[牛头刨床机构运动及动力分析]

编号：JYKS-JX-17-4-6 **大学普通高等教育 机械原理课程设计 题目题号：
牛头刨床机构运动及动力分析（C10） 学 院：
机电工程学院 专业班级：
机械174 学生姓名：
** 指导教师：
** 成 绩：
2019年 7 月 1 日 目 录 课程设计题目、内容及其目的···········································································1 第1章 机构简介与设计数据···········································································2 1.1 机构简介C10位置简图及原理··········································································2 1.2 设计数据··············································································3 第2章 连杆分析··············································································4 2.1 连杆机构的运动分析·············································································4 2.2 对C10位置速度分析··············································································4 2.3 对C10位置加速度分析··············································································5 2.4 静力分析··············································································7 结论··················································································10 参考文献······················································································ 11 致谢······························································································12 课程设计题目、内容及其目的 题目 牛头刨床机构运动及动力分析(C10) 内容 牛头刨床主传动机构运动简图设计及分析，计算牛头刨床主传动机构在指定位置的速度、加速度、受力，绘制机构运动简图、速度多边形、加速度多边形、受力分析图、力多边形，以上内容手绘在A1图纸上，并整理说明书。

目的 （1） 学会机械运动简图设计的步骤和方法；

（2） 巩固所学的理论知识，掌握机构分析与综合的基本方法；

（3） 培养学生使用技术资料，计算作图及分析与综合能力；

（4） 培养学生进行机械创新设计的能力。

第1章 机构简介与设计数据 1.1 机构简介C10位置简图及原理 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床。如图（a）所示，刨床工作时由导杆机构1、2、3、4、5带动刨头5和刨刀6往复切削运动。工作行程时，刨刀速度要求平稳；
空回行程时，刨刀要快速退回，即要有急回作用。切削阶段刨刀应近似匀速运动，以提高刨刀的使用寿命和工件的表面加工质量。切削阻力如图（b）所示。

a)牛头刨床机构简图 b)阻力线圈 图1-1 牛头刨床机构简图，阻力线圈 1.2 设计数据 表 1-1 导杆机构的设计及运动分析数据 符号 单位 数据 r/min 60 mm 380 mm 110 mm 540 mm 0.25 mm 0.5 mm 240 mm 50 表 1-2 导杆机构的动态分析数据 符号 单位 数据 N 200 N 700 N 7000 mm 80 1.1 第2章 连杆分析 2.1 连杆机构的运动分析 以C为原点定出坐标系，根据尺寸分别定出A点，B点，D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，将曲柄圆作12等分的位置（如图2-1所示）。

图 2-1 C10 位置示意图 2.2对位置10速度分析 速度分析：取速度比例尺μa=0.01(m/s)/mm 对于B点：
VB3 = VB2 + VB2B3 大小：
？ √ ？ 方向：
⊥DC ⊥AB //CD VB2= LAB·ω2=0.11×6.28=0.6908m/s 按比例尺μ=0.01(m/s)/mm绘制速度多边形,在图中量取VB3和VB2B3的长度数值。

则：
VB3=63.38×μ=63.38×0.01=0.6338m/s VB2B3=27.48μ=0.2748m/s VD=ω3×LCD=2.29×0.54= 1.2366 m/s 对于E点：
VE = VD + VED 大小：
？ √ ？ 方向：
//XX’ ⊥CD ⊥ED VE=122×μ=1.22m/s VED=14.26×μ=0.1426m/s 图 2-2 速度分析图 2.3 对 C10 位置加速度分析 对于B点：取加速度比例尺μa=0.01(m/s2)/mm aB3= aB3n + aB3t = aB2 + aB2B3k + aB2Br3 方向：
B→C ⊥CD B→A ⊥CD //CD 大小：
√ ？ √ √ ? 由于：
根据图2-2可得：
另外还可得出：
对于E点：
aE = aD + aEDn + aEDt 方向：
// D→C E→D ⊥DE 大小：
？ √ √ ？ 已知：
根据加速度图可得：
加速度分析图：
图 2-3 加速度分析图 2.4对位置10点进行静力分析 取“10”点为研究对象，分离4、5构件进行运动静力分析，作组力体图。

已知：
G5=700N（g=10N/kg），=7.0900m/s2 设与水平导轨的夹角为，可测得的大小为。

由：
图 2-4 4、5 构件运动静力分析图 分离2,3构件进行运动静力分析,如图 2-5所示。

图 2-5 2,3 杆组受力分析图 已知：
FR34=FR43=，G3=200N 由此可得：
MI3=-JS3×α3=-1.1×12=13.2N.m 根据：
Mc=G3×h1+FI3×h2+FR43×h3+MI3-FR23×h4=0 其中,，，，分别为,,,作用于的距离（其大小可以测得）。

可以求得：
=1027N 作力的多边形如图2-6所示。

图 2-6 力的多边形示意图 由图2-7可得：
FRI3= 255 N 对曲柄2进行运动静力分析，作组力体图。

作用于A的距离为h，其大小为0.1m。

所以曲柄上的平衡力矩为：
M=FR32×0.1=102.7N.m 方向为逆时针。

图 2-7曲柄2受力示意图 结 论 这次课程设计是对牛头刨床机构运动及动力分析，知道课题后就开始查阅资料，在一周的时间对C12位置的速度、加速度进行了分析，并且对各杆进行了静态分析，通过图解法与公式对速度和加速度进行了计算，通过 CAD 进行机绘 A1 速度，加速度，静力分析，并且统计本组数据绘出滑块速度、加速度、运动曲线图，最后整理完毕图标，并且手绘一张 A1 图纸。

参考文献 [1] 孙恒,陈作模.机械原理(第八版)[M].北京:高等教育出版社,2013.08. [2] 王译,程勒.理论力学(第六版)[M].北京:北京高等教育出版社,2002.03. [3] 刘鸿文.材料力学[M].北京:北京高等教育出版社2003.06. [4] 李建新,徐眉举,李东生.计算机绘图基础教程[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2004.10. [5] 王世刚.机械设计实践与创新[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2008.08. 致 谢 本次的课程设计，是由刘萌老师所指导。在这一次的课程设计中，我找到了自己的不足，自己的一些缺点。感谢刘萌老师的挑选的课程设计，让我在这次独立设计中学到了很多关于排版，文档，学术等方面的专业知识。让我在以后的设计应用中打下夯实的基础，也感谢刘萌老师细心的挑出我们组员每个人的小问题小瑕疵，和对我们的严格要求，对我们每个人负责。还要感谢小组的其他成员，在排版上对我的帮助，在这次课程设计的实战中，基本对一些技能熟练的掌握以致于解决更困难的问题，以后我会继续努力，多向老师同学请教和交流，争取做得更好。