牛头刨床机械原理分析
α
l 1
l 0 H
H
一、牛头刨床机构简图，已知条件
（图a,b ）所示为两种牛头刨床主机构的运动简图，已知，
l1=0.1m,l0=0.4m,l3=0.75m,l4=0.15m,ly=0.738m,l′3=0.375m,a=0.05m,b=0.15,c=0.4m,d=0.1m 。只计构件3、5的质量，其余略去不计，m3=30kg,Js3=0.7kg·m2,m5=95kg 。工艺阻力Q 如图所示，Q=9000N 。主轴1的转速为60r/min(顺时针方向)，许用运转不均匀系数[δ]=0.03。
二、滑枕初始位置及行程H 的确定方法
对于a,构件1和3在左侧垂直的位置为初始位置，此
时
α=л+arcsin(l1/l0)
行程H 等于B 点划过的弧所对应的弦长即
H=2l1l3/l0
三．拆分杆组
四. 所调用的杆组子程序中虚参与实参对照表,源程序及运行结果
4.1 a的运动分析。
源程序
#include "graphics.h"/*图形库*/
#include "subk.c"/*运动分析子程序*/
#include "draw.c"/*绘图子程序*/
main()
{
static double p[20][2],vp[20][2],ap[20][2],del;/*定义位置速度加速度数组和角度间隔*/ static double t[10],w[10],e[10],pdraw[370],vpdraw[370],apdraw[370];/*定义角度角速度角加速度数组和位置速度加速度方向*/
static int ic;
double r13,r24,r45,r27,r58;
double r2,vr2,ar2;
int i;
double pi,dr;
FILE*fp;
char *m[]={"p","vp","ap"};/*定义指针*/
r13=0.1;r24=0.75;r45=0.15;r27=0.375;r58=0.15;/*给长度付值*/
del=15;/*给角度间隔付值*/
t[6]=0.0;w[6]=0.0;e[6]=0.0;/*确定初始点*/
pi=4.0*atan(1.0); /*求л*/
dr=pi/180.0; /*求弧度*/
w[1]=-2*pi;
e[1]=0.0;
p[1][1]=0.0;
p[1][2]=0.0;
p[2][1]=0.0;
p[2][2]=-0.4;
p[6][1]=0.0;
p[6][2]=0.338; /*赋定铰链值*/
printf(" \n The Kinematic Parameters of Point 6\n");
printf("No THETA1 S6 V6 A6\n");
printf(" deg m m/s m/s/s\n");
/*在屏幕上写表头*/
if((fp=fopen("zouye's k result","w"))==NULL)
{
printf(" Can't open this file.\n");
exit(0);
}
/*建立并打开文件zouye's k result*/ fprintf(fp," \n The Kinematic Parameters of Point 6\n");
fprintf(fp,"No THETA1 S6 V6 A6\n"); fprintf(fp," deg m m/s m/s/s");
/*在文件zouye's k result中写表头*/ ic=(int)(360.0/del);
for(i=0;i<=ic;i++) /*建立循环，调用运动分析子程序*/ { t[1]=(i)*del*dr-asin(0.25);
bark(1,3,0,1,r13,0.0,0.0,t,w,e,p,vp,ap);
rprk(1,2,3,3,2,0.0,&r2, &vr2, &ar2, t,w,e,p,vp,ap);
bark(2,4,0,3,r24,0.0, 0.0,t,w,e,p,vp,ap);
rrpk(0,4,6,5,4,5,6,r45 ,&r2,&vr2,&ar2,t,w,e,p,vp,ap);
/*r2,vr2,ar2在子程序中已定义为指针变量，所以其前面要加&符号*/ printf("\n%2d %12.3f%12.3f%12.3f%12.3f",i+1,t[1]/dr,p[5][1],vp[5][1],ap[5][1]);
/*把运算结果写屏幕上*/
fprintf(fp,"\n%2d %12.3f%12.3f%12.3f%12.3f",i+1,t[1]/dr,
p[5][1],vp[5][1],ap[5][1]);
/*把运算结果写在文件中*/
pdraw[i]=p[5][1];
vpdraw[i]=vp[5][1];
apdraw[i]=ap[5][1];
/*将运算结果传给pdraw[i] 、vpdraw[i] 、apdraw[i]以备绘图使用*/ if((i%16)==0){getch();} /*屏幕满16行停顿*/
}
fclose(fp); /*关闭文件zouye's k result*/
getch();
draw1(del,pdraw,vpdraw,apdraw,ic); /*调用绘图程序*/
}
运行结果
The Kinematic Parameters of Point 6
No. THETA1 S6 V6 A6
deg m m/s m/s/s
1 -14.478 0.038 0.000 -7.553
2 0.522 0.032 0.282 -6.002
3 15.522 0.015 0.502 -4.579
4 30.522 -0.009 0.667 -3.396
5 45.522 -0.040 0.788 -2.433
6 60.522 -0.074 0.872 -1.614
7 75.522 -0.112 0.923 -0.849
8 90.522 -0.151 0.943 -0.067
9 105.522 -0.190 0.928 0.776
10 120.522 -0.228 0.877 1.689
11 135.522 -0.263 0.787 2.662
12 150.522 -0.293 0.654 3.684
13 165.522 -0.316 0.479 4.767
14 180.522 -0.332 0.256 5.967
15 195.522 -0.337 -0.021 7.354
16 210.522 -0.329 -0.359 8.845
17 225.522 -0.306 -0.752 9.850
18 240.522 -0.266 -1.155 9.066
19 255.522 -0.211 -1.466 5.347
20 270.522 -0.147 -1.570 -0.474
21 285.522 -0.084 -1.434 -5.762
22 300.522 -0.030 -1.123 -8.777
23 315.522 0.009 -0.734 -9.577
24 330.522 0.031 -0.345 -8.924
25 345.522 0.038 -0.000 -7.553
4.2 a的动态静力学分析
源程序
#include"graphics.h" /*图形库*/
#include"subk.c" /*运动分析子程序*/
#include"subf.c" /*动态静力分析子程序*/
#include"draw.c" /*绘图子程序*/
main()
{
static double p[20][2],vp[20][2],ap[20][2],del;
static double t[10],w[10],e[10],tbdraw[370],tb1draw[370];
static double fr[20][2],fe[20][2],fk[20][2],pk[20][2];
static int ic;
double sita1[370],fr1draw[370],sita2[370],fr2draw[370],sita3[370],fr3draw[370];
double r13,r24,r29,r45,r49,r57,r58,r411;
double r2,vr2,ar2,tb,we4;
int i;
double pi,dr,gam7,gam8,fr1,bt1,fr2,bt2,fr3,bt3,we1,we2,we3,we5,tb1;
FILE *fp;
sm[1]=0.0;sm[2]=0.0;sm[3]=30.0;sm[4]=0.0;sm[5]=95.0;
sj[1]=0.0;sj[2]=0.0;sj[3]=0.7;sj[4]=0.0;sj[5]=0.0;
r13=0.1;r24=0.75;r45=0.15;r29=0.375,r57=0.158;r58=0.412,r49=r45/2;gam7=0.24;gam8=-0.32;
w[1]=-6.3;e[1]=0.0;del=15.0;
t[5]=0.0; /*赋值*/
pi=4.0*atan(1.0); /*求л*/
dr=pi/180.0; /*求弧度*/
t[5]=t[5]*dr; /*变角度为弧度*/
p[2][1]=0.00;
p[2][2]=-0.40;
p[8][1]=0.0;
p[8][2]=0.338; /*赋定铰链值*/
printf("\n The Kineto-static Analysis of a Six-bar Linkase\n");
printf("NO THETA1 FR1 BT1 FR2 BT2 TB TB1\n");
printf(" (deg.) (N) (deg.) (N) (deg.) (N.M) (N.M)\n");
/*在屏幕上写表头*/
if((fp=fopen("zouye's f result","w"))==NULL)
{
printf("Can't open this file.\n");
exit(0);
} /*建立并打开文件zouye's f result*/ fprintf(fp,"\n The Kineto-static Analysis of a Six-bar Linkase\n");
fprintf(fp,"NO THETA1 FR1 BT1 FR2 BT2 TB TB1\n");
fprintf(fp," (deg.) (N) (deg.) (N) (deg.) (N.M) (N.M)\n");
/*在文件中写表头*/
ic=(int)(360.0/del);
for(i=0;i<=ic;i++) /*建立循环，调用运动分析子程序*/
{
t[1]=(double)(i)*del*dr+3.4;
bark(1,3,0,1,r13,0.0,0.0,t,w,e,p,vp,ap);
rprk(1,2,3,3,2,0.0,&r2,&vr2,&ar2,t,w,e,p,vp,ap);
bark(3,0,3,3,0.0,0.0,0.0,t,w,e,p,vp,ap);
bark(2,0,4,2,0.0,r24,0.0,t,w,e,p,vp,ap);
bark(2,0,9,2,0.0,r29,0.0,t,w,e,p,vp,ap);
rrpk(1,4,6,5,4,5,6,r45,&r2,&vr2,&ar2,t,w,e,p,vp,ap);
bark(4,0,11,4,0.0,r411,0.0,t,w,e,p,vp,ap);
bark(5,0,7,5,0.0,r57,gam7,t,w,e,p,vp,ap);
bark(4,0,5,4,0.0,r45,0.0,t,w,e,p,vp,ap);
bark(5,0,8,5,0.0,r58,gam8,t,w,e,p,vp,ap);
rrpf(4,6,5,11,7,0,8,8,4,5,p,vp,ap,t,w,e,fr,fk,pk);
rprf(2,3,9,3,4,0,0,2,3,p,vp,ap,t,w,e,fr,fk,pk);
barf(1,1,3,1,p,ap,e,fr,&tb);
/*r2,vr2,ar2,tb在子程序中已定义为指针变量，所以前面要加&符号*/ fr1=sqrt(fr[1][1]*fr[1][1]+fr[1][2]*fr[1][2]);
bt1=atan2(fr[1][2],fr[1][1]);
fr2=sqrt(fr[2][1]*fr[2][1]+fr[2][2]*fr[2][2]);
bt2=atan2(fr[2][2],fr[2][1]);
fr3=sqrt(fr[3][1]*fr[3][1]+fr[3][2]*fr[3][2]);
bt3=atan2(fr[3][2],fr[3][1]);
/*求合力的大小和方向*/
we1=-(ap[1][1]*vp[1][1]+(ap[1][2]+9.81)*vp[1][2])*sm[1]-e[1]*w[1]*sj[1];
we2=-ap[9][1]*vp[9][1]*sm[2]+fe[9][1]*vp[9][1];
we3=-(ap[3][1]*vp[3][1]+(ap[3][2]+9.81)*vp[3][2])*sm[3]-e[3]*w[3]*sj[3];
we4=-(ap[11][1]*vp[11][1]+(ap[11][2]+9.81)*vp[11][2])*sm[4]-e[4]*w[4]*sj[4];
extf(p,vp,ap,t,w,e,8,fe);
we5=-ap[7][1]*vp[7][1]*sm[5]+fe[8][1]*vp[7][1];
tb1=-(we1+we2+we3+we4+we5)/w[1];
/*用简易方法求平衡力偶*/
printf("%3d%6.0f%11.3f%11.3f%11.3f%11.3f%11.3f%11.3f\n",i,t[1]/dr,fr1,bt1/dr,fr2,bt2/dr,tb,tb1 );
/*把运动结果写屏幕上*/
fprintf(fp,"%3d%6.0f%11.3f%11.3f%11.3f%11.3f%11.3f%11.3f\n",i,t[1]/dr,fr1,bt1/dr,fr2,bt2/dr,tb ,tb1); /*把运动结果写入文件中*/
tbdraw[i]=tb;
tb1draw[i]=tb1;
fr1draw[i]=fr1;
fr2draw[i]=fr2;
fr3draw[i]=fr3;
sita1[i]=bt1;
sita2[i]=bt2;
sita3[i]=bt3;
/*把运算结果传给tbdraw[i] tb1draw[i] fr1draw[i] fr2draw[i] fr3draw[i]以备绘图使用*/ if(i%16==0)getch(); /*屏幕满16行停顿*/
}
fclose(fp); /*关闭文件zouye's f result*/
getch();
draw2(del,tbdraw,tb1draw,ic);
draw3(del,sita1,fr1draw,sita2,fr2draw,sita3,fr3draw,ic);
}
extf(p,vp,ap,t,w,e,nexf,fe)
double p[20][2],vp[20][2],ap[20][2],t[10],w[10],e[10],fe[10][2];
int nexf;
{
fe[nexf][2]=0.0;
if(vp[nexf][1]>0)
{
if(p[nexf][1]<0.72&&p[nexf][1]>0.38)
fe[nexf][1]=-9000.0;
else fe[nexf][1]=0.0;
}
else
{
fe[nexf][1]=0.0;
}
}
The Kineto-static Analysis of a Six-bar Linkase
NO THETA1 FR1 BT1 FR2 BT2 TB TB1 (deg.) (N) (deg.) (N) (deg.) (N.M) (N.M)
0 195 355.282 67.989 18.632 -165.523 -28.442 -28.442
1 210 1923.754 23.436 924.150 -152.846 21.344 21.344
2 225 2166.498 21.500 1124.030 -155.945 85.714 85.714
3 240 2104.241 19.591 1153.267 -160.299 135.860 135.860
4 25
5 1493.323 20.672 830.703 -166.272 121.017 121.017
5 270 438.405 70.608 87.693 -173.789 14.41
6 14.416
6 285 1392.150 158.254 760.026 -2.611 -111.834 -111.834
7 300 2237.518 161.116 1214.604 -11.494 -147.706 -147.706
8 315 2306.569 159.114 1189.988 -19.540 -94.948 -94.948
9 330 1972.225 156.805 947.071 -25.768 -24.032 -24.032
10 345 1580.374 155.081 693.725 -29.381 26.695 26.695
11 360 1250.442 154.093 493.780 -29.921 54.252 54.252
12 375 14248.360 -11.867 6232.520 152.281 -639.605 -639.605
13 390 13939.753 -10.053 5580.259 158.149 -893.387 -893.387
14 405 13734.891 -7.761 5076.677 166.790 -1090.629 -1090.629
15 420 13601.753 -5.127 4765.469 177.276 -1232.061 -1232.061
16 435 13529.369 -2.270 4660.370 -171.892 -1318.662 -1318.662
17 450 13527.866 0.703 4734.618 -162.283 -1352.621 -1352.621
18 465 13625.388 3.691 4942.696 -154.888 -1336.983 -1336.983
19 480 13862.436 6.591 5254.181 -149.980 -1274.005 -1274.005
20 495 14284.767 9.293 5671.992 -147.349 -1162.759 -1162.759
21 510 14935.884 11.674 6229.899 -146.549 -996.859 -996.859
22 525 931.348 27.133 330.571 -147.622 -62.714 -62.714
23 540 1223.460 26.116 483.274 -148.826 -54.228 -54.228
24 555 1570.895 24.954 687.806 -150.565 -27.678 -27.678
五、飞轮转动惯量计算
1、飞轮转动惯量的计算方法1）计算等效驱动力矩Td；
2）计算间隔i-1，i内的盈亏功；
3）计算个离散点处的盈亏功Ei；
4）挑选处Emax和Emin，最大盈亏功为Emax-Emin；
5）计算飞轮转动惯量Jf。
2、飞轮转动惯量计算程序
源程序
#include "graphics.h" /*图形库*/
#include "subk.c"/*运动分析子程序*/
#include "subf.c"/*静态力分析子程序*/
main()
{
static double p[20][2],vp[20][2],ap[20][2],del;
static double t[10],w[10],e[10],tb1,ntd,td;
static double fe[20][2],gam8,gam9,we1,we2,tr[370],dE[370],E[370];
static int ic;
double r13,r24,r45,r58,r59,a,b,c,d;
double r2,vr2,ar2;
double pi,dr,Emax,Emin,h=0.03,Jf,fk,pk; /*定义变量*/
int i;
pi=4.0*atan(1.0);dr=pi/180.0;E[0]=0.0;
sm[1]=0.0;sm[2]=0.0;sm[3]=30.0;sm[4]=0.0;sm[5]=95.0;
sj[1]=0.0;sj[2]=0.0;sj[3]=0.7;sj[4]=0.0;
a=0.05;b=0.15;c=0.4;d=0.1;
r13=0.1; r24=0.75;r45=0.15;r58=sqrt(a*a+b*b);r59=sqrt(c*c+d*d);
gam8=atan(1.0/3); gam9=-atan(0.25);
w[1]=-2*pi;e[1]=0.0;del=1.0;
t[6]=0.0;w[6]=0.0;e[6]=0.0; /*赋值*/
p[1][1]=0.0;
p[1][2]=0.0;
p[2][1]=0.0;
p[2][2]=-0.4;
p[6][1]=0.0;
p[6][2]=0.338; /*赋定铰链值*/
ic=(int)(360.0/del);
for(i=0;i<=ic;i++)
{
t[1]=(i)*del*dr;
bark(1,3,0,1,r13,0.0,0.0,t,w,e,p,vp,ap);
rprk(1,2,3,3,2,0.0,&r2,&vr2,&ar2,t,w,e,p,vp,ap);
bark(2,0,4,3,0.0,r24,0.0,t,w,e,p,vp,ap);
rrpk(1,4,6,5,4,5,6,r45,&r2,&vr2,&ar2,t,w,e,p,vp,ap);
bark(2,7,0,3,r24/2.0,0.0,t,w,e,p,vp,ap);
bark(2,0,7,3,0.0,r24/2.0,0.0,t,w,e,p,vp,ap);
bark(5,0,8,5,0.0,r58,gam8,t,w,e,p,vp,ap);
bark(5,0,9,5,0.0,r59,gam9,t,w,e,p,vp,ap);
we1=-(ap[7][1]*vp[7][1]+(ap[7][2]+9.81)*vp[7][2])*sm[3]-e[3]*w[3]*sj[3];
extf(p,vp,ap,t,w,e,9,fe);
we2=-ap[8][1]*vp[8][1]*sm[5]+fe[9][1]*vp[9][1];
tb1=-(we1+we2)/w[1];
tr[i]=tb1;
ntd=ntd+tb1;
}
td=ntd/ic;
E[0]=0.0;
for(i=1;i { dE[i]=del*dr*td-del*dr*(tr[i]+tr[i-1])/2;/*求平均阻力矩*/ E[i]=E[i-1]+dE[i];/*求盈亏功*/ if(E[i]>Emax)Emax=E[i]; if(E[i] } Jf=(Emax-Emin)/(w[1]*w[1]*h);/*求飞轮转动惯量*/ printf("Td=%f\nJf=%f\n",td,Jf); } extf(p,vp,ap,t,w,e,nexf,fe) double p[20][2],vp[20][2],ap[20][2],t[10],w[10],fe[20][2]; int nexf; { fe[nexf][2]=0.0; if(vp[nexf][1]<0){fe[nexf][1]=0.0; } else{ if(p[5][1]>-0.01835&&p[5][1]<0.31735){fe[nexf][1]=-9000.0;} else{fe[nexf][1]=0.0;} } } 运行结果 Jf=1464.030 Td=-480.908 六．主要的收获和建议主要收获与建议 *收获：通过两周以来的学习，学会了用c语言编程分析简单机构的运动和动态静力分析方法及其原理，理解了用基本杆组分析较为复杂机构的基本方法，熟悉了机构运动及动态静力分析的数学建模过程和子程序调用的方法。 *建议：本实验中，采用15°用作步长，增加了对构件运动特点分析的难度与不精确性，建议采用较小的步长。 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。要求学生根据设计任务，绘制必要的图纸，编写说明书。 三、械原理课程设计的方法： 机械原理课程设计的方法大致可分为图解法和解析法两种。图解法几何概念较清晰、直观；解析法精度较高。根据教学大纲的要求，本设计主要应用图解法进行设计。 [设计名称]牛头刨床 一．机构简介： 机构简图如下所示： 中南大学 机械原理课程设计 ——说明书 班级：机械1007 姓名：台永丰 学号：0806100904 指导老师：何竞飞 分组：Ⅵ方案 题目：牛头刨床 目录 第1章 1.1设计题目........................................ (3) 1.2机构简介 (3) 1.3设计任务 (4) 第2章 2.1电动机的选择 (5) 2.2齿轮变速装置设计 (5) 2.3导杆机构尺寸设计 (6) 2.4机构的运动分析 (7) 2.5机构的动态静力分析 (16) 2.6速度波动的调节与飞轮设计 (19) 第3章 3.1体会心得 (22) 参考文献 (23) 第1章 1.1设计题目 牛头刨床 1.2机构简介 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图1-1 a。电动机经一级带传动和二级齿轮传动驱动执行机构，使刨头6和刨刀7作往复直线运动。刨头右行时，刨刀进行切削加工，称为工作行程，要求速度较低并且均匀。刨头左行时，刨刀不进行切削，称为空回行程，要求速度快以节省时间。因此刨头在整个运动循环中受力变化大，对主轴（曲柄2）匀速运转有很大影响，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功率。同时，要求刨刀不进行切削的过程中，工件随工作台实现自动进给运动。 图1-1 1.3设计任务 （1）电动机的选择； （2）设计齿轮变速装置； （3）设计导杆机构； （4）设计刨程及其位置的调节方法； （5）机构运动分析； （6）机构的动态静力分析； （7）速度波动的调节与飞轮设计。 图1-2 第2章2.1电动机的选择 电动机转速选择1440r.p.m 2.2齿轮变速装置设计 如图1-2 i13H=n1?n H n3?n5=?z2z3 z1z2 ……………………………………[2-1] * 式中i——转速比 n——转速 z——齿数 i45=n4 n3=?z5 z4 …………………………………………[2-2] i67=n6 n7=?z7 z6 …………………………………………[2-3] 联立以上各式，并令n1n H n H n7 =24，可选取z1=50,z2=50,z3=150,z4=55,z5=78 可得各齿轮数据 第一章绪论 基本概念：机器、机构、机械、零件、构件、机架、原动件和从动件。 第二章平面机构的结构分析 机构运动简图的绘制、运动链成为机构的条件和机构的组成原理是本章学习的重点。 1. 机构运动简图的绘制 机构运动简图的绘制是本章的重点，也是一个难点。 为保证机构运动简图与实际机械有完全相同的结构和运动特性，对绘制好的简图需进一步检查与核对（运动副的性质和数目来检查）。 2. 运动链成为机构的条件 判断所设计的运动链能否成为机构，是本章的重点。 运动链成为机构的条件是：原动件数目等于运动链的自由度数目。 机构自由度的计算错误会导致对机构运动的可能性和确定性的错误判断，从而影响机械设计工作的正常进行。 机构自由度计算是本章学习的重点。 准确识别复合铰链、局部自由度和虚约束，并做出正确处理。 (1) 复合铰链 复合铰链是指两个以上的构件在同一处以转动副相联接时组成的运动副。 正确处理方法：k个在同一处形成复合铰链的构件，其转动副的数目应为(k-1)个。 (2) 局部自由度 局部自由度是机构中某些构件所具有的并不影响其他构件的运动的自由度。局部自由度常发生在为减小高副磨损而增加的滚子处。 正确处理方法：从机构自由度计算公式中将局部自由度减去，也可以将滚子及与滚子相连的构件固结为一体，预先将滚子除去不计，然后再利用公式计算自由度。 (3) 虚约束 虚约束是机构中所存在的不产生实际约束效果的重复约束。 正确处理方法：计算自由度时，首先将引入虚约束的构件及其运动副除去不计，然后用自由度公式进行计算。 虚约束都是在一定的几何条件下出现的，这些几何条件有些是暗含的，有些则是明确给定的。对于暗含的几何条件，需通过直观判断来识别虚约束；对于明确给定的几何条件，则需通过严格的几何证明才能识别。 3. 机构的组成原理与结构分析 机构的组成过程和机构的结构分析过程正好相反，前者是研究如何将若干个自由度为零的基本杆组依次联接到原动件和机架上，以组成新的机构，它为设计者进行机构创新设计提供了一条途径；后者是研究如何将现有机构依次拆成基本杆组、原动件及机架，以便对机构进行结构分类。 第三章平面机构的运动分析 1．基本概念：速度瞬心、绝对速度瞬心和相对速度瞬心（数目、位置的确定），以及“三心定理”。 2．瞬心法在简单机构运动分析上的应用。 3．同一构件上两点的速度之间及加速度之间矢量方程式、组成移动副两平面运动构件在瞬时重合点上速度之间和加速度的矢量方程式，在什么条件下，可用相对运动图解法求解？ 4．“速度影像”和“加速度影像”的应用条件。 5．构件的角速度和角加速度的大小和方向的确定以及构件上某点法向加速度的大小和方向的确定。 6．哥氏加速度出现的条件、大小的计算和方向的确定。 第四章平面机构的力分析 1．基本概念：“静力分析”、“动力分析”及“动态静力分析” 、“平衡力”或“平衡力矩”、“摩擦角”、“摩擦锥”、“当量摩擦系数”和“当量摩擦角”（引入的意义）、“摩擦圆”。 2．各种构件的惯性力的确定： ①作平面移动的构件； ②绕通过质心轴转动的构件； 机械原理 课程设计说明书 题目六杆机构运动分析 学院工程机械学院 专业机械设计制造及其自动化 班级机制三班 设计者秦湖 指导老师陈世斌 2014年1月15日 目录 一、题目说明??????????????????????????????????????????????????? 2 1、题目要求????????????????????????????????????????????? 3 2、原理图????????????????????????????????????????????? 3 3、原始数据????????????????????????????????????????????? 3 二、结构分析??????????????????????????????????????????????????? 4 三、运动分析????????????????????????????????????????????????? 5 1、D点运动分析?????????????????????????????????? 8 2、构件3运动分析??????????????????????????????????9 3、构件4运动分析??????????????????????????????????9 4、点S4运动分析??????????????????????????????????10 四、结论?????????????????????????????????????????????????????10 五、心得体会?????????????????????????????????????????????????????10 六、参考文献?????????????????????????????????????????????????????11 机械原理大作业 ——10A 班级：姓名：学号： 位置方程 利用两个封闭图形ABDEA 和EDCGE ，建立两个封闭矢量方程，由此可得： ? ??+=++=+' s l l s l l l l 56431 643(1) 把(1)式分别向x 轴、y 轴投影得： ??? ? ? ??=+=++=++=+ h l l s l l l h s l l h s l 334 45 334411133441 123344sin sin cos cos sin sin sin cos cos cos θθθθθθθθθθ(2) 在（2）式中包含3s 、5s 、3θ、4θ四个未知数，消去其中三个可得到只含4θ一个未知数 方程： [][]{}[ ] [] sin sin sin 2sin cos cos sin sin 2 441112 3 442 4 2242 441122 44111 =-+--+-++-+θθθθθθθθl l h l hl h l l l h l l h (3) 当1θ取不同值时，用牛顿迭代法解(3)式，可以求出每个4θ的值，再根据方程组(2)可以求出其他杆件的位置参数3s 、5s 、3θ的值： ? ?? ? ???-+=+=-= 3 4 41113334453 4 43sin sin sin cos cos )sin arcsin( θθθθθθθl l h s l l s l l h (4) 速度方程 对(2)式对时间求一次导数并把结果写成矩阵的形式得： ????????????-=????????????? ???????? ??? ? ?-----00cos sin 0 cos cos 01sin sin 00cos cos sin 0sin sin cos 11 111 434 43344334 43334 4333θθωωωθθθθθθθθθθl l v v l l l l l s l s C e B (5) 其中C v 为刨刀的水平速度，v e B 为滑块2相对于杆3的速度。由于每个1θ对应的3s 、3θ、 4θ已求出，方程组式（5）的系数矩阵均为常数，采用按列选主元的高斯消去法可求解（式 5）可解得角速度ω3、ω4、e B v 、 C v 加速度方程 把（5）对时间求导得矩阵式： 机械原理课程设计——牛头刨床（1）待续 2008-11-21 02:13 目录 一、概述 §1.1、课程设计的题目---------------------------------------2 §1.2.、课程设计的任务和目的-----------------------------2 §1.3、课程设计的要求---------------------------------------3 §1.4、课程设计的数据---------------------------------------3 二、运动分析及程序 §2.1、拆分杆组------------------------------------------------4 §2.2、方案分析------------------------------------------------4 §2.3、程序编写过程------------------------------------------5 §2.4、程序说明------------------------------------------------6 §2.5、C语言编程及结果------------------------------------6 §2.6、位移，速度，加速度图------------------------------10 三、各运动方案的分析与评价 §3.1 方案一的运动分析和评价--------------------------12 §3.2 方案二的运动分析和评价--------------------------13 §3.3 方案三的运动分析和评价--------------------------15 §3.4 方案四的运动分析和评价--------------------------16 四、小结--------------------------------------- 19 五、参考文献---------------------------------20 一、概述 §1.1．课程设计的题目 此次课程设计的题目是：牛头刨床的主传动结构的设计. §1.2．课程设计的任务和目的 1）任务： 1 牛头刨床的机构选型、运动方案的确定； 2 导杆机构进行运动分析； 3 导杆机构进行动态静力分析； 根据要求发挥自己的创新能力，设计4到5种牛头刨床的主传动机构，使其可以满足牛头刨床的传动需要。 2）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。其目的是以机械原理课程的学习为基础，进一步巩固和加深所学的基本理论、基本概念和基本知识，培养学生分析和解决与本课程有关的具体机械所涉及的实际问题的能力，使学生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，并进一步提高计算、分析，计算机辅助设计、绘图以及查阅和使用文献的综合能力。 §1.3．课程设计的要求 牛头刨床的主传动的从动机构是刨头，在设计主传动机构时，要满足所设计的机构要能使牛头刨床正常的运转，同时设计的主传动机构的行程要有急回运动的特性，以及很好的动力特性。尽量是设计的结构简单，实用，能很好的实现传动功能。 §1.4．课程设计的数据 方案导杆机构的运动分析导杆机构的动态静力分析 摘要 机械原理课程是高等学校机械类近机类专业本、专科学生较全面地运用已学过的知识，特别是机械原理部分已学过的知识的知识第一次较全面地对一项工程实际的应用问题从任务分析、调查研究、方案比较、方案确定、绘制出机构运动简图、进行机械运动和动力学分析与设计的基本训练，是该课程的一个重要实践环节。其目的在于运用已学过的知识培养学生创新能力，用创新思想确定出解决工程实际问题的方案及其有关尺寸，并学会将方案绘制出机构运动简图的能力。培养学生对确定的机构运动简图进行机构运动分析及动力分析，学会按任务进行调研、实验、查阅技术资料、设计计算、制图等基本技能。并进一步提高计算、分析，计算机辅助设计、绘图以及查阅和使用文献的综合能力，学会运用团队精神，集体解决技术难点的能力。 目录 一、设计任务 (1) 1.1、牛头刨床的机构简介 (1) 1.2、原始数据及设计要求 (2) 1.3、设计内容 (3) 1.4、画机构的运动简图 (3) 二、导杆机构的运动分析 (4) 2.1、速度分析 (4) 2.2、加速度分析 (5) 三、导杆机构的动态静力分析 (7) 3.1、运动副反作用力分析 (7) 3.2、曲柄平衡力矩分析 (7) 总结 (8) 参考文献 (9) 一、设计任务 1.1、牛头刨床的机构简介 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图所示。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，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，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。 牛头刨床导杆机构的运动分析 目录 1设计任务及要求…………………………… 2 数学模型的建立…………………………… 3 程序框图…………………………………… 4 程序清单及运行结果……………………… 5 设计总结…………………………………… 6 参考文献…………………………………… 机械原理课程设计任务书（一） 姓名郭娜专业机械工程及自动化班级机械08-3班学号0807100305 五、要求： 1）作机构的运动简图（A4或A3图纸）。 2）用C语言编写主程序调用子程序，对机构进行运动分析，并打印出程序及计算结果。 3）画出导轨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。 指导教师： 开始日期：2010年7月10 日完成日期：2010 年7月16日 1. 设计任务及要求 要求 （1）作机构的运动简图。 （2）用C语言编写主程序调用子程序，对机构进行运动分析，动态显示，并打印程序及运算结果。 （3）画出导轨的角位移Ψ，角速度Ψ’，角加速度Ψ”。 （4）编写设计计算说明书。 二、数学模型 如图四个向量组成封闭四边形，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=arctan acosa asina d + (5) b= 2adsina d a 22++ (6) 将（2）对时间求一阶导数得 ω2=β’= b a ω1cos(α-β) (7) υc =b ’=-a ω1sin(α-β) (8) 将（2）对时间求二阶导数得 ε3=β”= b 1[a ε1cos(α-β)- a ω2 1sin(α-β)-2υc ω2] （9) a c = b ”=-a ε1sin(α-β)-a ω2 1cos(α-β)+b ω2 2 (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 目录 第一部分：六杆机构运动与动力分析 一．机构分析分析类题目 3 1分析题目 3 2.分析内容 3 二．分析过程 4 1机构的结构分析 4 2.平面连杆机构运动分析和动态静力分析 5 3机构的运动分析8 4机构的动态静力分析18 三．参考文献21 第二部分：齿轮传动设计 一、设计题目22 二、全部原始数据22 三、设计方法及原理22 1传动的类型及选择22 2变位因数的选择22 四、设计及计算过程24 1.选取两轮齿数24 2传动比要求24 3变位因数选择24 4.计算几何尺寸25 五．齿轮参数列表26 六．计算结果分析说明28 七．参考文献28 第三部分：体会心得29 一.机构分析类题目3（方案三） 1.分析题目 对如图1所示六杆机构进行运动与动力分析。各构件长度、构件3、4绕质心的转动惯量如表1所示，构件1的转动惯量忽略不计。构件1、3、4、5的质量G1、G3、G4、G5，作用在构件5上的阻力P工作、P空程，不均匀系数δ的已知数值如表2所示。构件3、4的质心位置在杆长中点处。 2.分析内容 （1）对机构进行结构分析； （2）绘制滑块F的运动线图（即位移、速度和加速度线图）； （3）绘制构件3角速度和角加速度线图（即角位移、角速度和角加速度线图）； （4）各运动副中的反力； （5）加在原动件1上的平衡力矩； （6）确定安装在轴A上的飞轮转动惯量。 图1 六杆机构 二.分析过程： 通过CAD制图软件制作的六杆机构运动简图： 图2 六杆机构 CAD所做的图是严格按照题所给数据进行绘制的。并机构运动简图中活动构件的序号从1开始标注，机架的构件序号为0。每个运动副处标注一个字母，该字母既表示运动副，也表示运动副所在位置的点，在同一点处有多个运动副，如复合铰链处或某点处既有转动副又有移动副时，仍只用一个字母标注。见附图2所示。 1.机构的结构分析 如附图1所示，建立直角坐标系。机构中活动构件为1、2、3、4、5，即活动构件数n=5。A、B、C、D、F处运动副为低副（5个转动副，2个移动副），共7个，即P l=7。则机构的自由度为：F=3n-2P l=3Χ5-2Χ7=1。 ，转速为n1，如附图3-a所示；（2）拆基本杆组：（1）标出原动件1，其转角为φ 1, 试拆出Ⅱ级杆组2—3，为RPR杆组，如附图3-b所示；（3）拆出Ⅱ级杆组4—5，为RRP 杆组，如附图3-c所示。由此可知，该机构是由机架0、原动件1和2个Ⅱ级杆组组成，故该机构是Ⅱ级机构。 课程设计说明书—牛头刨床 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。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。刨刀每次削完一次，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，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，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，故需安装飞轮来减少主轴的速度波动，以提高切削质量和减少电动机容量。 图1-1 1．导杆机构的运动分析 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。 1.1设计数据 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。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，称工作切削。此时要求速度较低且均匀，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，以提高生产效率。为此刨床采用急回作用得导杆机构。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与棘轮机构带动螺旋机构，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，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，故需装飞轮来减小株洲的速度波动，以减少切削质量和电动机容量。 设计 导杆机构的运动分析 内容 符号n2L O2O4L O2A L o4B L BC L o4s4xS6yS6 mm 单位r/mi n 方案 60 380 110 540 0.25l o4B0.5 l o4B240 50 Ⅲ 1.2曲柄位置的确定 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。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个比较完整的概念。 牛头刨床机械原理课程设 计方案一位置和位置 Last updated on the afternoon of January 3, 2021 课程设计说明书 学院:_________xxxxxxxxxxxxxxx__ 班级:xxxxxxxxxxxxx 学生姓名: xxx 学号:xxxxxxxxxxx 设计地点（单位）___________xxxxxxxxxxxxxxxxxx ____________ 设计题目:_____________牛头刨床__________________________ 完成日期： 2015年 7 月 10日 成绩(五级记分制):______ __________ 教师签名:_________________________ 年月日 设计数据 (2) 1、概述 牛头刨床简介 (3) 运动方案分析与选择 (4) 2、导杆机构的运动分析 位置4的速度分析 (6) 位置4的加速度分析 (7) 位置9的速度分析 (11) 位置9的加速度分析 (12) 3、导杆机构的动态静力分析 位置4的惯性力计算 (15) 杆组5,6的动态静力分析 (15) 杆组的动态静力分析 (16) 平衡力矩的计算 (17) 4、飞轮机构设计 驱动力矩 (19) 等效转动惯量 (19) 飞轮转动惯量 (20) 5、凸轮机构设计 (22) 6、齿轮机构设计 (26) 1.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： 第二章平面机构的结构分析 １．填空题： （1）机构具有确定运动的条件是；根据机构的组成原理，任何机构都可看成是由和组成的。 （2）由M个构件组成的复合铰链应包括个转动副。 （3）零件是机器中的单元体；构件是机构中的单元体。 （4）构件的自由度是指；机构的自由度是指。 （5）在平面机构中若引入一个高副将引入个约束，而引入一个低副将引入个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是。 （6）一种相同的机构组成不同的机器。 Ａ.可以 B.不可以 （7）Ⅲ级杆组应由组成。 A.三个构件和六个低副； B．四个构件和六个低副； C.二个构件和三个低副。（8）内燃机中的连杆属于。 A．机器 B.机构 C.构件 （9）有两个平面机构的自由度都等于１，现用一个有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构，这时自由度等于。 A .0 B.1 C.2 （10）图1.10所示的四个分图中，图所示构件系统是不能运动的。 2．画出图1.11所示机构的运动简图。 3．图1.12所示为一机构的初拟设计方案。试求： （1）计算其自由度，分析其设计是否合理?如有复合铰链，局部自由度和虚约束需说明。（2）如此初拟方案不合理，请修改并用简图表示。 4．计算图1.13所示机构的自由度，判断是否有确定运动；若不能，试绘出改进后的机构简图。修改的原动件仍为AC杆（图中有箭头的构件）。 5．计算图1.14所示机构的自由度。 6．计算图1.15所示机构的自由度。 7．计算图1.16所示机构的自由度。 8．判断图1.17所示各图是否为机构。 9．计算图1.18所示机构的自由度。 10．计算图1.19所示机构的自由度。 机械原理大作业 ——10A 班级：机械113 姓名：姚小龙 学号：201106263 位置方程 利用两个封闭图形ABDEA 和EDCGE ，建立两个封闭矢量方程，由此可得： ? ??+=++=+' s l l s l l l l 56431 643 (1) 把(1)式分别向x 轴、y 轴投影得： ???? ? ? ?=+=++=++=+ h l l s l l l h s l l h s l 334 45 334411133441 12334 4sin sin cos cos sin sin sin cos cos cos θθθθθθθθθθ (2) 在（2）式中包含3s 、5s 、3θ、4θ四个未知数，消去其中三个可得到只含4θ一个未知数 方程： [][]{}[ ] [] sin sin sin 2sin cos cos sin sin 2 441112 3 442 4 2242 441122 44111 =-+--+-++-+θθθθθθθθl l h l hl h l l l h l l h (3) 当1θ取不同值时，用牛顿迭代法解(3)式，可以求出每个4θ的值，再根据方程组(2)可以求出其他杆件的位置参数3s 、5s 、3θ的值： ? ?? ? ???-+=+=-= 3 4 41113334453 4 43sin sin sin cos cos )sin arcsin(θθθθθθθl l h s l l s l l h (4) 速度方程 对(2)式对时间求一次导数并把结果写成矩阵的形式得： ????????????-=?????? ??????????????? ??? ? ?-----00cos sin 0 cos cos 01sin sin 00cos cos sin 0sin sin cos 11 111 434 43344334 43334 4333θθωωωθθθθθθθθθθl l v v l l l l l s l s C e B (5) 其中C v 为刨刀的水平速度，v e B 为滑块2相对于杆3的速度。由于每个1θ对应的3s 、 3θ、4θ已求出，方程组式（5）的系数矩阵均为常数，采用按列选主元的高斯消去法可求解（式 5）可解得角速度ω3、ω4、e B v 、 C v 加速度方程 设计题目牛头刨床及减速 机构 机电系机械设计专业08机械一班 2010年6月26日 目录 一、课程设计的目的和任务 二．牛头刨床工作原理与结构组成 三．原动机的选择与比较 四．减速机构的选择与比较 五．执行机构的选择与比较 六．机械运动系统方案的确定并绘制机构运动简图 七．确定机构尺寸、参数、运动分析及参数计算 八. 收获体会 九．主要参考资料 牛头刨床设计的分析与综合 一、课程设计的目的和任务 1、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。其目的是以机械原理课程的学习为基础，进一步巩固和加深所学的基本理论、基本概念和基本知识，培养学生分析和解决与本课程有关的具体机械所涉及的实际问题的能力，使学生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，并进一步提高计算、分析，计算机辅助设计、绘图以及查阅和使用文献的综合能力。 2、任务 本课程设计的任务是对牛头刨床的机构选型、运动方案的确定；对导杆机构进行运动分析和动态静力分析。 二、牛头刨床工作原理与结构组成 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。三．原动机的选择与比较 传动系统的作用通常是实现减速、增速和变速，有时也用作实现运动形式的转换，并且在传递运动的同时，将原动机的输出功率和转矩传递给执行机构。 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103 学号：20100201104 学生：丁欢鹏 指导老师：崔晓玉 青岛理工大学琴岛学院教务处 2012年12月11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 学生姓名丁欢鹏学号20100201104 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........................................... I 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) 第2章机构的结构分析 1．判断题 （1）机构能够运动的基本条件是其自由度必须大于零。 （错误 ） （2）在平面机构中，一个高副引入两个约束。 （错误 ） （3）移动副和转动副所引入的约束数目相等。 （正确 ） （4）一切自由度不为一的机构都不可能有确定的运动。 （错误 ） （5）一个作平面运动的自由构件有六个自由度。 （错误 ） 2．选择题 (1) 两构件构成运动副的主要特征是（ D ）。 A ．两构件以点线面相接触 B ．两构件能作相对运动 C ．两构件相连接 D ．两构件既连接又能作一定的相对运动 (2) 机构的运动简图与（ D ）无关。 A ．构件数目 B ．运动副的类型 C ．运动副的相对位置 D ．构件和运动副的结构 (3) 有一构件的实际长度0.5m L =，画在机构运动简图中的长度为20mm ，则画此机 构运动简图时所取的长度比例尺l μ是（ D ）。 A ．25 B ．25mm/m C ．1:25 D ．0．025m/mm (4) 用一个平面低副连接两个做平面运动的构件所形成的运动链共有（B ）个自由度。 A ．3 B ．4 C ．5 D ．6 (5) 在机构中，某些不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束为（A ）。 A ．虚约束 B ．局部自由度 C ．复合铰链 D ．真约束 (6) 机构具有确定运动的条件是（ D ）。 A ．机构的自由度0≥F B ．机构的构件数4≥N C ．原动件数W ＞1 D ．机构的自由度F ＞0, 并且=F 原动件数W (7) 如图2-34所示的三种机构运动简图中，运动不确定是( C )。 A ．（a ）和（b ） B ．（b ）和（c ） C ．（a ）和（c ） D ．（a ）、（b ）和（c ） (8) Ⅲ级杆组应由（ B ）组成。 (a) (c) (b) 图2-34 牛头刨床设计 一、设计题目 (a) (b) 图 3-18 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图3－18a 。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，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，刨刀切削，称空回行程。此时要求速度较高，以提高生产率。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H 05.0的空刀距离，见图3-18b )，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。 二、设计数据，见表3-1和表3-2 表3-1 方案 导杆机构的运动分析 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 S4 r/min mm N mm kg.m 2 1 60 380 110 540 0.25 l O4B 0.5l O4B 240 50 200 700 7000 80 1.1 2 64 350 90 580 0. 3 l O4B 0.5l O4B 200 50 220 800 9000 80 1.2 3 72 430 110 810 0.36 l O4B 0.5l O4B 180 40 220 620 8000 100 1.2 表3-2 方案 飞轮转动惯量的确定 凸轮机构设计 齿轮机构的设计 δ n O’ z 1 z O ’ z 1’ J O2 J O1 J O" J O ’ ψmax l O9D [α] Ф Фs Ф’ d O ’ d O" m 12 m O"1’ α r/min Kg.m 2 o mm o mm o 1 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 2 0.15 1440 1 3 16 40 0.5 0. 4 0.2 5 0.2 15 135 38 70 10 70 100 300 6 4 20 课程设计说明书 学院:_________xxxxxxxxxxxxxxx__ 班级:xxxxxxxxxxxxx 学生姓名: xxx 学号:xxxxxxxxxxx 设计地点（单位）___________xxxxxxxxxxxxxxxxxx ____________ 设计题目:_____________牛头刨床__________________________ 完成日期：2015年7 月10日 成绩(五级记分制):______ __________ 教师签名:_________________________ 年月日 设计数据 (2) 1、概述 1.1 牛头刨床简介 (3) 1.2 运动方案分析与选择 (4) 2、导杆机构的运动分析 2.1 位置4的速度分析 (6) 2.4 位置4的加速度分析 (7) 2.3 位置9的速度分析 (11) 2.4 位置9的加速度分析 (12) 3、导杆机构的动态静力分析 3.1 位置4的惯性力计算 (15) 3.2 杆组5,6的动态静力分析 (15) 3.3 杆组3.4的动态静力分析 (16) 3.4 平衡力矩的计算 (17) 4、飞轮机构设计 4.1 驱动力矩 (19) 4.2 等效转动惯量 (19) 4.3 飞轮转动惯量 (20) 5、凸轮机构设计 (22) 6、齿轮机构设计 (26) 1.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。要求学生根据设计任 务，绘制必要的图纸，编写说明书。 三、械原理课程设计的方法： 机械原理课程设计的方法大致可分为图解法和解析法两种。图解法几何概念较清晰、直观；解析法精度较高。根据教学大纲的要求，本设计主要应用图解法进行设计。 1.1牛头刨床的简介 一．机构简介： 机构简图如下所示：机械原理课程设计-牛头刨床(完整图纸)
牛头刨床设计 机械原理课程设计
(完整版)机械原理知识点归纳总结
机械原理课程设计六杆机构运动分析
机械原理大作业-牛头刨床运动分析(附图)
机械原理课程设计——牛头刨床
牛头刨床-机械原理
机械原理课程设计牛头刨床导杆机构
机械原理课程设计--六杆机构运动与动力分析
牛头刨床机械原理课程设计5、12点
牛头刨床机械原理课程设计 全是受力图
牛头刨床机械原理课程设计方案一位置和位置
重庆大学机械原理结构分析习题3第二章 平面机构的结构分析
牛头刨床运动分析 机械原理剖析
机械原理课程设计--牛头刨床设计的分析与综合
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
机械原理机构的结构分析复习题
机械原理牛头刨床设计
牛头刨床机械原理课程设计方案一位置和位置