牛头刨床机械原理课程设计方案一位置和位置Word格式.docx
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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：
牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如上图所示。
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1-2-3-4-5-6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，以提高生产效率。
因此，刨床采用具有急回特性的导杆机构。
刨刀每切削完成一次，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。
1.2运动方案分析与选择
运动机构简图
方案分析:
1.机构具有确定运动.
自由度为F=3n-（2Pl+Ph）=3×
5-（2×
7+0）=1;
2.通过曲柄带动摆杆导杆机构和滑块使刨刀往复运动,实现切削功能,能满足功能要求.
3.工作性能,工作行程中刨刀速度较慢,变化平缓,符合切削要求,摆动导杆机构使其有急回作用,可满足任意行程速比系数k的要求;
4.传递性能,机构传动转角为90°
传动性能好,能承受较大的载荷,机构运动链较长,传动间隙较大;
5.动力性能,传动平稳,冲击震动较小
6.结构和理性,结构简单合理,尺寸和质量也较小,制造和维修也较容易
7.经济性,无特殊工艺和设备要求,成本较低.
综上所述,选该方案.
2．导杆机构的运动分析（位置2号和4号）
（选择方案一）
设计
内容
导杆机构的运动分析
导杆机构的动态静力分析
符号
n2
L0204
L02A
L04B
LBC
L04S4
XS6
YS6
G4
G6
P
YP
JS4
单位
r/min
mm
N
kgm2
方
案
Ⅰ
60
380
110
540
0.25
0.5
240
50
200
700
7000
80
1.1
Ⅱ
64
350
90
580
0.3
220
800
9000
1.2
Ⅲ
72
430
810
0.36
180
40
620
8000
100
2.1位置2的速度分析
数据：
n2=60r/min,LO2O4=380mm,LO2A=110mm,LO4B=540mm,LBC=0.25LO4B,LO4S4=0.5LO4B
对位置2：
选取尺寸比例尺μl=0.001m/mm，作机构运动简图。
Lo4A=0.41899m
速度分析：
取构件3和4的重合点（A2，A3，A4）进行速度分析。
对构件2：
VA2=ω2·
LO2A=（60X2π）/60x0.11=0.69m/s
对构件3：
构件3和构件2在A处构成转动副，VA3=VA2=0.69m/s
对构件4：
VA4=VA3+VA4A3
大小：
？
0.69？
方向：
⊥AO4⊥AO2//AO4
取速度极点P，速度比例尺μv=0.01（m/s）/mm。
作速度多边形如下图所示。
得：
VA4=0.3237m/s，
=VA4/LO4A=0.3237/0.41899=0.7727rad/s
VA4A3=0.60932m/s（A指向o2）
VB4=
XLO4B=0.7727*0.54=0.4172m/s
VB5=VB4=0.6477m/s
VC5=VB5+VC5B5
0.6477?
//XX⊥o4B⊥CB
作速度多边形如上图所示。
VC5=0.39837m/s
2.2位置2的加速度分析
aA2=w22·
LO2A=6.28*6.28*0.11=4.338224m/s2
构件3和构件2在A处构成转动副，aA3=aA2=4.338m/s2
aA4=aA4n+aA4τ=aA3+aA4A3k+aA4A3r
?
ω42lO4A?
√√?
B→A⊥O4BA→O2⊥O4B//O4B
取加速度极点p’，加速度比例尺μa=0.01（m/s2）/mm。
aA4A3k=2ω4υA4A3=2*0.7727*0.60932=0.94164m/s2
=
=0.7727*0.7727*0.41899=0.2502m/s2
作加速度多边形如上图所示。
=2.8894m/s2，=2.90m/s2
2.8894/0.41899=6.8967
6.896*0.54=3.72384m/s2
0.7727*0.7727*0.54=0.3324m/s
对构件5：
:
aC5=aB5n+aB5t+aC5B5n+aC5B5τ
大小:
√√√？
∥xxB→O4⊥BO4⊥CBC→B
=3.7368m/s2,
==3.7368m/s2
计算结果
VA2=0.69m/s
VA4=0.3237m/s
=0.7727rad/s
VA4A3=0.60932m/s
VB4=0.4172m/s
VC5=0.39837m/s
aA2=4.338m/s2
aA3=4.338m/s2
aA4A3k=0.94164m/s2
=0.2502m/s
=2.8894m/s2=2.90m/s2
6.8967
aB4τ=3.72384m/s2
aB4n=0.332`
=23.7368m/s2,
2.3位置4的速度分析
对位置4：
Lo4A=0.48633m
√？
VA4
=VA4/LO4A=0.67212/0.48633=1.382rad/s（顺时针）
VA4A3=0.15607m/s（A指向o2）
XLO4B=1.382*0.54=0.74628m/s
VB5=VB4=0.74628m/s
√?
VC5=0.74845m/s
2.4位置4的加速度分析
aA4A3k=2ω4υA4A3=2*1.382*0.15607=0.4314m/s2
=1.382*1.382*0.48633=0.92889m/s2
=0.5498m/s2，=1.1079m/s2
0.5498/0.48633=1.1305
1.1305*0.54=0.61407m/s2
1.382*1.382*0.54=1.03136m/s
=0.6176m/s2,
==0.6176m/s2
=1.382rad/s
VA4A3=0.15607m/s
VB4=0.74628m/s
VC5=0.74845m/s
aA4A3k=0.4314m/s2
=0.92889m/s
=0.5498m/s2=1.1079m/s2
1.1305
aB4τ=0.61407m/s2
aB4n=1.03136m/s`
=0.6176m/s2,
3、导杆机构的动态静力分析（位置2号）
G4=200N，G6=700N，P=7000N,JS4=1.1kg.m2
位置2：
对各构件进行受力分析，按静定条件将机构分解为两个基本杆组及作用有未
知平衡力的构件2，并有杆组进行分析。
3.1位置2的惯性力计算
对构件4:
惯性力FI4=m4·
aS4=（G4/g）·
aS4=200/9.8*1.868=38.112N，
对构件6:
惯性力FI6=m6·
aC6=（G6/g）·
aC6=700/9.8*3.718=265.57N，
3.2杆组5,6的动态静力分析
示力体
力多边形
又ΣF=P+G6+FI6+FR45+FR16=0，作为多边行如图所示，μN=10N/mm。
由力多边形可得：
FR45=FR45·
μN=10*727.9=7279N
FR16=FR16·
μN=10*104.42=1044.2N
3.3杆组3,4的动态静力分析
示力体如下图
MS4=JS4·
αS4=7.579N·
m（逆时针）
对O4点取矩得：
ΣMo4=FR54*hO4B+MS4+FI4*hls4A+G4cos80hS4A-FR23ho4A。
=0
FR23=9021.68N
由ΣF=0，作力的多边形如上图所示，μN=10N/mm。
Fr14=2823N
FR12=FR32=FR23=9021.68N
3.4平衡力矩的计算
在右图中，对o2点取矩得：
ΣMo2=9021.6814*0.05162=464.43N.m
FI4=38.112N
FI6==265.57N
FR45=7279N
FR16=1044.2N
FR54=7279N
Mo2=464.43N.m
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