提高切削质量和减少电动机容量。
图1 牛头刨床机构简图及阻力曲线图2．设计数据 见表 1。
表 1 设 计 数 据导杆机械的运动分析导杆机构的动态静力分析n 2 l O2O4 l O2A l O4B l BC l O4S4 x S6 y S6 G 4 G 6 P y P J S4r/minmmNmm Kgm2Ⅰ 60 380 110 540 0.25 B l 04 0.5 B l 04 240 50 200 700 7000 80 1.1 Ⅱ 64 350 90 580 0.3 B l 04 0.5 B l 04 200 50 220 800 9000801.2 Ⅲ724301108100.36 B l 04 0.5 Bl 04 180402206208000 1001.2飞轮转动惯量的确定 凸轮机构的设计 齿轮机构的设计δn O5 z 1 z O ’ z 1’ J O2 J O1 J O3 J O5 φmax l O9D [α] δ0 δ01 δ0’d O5 d O3 m 12 m O31’α r/minKgm2° mm ° mm ° Ⅰ 0.15 1440 10 20 40 0.5 0.3 0.2 0.2 15 125 40 75 10 75 100 300 6 3.5 20 Ⅱ 0.15 1440 13 16 40 0.5 0.4 0.25 0.2 15 135 38 70 10 70 100 300 6 420Ⅲ0.16 1440 15 19 50 0.5 0.3 0.2 0.2 15 130 42 75 10 65 100 300 63.5 20二、设计内容1．导杆机构的运动分析已知： 曲柄每分钟转数 2 n ，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（见图 2）。
机械原理课程设计牛头刨床设计
机械原理课程设计实习报告一、设计任务二、牛头刨床简介及工作原理三、原始参数四、导杆机构的运动综合五、用解析法作导杆机构的运动分析六、导杆机构的动态静力分析七、Matlab编程并绘图八、行星轮系设计九、变位齿轮设计十、课程设计总结十一、参考文献十二、粉末成型压机方案设想一、设计任务1牛头刨床刀杆机构的运动综合、运动分析和动态静力分析； 2对牛头刨床传动装置中行星轮机构、齿轮机构进行综合。
二、牛头刨床简介及工作原理牛头刨床是用于加工中小尺寸的平面或直槽的金属切削机床，多用于单件或小批量生产。
为了适用不同材料和不同尺寸工件的粗、精加工，要求主执行构件—刨刀能以数种不同速度、不同行程和不同起始位置作水平往复直线移动，且切削时刨刀的移动速度低于空行程速度，即刨刀具有急回现象。
刨刀可随小刀架作不同进给量的垂直进给；安装工件的工作台应具有不同进给量的横向进给，以完成平面的加工，工作台还应具有升降功能，以适应不同高度的工件加工。
牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，电动机经行星轮系和齿轮Z 4、 Z 5减速带动曲柄2转动。
刨床工作时，由导杆机构2-3-4-5-6带动刨头和刨刀作往复运动。
刨头向左时，刨刀进行切削，这个行程称工作行程，刨头受到较大的切削力。
刨头右行时，刨刀不切削，称空回行程，此时要求速度较高，以提高生产力。
图1牛头刨床外形图三、原始参数H ：刨头行程 ； K ：行程速比系数； Fc 切削阻力 ； m 4 m 5 m 6分别为导杆、连杆及刨头的质量；J 4、J 5分别分别为导杆4及导杆5绕各自质心的转动惯量；m 1、m H 分别为行星减速器中心轮及齿轮4、5的模数；Z 4，Z 5为齿轮4及5的齿数；n 1：电机转速；n 2：曲柄2及齿轮5的转速；k ：行星轮个数。
kg m 2四、导杆机构的运动综合设L O3B =L 3 L BF =L 4 L O3D =L '6 L O2A =L 1 L O3O2=L 6 L O3A =S 3 L DE =S E 1、导杆的摆角ψ K=1.8180k 51.43180-︒+ψ=⇒ψ=︒︒ψ2、导杆的长度L 33H/2H 600mm L 691.4mm sin /2=⇒==ψ3、连杆的长度L 443L 0.3L 207.4mm =⨯=4、刨头导路中心线xx 至O3点的垂直距离L '6O3E 3L L cos 2622.9mm =⨯ψ=根据已知xx 被认为通过圆弧BB ’的绕度ME 的中点D 知O E'33O3M DM 63L L L L L L 657.2mm 2-=-=-=5、曲柄的长度L 1616L 370mm L L sin /2160.5mm =⇒=⨯ψ=6、切削越程长度0.05H ，如图所示则切削越程长度为0.05H=0.05×600=30mm7、机构运动简图8、计算机构的自由度 F=3×5－2×7=1五、用解析法作导杆机构的运动分析如图所示，先建立一直角坐标系，并标出各杆矢量及其方位角。
牛头刨床导杆机构设计
目录一、概述 (1)1、设计目的 (1)2、设计任务 (1)3、设计方法 (1)二、牛头刨床机构简介 (2)1、牛头刨床的组成机构 (2)2、牛头刨床的工作原理 (3)三、导杆机构方案设计1、拟定运动方案2、方案机构的选择四、传动导杆机构的运动分析1、位置分析2、速度分析3、加速度分析五、齿轮机构设计1、齿轮的设计要求2、齿轮计算六、课程设计自我评价与心得七、参考文献一、概述1、设计目的机械原理课程设计是培养学生掌握机械系统运动方案设计能力的技术基础课程，它是机械原理课程学习过程中的一个重要实践环节。
机械原理课程设计目的在于巩固和加深所学的理论知识，培养学生独立解决有关本课程实际问题的能力，使学生对于常用机构（连杆机构、凸轮机构和齿轮机构）设计和运动分析有比较完整的认识，。
以及熟悉机械系统设计的步骤及方法，其中包括选型、运动方案的确定、运动学和动力学的分析和整体设计等，进一步提高设计计算和解决工程技术问题的能力2、设计任务本课程设计要求在规定的时间里按题目任务要求完成设计工作，并上交设计说明书一份。
设计说明书内容包括：1.题目介绍。
2.机构方案。
绘制原理图，说明原动件，从动件等的工作原理。
3.设计说明。
自由度计算，主要尺寸计算、选取等。
4.特点。
说明设计的特色，主要优缺点等。
3、设计方法机械原理课程设计的主要方法有图解法、解析法、实验法。
①图解法是利用已知的条件和某些几何关系，通过几何作图求得的结果。
此法概念清晰、形象直观，但是作图繁琐，精度不高。
②解析法是通过建立数学模型，编制框图和程序，借助计算机求出结果。
该方法精度高、速度快、能解决较复杂的问题。
③实验法是通过建立模型、计算机动态演示与仿真、CAD等，使设计的产品得以实现。
二、牛头刨床机构简介1、牛头刨床的组成机构如图1所示：图1图中：1—工作台；2—刀架；3—滑枕；4—床身；5—减速传动装置；6—带动执行机构；7—手柄；8—滑板。
2、牛头刨床工作原理牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床。
牛头刨床导杆机构运动分析方案四
牛头刨床导杆机构运动分析一、设计任务及要求:(1)已知：牛头刨床的导杆机构的曲柄每分钟转速n2，各构件尺寸及重心位置，且报头导路x-x位于导杆端点B所作圆弧的平分线上。
数据如下表所示：1、用c语言编写计算程序,对机构进行动态分析和动态显示。
2、上机调试程序并打印结果。
3、画出导杆4的角位移，角速度，角加速度的曲线。
4、编写设计计算说明书。
二、数学模型的建立如图三个向量组成封闭图形，于是有0321=+-Z Z Z按复数式可以写成a （cos α+isin α）-b(cos β+isin β)+d(cos θ3+isin θ3)=0 （1）由于θ3=90º，上式可化简为a （cos α+isin α）-b(cos β+isin β)+id=0 （2）根据（2）式中实部、虚部分别相等得acos α-bcos β=0 (3)asin α-bsin β+d=0 (4)(3)(4)联立解得 β=arctanacosaasinad + (5)b= 2adsina d a 22++ (6) 将（2）对时间求一阶导数得 ω2=β’=baω1cos(α-β) (7) υc =b ’=-a ω1sin(α-β) (8)将（2）对时间求二阶导数得 ε3=β’=b1[a ε1cos(α-β)- a ω21sin(α-β)-2υc ω2] （9) a c =b ”=-a ε1sin(α-β)-a ω21cos(α-β)+b ω22 (10)a c 即滑块沿杆方向的加速度，通常曲柄可近似看作均角速转动，则ε1=0。
三、程序框图四、程序清单及运行结果：#include<graphics.h>#include<math.h>#include<conio.h>#include<stdio.h>#define PI 3.1415926#define M PI/180#define C 2*PI*70/60#define l1 95#define l2 400#define l4 800#define l5 (0.32*l4)#define l7 l4-Ys6void dtmn();void pist(float x0,float y0,float l,float h, float theta);void slide(float x0,float y0,float x1,float h);void pirot(float x0,float y0,float l);void sgd();void cur();/****************************主函数****************************/ main(){int Q2,i=0,j=0,Q_2[72];float Q4,Q41,Q411,w3,a3,Q5,Q51;float Q511,sA,sA1,sA11,Se,w4,Ve,Se1,a4,Se11;float S_e[72],S_e1[72],S_e11[72],Q_511[72];FILE *fl;","w"))==NULL){printf("mydata.txt cannot open!\n");exit(0);}/*int gd=DETECT,gm;initgraph(&gd,&gm,"c:\\turboc2");cleardevice();*/clrscr();printf(" zhuanjiao weiyi sudu jiaojiasudu jiasudu \n");for(Q2=0;Q2<=360;Q2+=5){i++;if(i%12==0){getch();printf(" zhuanjiao weiyi sudu jiaojiasudu jiasudu \n");}if(Q2>=0&&Q2<90||Q2>270&&Q2<=360){Q4=atan((l2+l1*sin(Q2*M))/(l1*cos(Q2*M)));Q4/=M;}else if(Q2==90||Q2==270){Q4=90;}else if(Q2>90&&Q2<180){Q4=PI-atan((l2+l1*sin(Q2*M))/(-l1*cos(Q2*M)));Q4/=M;}else if(Q2>=180&&Q2<270){Q4=PI-atan((l2+l1*sin(Q2*M))/(-l1*cos(Q2*M)));Q4/=M;}if(Q4==90) sA=l2+l1;else if(Q4==270) sA=l2-l1;elsesA=l1*cos(Q2*M)/cos(Q4*M);sA1=-l1*C*sin((Q2-Q4)*M);Q41=-l1*C*cos((Q2-Q4)*M)/sA;w3=Q41;Q411=(C*C*l1*sin((Q4-Q2)*M)-w3*sA1)/sA;a3=Q411;if(((l7-l4*sin(Q4*M))/l5)>=0&&((l7-l4*sin(Q4*M))/l5)<=1)Q5=180-asin(l7-(l4*sin(Q4*M))/l5)/M;else if(((l7-l4*sin(Q4*M))/l5)>=-1&&((l7-l4*sin(Q4*M))/l5)<=0)Q5=180+asin((l7-l4*sin(Q4*M))/l5)/M;Se=l4*cos(Q4*M)+l5*cos(Q5*M);Q51=-w3*l4*cos(Q4*M)/(l5*cos(Q5*M));w4=Q51;Se1=-w3*l4*sin((Q4-Q5)*M)/cos(Q5*M);Q511=(Q41*Q41*l4*sin(Q4*M)+Q51*Q51*l5*sin(Q5*M)-Q411*l4*cos(Q4* M))/(l5*cos(Q5*M));Se11=-(a3*l4*sin((Q4-Q5)*M)+w3*w3*l4*cos((Q4-Q5)*M)-w4*w4*l5)/cos( Q5*M);S_e[j]=Se;S_e1[j]=Se1;Q_511[j]=Q511;S_e11[j]=Se11;Q_2[j]=Q2;printf("%7d % % % %\n",Q_2[j],S_e[j],S_e1[j],Q_511[j],S_e11[j]);fprintf(fl,"%7d % % % %\n",Q_2[j],S_e[j],S_e1[j],Q_511[j],S_e11[j]);}j++;fclose(fl);cur();dtmn();sgd();}/**********************sudu,jiasudu,weiyi,quxiantuhanshu*************************/void cur(){/*float w1=2*PI,L1=110,L4=135,L61=490,L3=540,L6=380; */float Q4,Q2,sA,w3,sA1,sA11,Se,Se1,Se11,a3,a4,Q411,Q5,Q51,w4;int gd=DETECT, gmode,i;initgraph(&gd,&gmode,"c:\\turboc2");clrscr();for(Q2=0;Q2<=2*PI;Q2+=1.0*PI/1000){if(Q2>=0&&Q2<PI/2||Q2>PI*1.5&&Q2<=2*PI)Q4=atan((l2+l1*sin(Q2))/(l1*cos(Q2)));else if(Q2==PI/2.0||Q2==1.5*PI)Q4=PI/2;else if(Q2>PI/2&&Q2<PI)Q4=PI-atan((l2+l1*sin(Q2))/(-l1*cos(Q2)));elseQ4=PI-atan((l2+l1*sin(Q2))/(-l1*cos(Q2)));if(Q2!=PI/2&&Q2!=1.5*PI)sA=l1*cos(Q2)/cos(Q4);else if(Q2==PI/2)sA=l1+l2;elsesA=l2-l1;/* sA1=-l1*w1*sin(Q2-Q4); */w3=l1*C*cos(Q2-Q4)/sA;Q411=(C*C*l1*sin(Q4-Q2)-2*w3*sA)/sA;a3=Q411;if(((l7-l4*sin(Q4))/l5)>=0&&((l7-l4*sin(Q4))/l5)<=1)Q5=PI-asin((l7-l4*sin(Q4))/l5);else if(((l7-l4*sin(Q4))/l5)>=-1&&((l7-l4*sin(Q4))/l5)<0)Q5=PI+asin((l7-l4*sin(Q4))/l5);Se=l4*cos(Q4)+l5*cos(Q5);Q51=-w3*l4*cos(Q4)/(l5*cos(Q5));w4=Q51;Se1=-w3*l4*sin(Q4-Q5)/cos(Q5);/*Q511=(Q41*Q41*l4*sin(Q4)+Q51*Q51*l5*sin(Q5)-Q411*Q411*l4*cos(Q4 ))/(l5*cos(Q5));*/Se11=-(a3*l4*sin(Q4-Q5)+w3*w3*l4*cos(Q4-Q5)-w4*w4*l5)/cos(Q5);line(100,200,500,200);setcolor(5);line(492,201,500,200);line(492,199,500,200);line(100,10,100,350);setcolor(5);line(99,18,100,10);line(101,18,100,10);putpixel(100+Q2*180/PI,200-Se/5,1); /*绘制位移曲线*/putpixel(100+Q2*180/PI,200-Se1/100,2); /*绘制速度曲线*/putpixel(100+Q2*180/PI,200-Se11/100,4);} /*绘制加速度曲线*/ setcolor(10);settextjustify(CENTER_TEXT,0);outtextxy(300,300,"RED___JIASUDU");outtextxy(300,330,"GREEN___SUDU");outtextxy(300,360,"BLUE___WEIYI");/* outtextxy(300,50,"SUDU JIASUDU WEIYI GUAN XI QU XIAN TU");*/outtextxy(300,50,"SUDU JIASUDU WEIYI GUAN XI QU XIAN TU");getch();closegraph();}/***************************运动模拟图函数*******************/void dtmn(){int gd=DETECT,gmode,n;initgraph(&gd,&gmode,"c:\\turboc2");cleardevice();do{setbkcolor(0);sgd();}while(!kbhit());getch();}/****************************导轨函数*********************/ void slide(float x0,float y0,float x1,float h){float xr;int i,n;xr=x0+x1;line(x0,y0,xr,y0);n=x1/h;for(i=0;i<=n;i++){moveto(x0+i*h,y0+h);lineto(x0+(i+1)*h,y0);}}/************************摇块函数*************************/ void pist(float x0,float y0,float l,float h,float theta){float x,y;x=x0-cos(theta)*l/2+h/2*sin(theta);y=y0+l/2*sin(theta)+h/2*cos(theta);moveto(x,y);linerel(l*cos(theta),-l*sin(theta)); /***绘制轮廓线******/linerel(-h*sin(theta),-h*cos(theta));linerel(-l*cos(theta),l*sin(theta));lineto(x,y);}/*************************支点函数*********************/void pirot(float x0,float y0,float l){/*float PI=3.1415926;*/float x,y;int i,n;int h=4;setcolor(4);circle(x0,y0,3);setcolor(9);x=x0-l/2;y=y0+sin(PI/3)*l;moveto(x0,y0);lineto(x,y);linerel(18,0);lineto(x0,y0);n=l/4;for(i=0;i<=n;i++){moveto(x+i*h,y+h);lineto(x+(i+1)*h,y);}}/************************连杆,摇块,导轨函数***************/ void sgd(){int i;int x04,y04,x02,y02;int l02a=l1/2;int l04b=l4/2;float xa,ya,xb,yb,xc,yc,l;float lbc=l5/2;float ss,theta;for(i=0;i<64;i++) /*****动态模拟******/;/*坐标计算*/x04=400; x02=400;y04=400; y02=225;xa=x02+l02a*cos(ss);ya=y02+l02a*sin(ss);l=sqrt((xa-x04)*(xa-x04)+(ya-y04)*(ya-y04));xb=x04+(xa-x04)*l04b/l;yb=y04+(ya-y04)*l04b/l;yc=135;xc=xb-sqrt(lbc*lbc-(yb-yc)*(yb-yc));theta=-atan((ya-y04)/(xa-x04));setcolor(4);cleardevice();circle(xb,yb,3);circle(xa,ya,3);circle(xc,yc,3);setcolor(8);line(50,135,500,135);rectangle(xc+7,yc+6,xc-7,yc-6); /*绘制滑块C*/line(x02,y02,xa,ya);line(xc,yc,xb,yb);line(xb,yb,x04,y04);setcolor(7);pirot(x02,y02,16); /*绘制支点X04,X02*/ pirot(x04,y04,16);pist(xa,ya,20,10,theta); /*绘制滑块A*/slide(60,135,100,10);slide(500,135,570,10);setcolor(8);settextstyle(3,0,2);outtextxy(200,30,"DAOGAN YUNDONG MONI");outtextxy(200,440,"PRESS ANY KEY TO RETURN");outtextxy(200,420,"PRESS BREAK TO STOP");delay(2000);}}运行结果：zhuanjiao weiyi sudu jiaojiasudu jiasudu90 -256.000 1125.473 -6.185 0.004270 -256.000 -1125.473 -6.185 0.005曲线图象及导杆图形五、课程设计总结：通过一周的课程设计，我更加了解了机械原理课程设计的各方面内容；进一步掌握了机构分析的基本知识，熟悉了机械设计的一般方法。
机械原理课程设计牛头刨床主传动机构设计PPT
指导牛头刨床主传动机构的总装调试步骤，确保整个系统的正常运行。
2 试运行和测试
介绍试运行和测试的目的和步骤，检验主传动机构的性能和可靠性。
齿轮传动
介绍牛头刨床主传动机构中的齿轮传动部分，解释其作用和设计原则。
梅花联轴器
解释梅花联轴器在主传动机构中的作用，并介绍其设计和选型。
偏心轴
详细介绍偏心轴的设计和应用，解释其在牛头刨床中的重要性。
传动比计算分析
通过数学计算和分析，确定牛头刨床主传动机构的传动比，从而实现合理的 工作效果和速度。
动力学分析
1
力学特性分析
分析牛头刨床主传动机构的力学特性，探讨其在运行时的受力情况。
2
振动分析
通过振动分析，评估主传动机构在运行时的稳定性和振动情况。
3
噪音分析
对主传动机构产生的噪音进行分析和评估，寻找降低噪音的方法和措施。
齿轮模数和法向模数的计算
详细解释如何计算和选择牛头刨床主传动机构所需的齿轮模数和法向模数， 确保系统的稳定和可靠性。
机械原理课程设计牛头刨 床主传动机构设计
这份PPT将带您深入了解牛头刨床的主传动机构设计。通过详细介绍各个组成 部分和传动原理，帮助您理解牛头刨床的工作原理和设计过程。
研究背景和意义
介绍牛头刨床的研究背景和其在机械加工中的重要性，解释为什么牛头刨床 的主传动机构设计是一个关键的课程设计内容。
牛头刨床主传动机构组成
防护罩的设计
设计原则
介绍牛头刨床主传动机构中防护 罩的设计原则和要求。
制造工艺
详细描述防护罩的制造过程和工 艺，确保其质量和安全性。
安装和调整
指导防护罩的安装和调整步骤， 确保其与主传动机构的配合和运 行。
数控机械获奖作品推荐 附件4 设计牛头刨床摆动导杆机构
教学对象
模具、数控、机电专业一年级中、高级生
授课学时
2
教学目标
知识目标：
1．理解铰链四杆机构的组成；
2．掌握铰链四杆机构的类型、演化及应用。
能力目标：
1．培养学生判别铰链四杆机构类型的分析能力；
2．培养学生正确选择和应用铰链四杆机构解决问题的能力；
3、培养学生自学能力、创新能力、合作能力。
1．曲柄滑块机构：2．偏心轮机构：3．其他机构。
教学思路
整体设计
1．导入新课：应用任务引入和问题驱动法进行导入，通过图像、动画可以吸引同学们的注意力，激发他们的学习兴趣。
2.铰链四杆机构的组成：采用动画演示法讲解铰链四杆机构的组成，使抽象的知识变得直观简单，从而可以克服学生对知识畏难的心理。
3.铰链四杆机构的分类、演化及应用：教师采用演示法，讲解法相结合，在教师分析完内容后，学生总结内容，让学生进一步明确知识点，给学生自我评价和自我表现的机会，提高学生合作探究能力，而且通过视屏、图像等更有效把实际和理论相结合，使学生更容易消化和掌握知识，更有效提高他们的自信心，更能提高课堂的教学效果。
模块五
任务一
文本、图形、视频、动画、效果声
采用图形和动画演示法、讲解法、学生自主探究法加深内容的理解，使理论与实际相结合，通过图形、视频、动画、效果声，可以帮助学生把实际与理论的知识有机地结合，以达到培养学生空间想象能力和思维能力的目的，使学生更容易消化和掌握知识。
3．铰链四杆机构的演化及应用
模块五
任务一
文本、图形、视频、动画、效果声
采用视屏演示法、讲解法、学生互动讨论法，结合实际应用，通过图形、视频、动画、效果声，可以给学生一个“先具体后抽象”“由感性到理性”的消化吸收过程。为判断和设计常用的机构带来事半功倍的效果。2.中国劳动社会保障出版社《机械基础》第四版教学素材
牛头刨床摆动导杆分析与设计
机械基础教研室
任务： 任务：
设计一摆动导杆机构，已知：机架长度 设计一摆动导杆机构，已知：机架长度50mm, 急回特性系数k=1.5。 急回特性系数 。
• 曲柄滑块机构
取不同构件为机架
导杆机构、摇块机构、定块机构 导杆机构、摇块机构、
1、导杆机构 (1)、演化过程 曲柄滑块机构中，当将曲柄改为机架时，就演化成导杆机构。
• 曲柄滑块机构 取不同构件为机架 导杆机构、摇块机构、定块机构 导杆机构、摇块机构、
曲柄滑块机构———————— 转动导杆机构 曲柄滑块机构 应用： 应用：插床机构
曲柄滑块机构————————摆动导杆机构 曲柄滑块机构
应用： 应用：
2、摇块机构 (1)、演化过程 曲柄滑块机构中，当将连杆改为机架时，就演化成摇块机构。
• 应用 手压抽水机 应用-手压抽水机
移动导杆机构
4、双滑块机构
偏心轮机构——曲柄滑块机构通过增大转动副 的尺寸。 曲柄滑块机构通过增大转动副B的尺寸 偏心轮机构 曲柄滑块机构通过增大转动副 的尺寸。
曲柄滑块机构
偏心轮机构
特点：偏心距相当于原曲柄的长度，提高强度， 特点：偏心距相当于原曲柄的长度，提高强度，简化 结构，便于安装。主要应用于承受较大冲击载荷破碎机、 结构，便于安装。主要应用于承受较大冲击载荷破碎机、 剪床、冲床等机械中。 剪床、冲床等机械中。
取连杆为机架
曲柄滑块机构——————翻转卸料机构。 卡车车箱自动翻转卸料机构。
泵
3、定块机构 (1)、演化过程 曲柄滑块机构中，当将滑块改为机架时，就演化成定块机构。
曲柄滑块机构———————— 定块机构 曲柄滑块机构
取滑块为机架
(2)、应用
牛头刨床导杆机构的运动分析、动态静力分析汇总
课程设计说明书课题名称：机械原理课程设计学院：机电工程系专业班级：机械083 班学号：学生：指导老师：学院教务处2010年12月23 日《机械原理课程设计》评阅书关键词：牛头刨床、速度、加速度、力与力矩本次课程设计是对刨床的的设计参数进行评定，设计过程分为三组，主要是对刨头的加速度、速度和受力情况进行分析和计算，然后作出刨头的速度矢量图、加速度矢量图和力与力矩的矢量图，统计刨头不同位置的速度、加速度、力的参数，将数据绘制成曲线图，然后分析曲线图的走势来评定刨床的各项参数，在进行组与组之间的对比，得出最优参数。
最后分析其原因。
目录摘要 (III)1设计任务 (1)2.1速度分析 (3)2.2加速度分析： (3)3导杆机构的动态静力分析 (5)3.1刨头的力的分析过程： (5)3.2对于摇杆滑块机构可以列出平衡方程式： (5)3.3曲柄2平衡力矩分析 (5)4方案比较 (6)总结 (8)参考文献 (9)1设计任务牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图1-1 0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 &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5H的空刀距离，见图1-1 ,b）, 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，故需安装飞轮来减小主轴的速度波动，以提高切削质量和减小电动机容量。
牛头刨床机械原理课程设计全是受力图之欧阳语创编
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.................................................. .. (7)1、设计数据.................................................. (7)2、机构运动简图.................................................. .. (7)3、速度分析.................................................. (9)4、加速度分析.................................................. (10)5、动态静力分析.................................................. .. (15)总结.................................................. .................................................... .. (19)参考文献.................................................. .................................................... (20)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。
机械原理课程设计牛头刨床(完整图纸)
机械原理课程设计说明书系部名称: 机电系专业班级: 04机制三班姓名：学号: 0405110057目录概述 (3)设计项目...............................1．设计题目 (4)2．机构简介 (4)3．设计数据 (4)设计内容·······························1．导杆机构的设计 (5)2.凸轮机构的设计 (12)3.齿轮机构的设计 (17)设计体会 (20)参考文献 (21)附图·····························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_吴春阳
理工大学机械原理课程设计计算说明书设计题目：___________ 专业： _________ 设计者：_________________ 学号：23 ___________指导教师：胡明___________________设计时间：2013-6-23 到2013-6-30机械与自动控制学院机械原理课程设计任务书姓名：吴春阳专业：机械类班级：机械11 (3)班学号：23任务起至日期：2013 年6月23日至2012 年6月30日课程设计题目：牛头刨床设计已知技术参数和设计要求1.已知技术参数图1牛头刨床机构简图及阻力线图表1设计数据目录1. 牛头刨床的工作原理和机构组成 (5)2. 导杆机构 (6)2.1. 导杆机构尺寸的确定6 2.2. 导杆机构的运动分析62.3 导杆机构的动态静力分析133. 凸轮机构的设计164. 齿轮机构的设计185. 飞轮机构的设计196. 设计小结20参考文献201. 牛头刨床的工作原理与机构组成牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图。
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做往复运动。
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，称回行程，此时要求速度较低并且均匀，以提高生产效率。
为此刨刀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，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。
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），而空回行程中则没用切削阻力。
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，故需安装飞轮来减小主轴的速度波动，以提高切削质量和减少电动机容量。
图1-1牛头刨床机构简图及阻力曲线图2. 导杆机构2.1. 导杆机构尺寸的确定22导杆机构的运动分析2.2.1. 设计步骤做机构的运动简图，并作机构两位置的速度、加速度多边形。
牛头刨床导杆机构的运动分析、动态静力分析机械原理课程设计
课程设计说明书课题名称：机械原理课程设计《机械原理课程设计》评阅书题目牛头刨床导杆机构的运动分析、动态静力分析学生姓名指导教师评语及成绩指导教师签名：年月日答辩评语及成绩答辩教师签名：年月日教研室意见总成绩：室主任签名：年月日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不同设计方案的比较。
全班同学在分为三个小组后每人选择一个相互不同的位置，独立绘制运动简图，进行速度、加速度以及机构受力分析，绘制相关运动曲线图，最后将上述各项内容绘制在一张0号图纸上，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个比较完整的概念。
目录青岛理工大学琴岛学院.......................... 错误！未定义书签。
课程设计说明书 (I)摘要 (III)1设计任务 (1)2导杆机构的基本尺寸确定 (2)3 导杆机构的运动分析 (3)3.1 速度分析: (3)3.2 加速度分析 (4)4导杆机构的动态静力分析 (6)4.1 运动副反作用力分析 (6)4.2 曲柄平衡力矩分析 (6)总结 (8)参考文献 (9)1设计任务（1）小组成员按设计任务书要求想三个方案、小组讨论确定所选最优设计方案;（2）确定杆件尺寸;（3）绘制机构运动简图；（4）对机械行运动分析，求出相关点或相关构件的参数，如点的位移、速度。
列表，并绘制相应的机构运动线图如位移与原动件角曲线；速度与原动转角曲线;（5）对机械运动的受力分析;（6）要求学生根据设计任务，绘制必要的图纸。
2导杆机构的基本尺寸确定见表1-1设计内容导杆机构的运动分析符号n2 l0204 l02A l04B l BC K 单位r/min mm方案Ⅲ55 410 99.2 640 0.25 l04B 1.37 设计内容导杆机构的运动分析符号G4 G6 F J S4单位N kg·m2方案Ⅲ274 686 4000 1.1表1-1小组分布图3 导杆机构的运动分析3.1 速度分析:由于构件2和构件3在A处的转动副相连，故VA2=VA3，大小等于ω2 lO2A, 方向垂直于O2 A线，指向与ω2一致。
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的行程H= 40mm
。
5、缝纫机的脚踏板机构采用的是 曲柄摇杆 机构，
以 摇杆
为主动。
设计牛头刨床摆动导杆机构
知识回顾
6、曲柄滑块机构中若存在死点位置，主动件为( C )？
A.曲柄 B.连杆 C.滑块 D.机架
7、判断下图所示铰链四杆机构的类型，如何演化成双
曲柄机构、双摇杆机构？
8、已知机构行程速比系数
相关知识
死点的利用
快速夹具
飞机起落架 设计牛头刨床摆动导杆机构
相关知识
三、平面四杆机构的设计 (一)按给定的行程速比变化系数K设计四杆机构
常用设计步骤 1.按实际需要给定行程速比K的数值 2.算出极位夹角θ 3.根据机构在极限位置时的几何关系，结合有关辅助条件
来确定机构运动简图的尺寸参数。
设计牛头刨床摆动导杆机构
机械设计基础
导入任务 任务分析
观察牛头刨床的切削过程 1）了解平面四杆机构的基本形式 及其演化形式； 2）掌握平面四杆机构的工作特性 并能根据机构的工作要求设计平面四 杆机构。 牛头刨床摆动导杆机构
能根思据考机构的工作要求设计平面 四杆如机何构进。行摆动导杆机构的设计？
设计牛头刨床摆动导杆机构
相关知识 一、平面四杆机构的基本形式及其演化
移动导杆机构
应用：手动抽水机
手动压水机 设计牛头刨床摆动导杆机构
相关知识
小结：导杆机构的演化
曲 柄 滑 块 机 构
转
曲
移
动
柄
动
导
摇
导
杆
块
杆
机
机
机
构
构
构
摆 动 导 杆 机 构
取不同构件作机架，可以得到不同的机构
设计牛头刨床摆动导杆机构
相关知识 二、铰链四杆机构的工作特性
1.铰链四杆机构存在曲柄的条件
已知：机架长度d，K，设计此机构。
分析：由于θ与导杆摆角φ相等，设计此
机构时，仅需要确定曲柄 a。
m
n
θ A
φ=θ
A
设计步骤
D
①计算θ＝180°(K-1)/(K+1);
φ=θ d ②任选D作∠mDn＝φ＝θ，并作角平分线;
③取A点，使得AD=d, a=dsin(φ/2)。 D
设计牛头刨床摆动导杆机构
C2C1
K
v2 v1
t2
C1C 2
t1
t1 1 180 t2 2 180
180 K 1
K 1
设计牛头刨床摆动导杆机构
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2）压力角α和传动角γ 压力角α——从动件受力方向与受力点线速度方向之间所夹的锐角 传动角γ——压力角的余角
设计条件
min
如何确定γmin？
设计牛头刨床摆动导杆机构
度LBC。
导杆机构设计
设计牛头刨床摆动导杆机构
知识回顾
1、牛头刨床的刨刀切削机构，采用的是（ C ）机构？
A.曲柄摇杆 B.曲柄滑块 C.摆动导杆
2、冲压机采用的是（ B ）机构？
A.曲柄摇杆 B.曲柄滑块 C.双曲柄
3、偏心轮机构用于 受力 较大，且 行程 较小
的剪床、鄂式破碎机等机械中。
4、在对心曲柄滑块机构中，若曲柄长度为20mm，则滑块
1）连架杆与机架中必有一个最短杆 2）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。
设计牛头刨床摆动导杆机构
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铰链四杆机构，如果存在曲柄，那么取不同的杆件为 机架，得到不同的机构。 1）连架杆为最短杆——曲柄摇杆机构 2）机架为最短杆——双曲柄机构 3）连杆为最短杆——双摇杆机构
设计牛头刨床摆动导杆机构
相关知识 2）偏心轮机构
偏心轮：几何中心与回转中心不重合的轮子
剪床
应用——受力较大且滑块行程较小的冲床、鄂式破碎机等。
设计牛头刨床摆动导杆机构
相关知识
3）其他机构
转动导杆机构：一连架杆为曲柄，而另一连架杆作定轴 转动,且与块状连杆组成移动副的机。
转动导杆机构
应用——小型牛头刨床
小型牛头刨床 设计牛头刨床摆动导杆机构
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摆动导杆机构：导杆做定轴摆动的导杆机构。
应用——牛头刨床刨刀切削机构
设计牛头刨床摆动导杆机构
相关知识
曲柄摇块机构：一连架杆为曲柄，另一连架杆为块状， 且只能作定轴往复摆动的机构。
曲柄摇块机构
应用——自卸汽车卸料机构
自卸汽车
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移动导杆机构(定块机构）:以曲柄滑块机构中的滑块作 为机架，原机架在固定滑块中移动的机构。
3）确定曲柄的回转中心 任取一点作为固定铰链中心A，
作 C1AC2 ,并作其角平分线。 再由A点起在其上按作图比例尺 L 截取AB，则得另一固定铰链中心 B，即为曲柄的回转中心。
4）确定曲柄的长度
过点B作导杆两极限位置 AC1、AC2 的垂线 BC1 、BC2 ,量取BC1 或BC2
长度，按照比例尺 L 可得曲柄的长
相关知识 3）死点位置
以摇杆为主动件的曲柄摇杆机构或以滑块为主动件的曲柄 滑块机构中，机构处于压力角α=90°（或γ=0°）的位置
设计牛头刨床摆动导杆机构
相关知识
顺利通过死点位置的措施：①利用系统的惯性；②多组错列
蒸汽机车驱动轮联动机构 —— 利用机构错位排列
缝纫机踏板机构——利用惯性
设计牛头刨床摆动导杆机构
机架——机构中固定不动的构件 连杆——机构中不与机架相连的构件 曲柄：作整周转动 连架杆——机构中与机架相连的构件 摇杆：只能作往复摆动
设计牛头刨床摆动导杆机构
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1.铰链四杆机构的分类
1）曲柄摇杆机构：在铰链四杆机构中，一个连架杆为曲柄， 另一个连架杆为摇杆的机构。
B
A
D
设计牛头刨床摆动导杆机构
任务实施
已知牛头刨床摆动导杆机构，LAB=500mm，行程速比系数 K=1.5，设计此摆动导杆机构。
设计步骤
1）计算极位夹角：
180 K 1 180 1.5 1 36
K 1
1.5 1
2）计算导杆摆角ψ：
由平面几何知识可知极位夹角与导杆摆角相等，即
36
设计牛头刨床摆动导杆机构
任务实施
k=1.25，摇杆CD的长度为 400mm，摆角30°，机架处 于水平位置，试用作图法 设计一个曲柄摇杆机构。
B 45 A
90 100
C 80
D
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任务小结
设
计 牛 平面四杆机构的基本形式
头
刨 床
平面四杆机构的演化形式
摆
动 平面四杆机构的工作特性
导
杆 机
平面四杆机构的设计
构
曲柄摇滑杆块机构 曲双柄曲摇柄块机机构构 转双急动摇回导杆特杆机性机构构 摆死动点导位杆置机构 移方动法导、杆步机骤构
相关知识
（二）按给定连杆的位置设计四杆机构 常用设计步骤
1.选定长度比例尺u1 2.按照给定的连杆长度做出连杆的两个已知位置B1C1，B2C2 3.作B1B2的中垂线b12和C1C2的中垂线c12
给定三个连杆位置如何做？
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B1
A
b12
C1
c12 C2
无穷多解
B2
D
2连杆位置设计 设计牛头刨床摆动导杆机构
相关知识
应用——搅拌机、雷达、缝纫机脚踏板等。
曲柄为主动件
摇杆为主动件
搅拌机
缝纫机脚踏板机构
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2)双曲柄机构 定义——两个连架杆均为曲柄的铰链四杆机构
应用——惯性筛
应用惯性筛 设计牛头刨床摆动导杆机构
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平形四边形机构——连杆与机架的长度相等且两个曲柄长 度相等，曲柄转向相同的双曲柄机构
相关知识
1.曲柄摇杆机构设计
已知CD杆长，摆角φ及K，设计此机构。
1）计算θ， θ＝180°(K-1)/(K+1);
2）任取一点D，以CD为腰长作等
腰三角形，夹角为φ;
A 3）作C2P⊥C1C2，作C1P使
∠C2C1P=90－θ,交于P;
C2
C1
θφ
90°-θ
θD
4）作△P C1C2的外接圆，则A点必在此圆上。 P
5）根据题意，选定A，则AC1= AB+BC ,AC2=BC-AB 因此：曲柄AB=(AC1－AC2)/2，连杆BC=(AC1+AC2)/2
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曲柄摇杆设计
设计牛头刨床摆动导杆机构
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2.曲柄滑块机构设计
曲柄滑块设计
设计牛头刨床摆动导杆机构
相关知识
3.导杆机构设计
应用——机车车轮、天平
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相关知识
反平形四边形机构——连杆与机架的长度相等且两个曲柄 长度相等，曲柄转向相反的双曲柄机构
应用——公交车门启闭机构
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3）双摇杆机构 定义——两个连架杆均为摇杆的机构
应用——鹤式起重机、飞机起落架等
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相关知识 2. 铰链四杆机构的演化
曲柄摇杆机构
曲柄曲线滑块机构
偏置曲柄滑块机构
对心曲柄滑块机构
小结：曲柄摇杆机构
取 CD 无 限 长 并用滑块C代替
曲柄滑块机构
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相关知识 1）曲柄滑块机构
曲柄为主动件：应用于滚轮送料机、冲压机等。
内燃机
滑块为主动件：应用于内燃机气缸等。
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