机械原理课程设计说明书设计题目：牛头刨床设计学校：广西科技大学院（系）：汽车与交通学院班级：车辆131班姓名： M J学号：指导教师：时间：1、机械原理课程设计的目的和任务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学生第一次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。
起目的在于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，具备计算，和使用科技资料的能力。
在次基础上，初步掌握电算程序的编制，并能使用电子计算机来解决工程技术问题。
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。
动态静力分析，并根据给定的机器的工作要求，在次基础上设计；或对各个机构进行运动设计。
要求根据设计任务，绘制必要的图纸，编制计算程序和编写说明书等。
2、机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。
图解法几何概念比较清晰、直观；解析法精度较高。
3、机械原理课程设计的基本要求1．作机构的运动简图，再作机构两个位置的速度，加速度图，列矢量运动方程；2．作机构两位置之一的动态静力分析，列力矢量方程，再作力的矢量图；3.用描点法作机构的位移，速度，加速度与时间的曲线。
4、设计数据表1-15、机构简介牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，由导杆机构2-3-4-5-6（有急回作用）带动刨头6和刨刀作往复运动。
刨头自左向右称工作行程；刨头自右向左称空回行程，回空行程无切削阻力。
6、选择设计方案（1）机构运动简图图1-1（2）选择表1-1中方案Ⅰ7、机构运动分析a、曲柄位置“7”速度分析。
因构件2和3在A处的转动副相连，故υA3=υA2，其大小等于ω2l O2A，方向垂直于O2 A线，指向与ω2一致。
ω2=2πn2/60 =6.28319rad/sυA3=υA2=ω2·l O2A=6.28319×0.11=0.6911509m/s（⊥O2A）取构件3和4的重合点A进行速度分析。
列速度矢量方程，得υA4 = υA3+ υA4A3大小? √?方向⊥O4A⊥O2A∥O4B取速度极点P，速度比例尺μ1=0.01 (m/s)/mm ,作速度多边形如图1-2则由图1-2知，υA4=4Pa·μ1= 35.7701×0.01=0.357701m/sυA4A3=4a·μ1=59.1387×0.01=0.591387m/s3a由速度影像定理求得:υB5=υB4=υA4·L O4B/L O4A=0.357701×0.540/0.4250888=0.45439m/s 又ω4=υA4/ l O4A=0.841474rad/s取5构件作为研究对象，列速度矢量方程，得：υC5=υB5+υC5B5大小? √?方向∥XX⊥O4B⊥BC取速度极点P，速度比例尺μ1=0.01(m/s)/mm,则由图1-2知，υC5=5Pc·μ1=44.4554×0.01=0.444554m/sυC5B5=55cb·μ1=11.2405×.0.01=0.11245m/sωCB=υC5B5/l CB= 0.112405/0.135=0.83263rad/s图1-2b.加速度分析：取曲柄位置“7 ”进行加速度分析。
因构件2和3在A点处的转动副相连，故a n A2=a n A3,其大小等于ω22l O2A,方向由A指向O2。
ω2=6.28319rad/s,a n A3=a n A2=ω22·L O2A=6.283192×0.11=4.34263m/s2a n A4=ω42·L O4A=0.8414742×0.4250888=0.30099m/s2取3、4构件重合点A为研究对象，列加速度矢量方程得：a A4 = a n A4+ a A4τ= a A3n + a A4A3K + a A4A3r大小:? ω42·L O4A ? ω22·L O2A√?方向：B→A ⊥O4B A→O2⊥O4B∥O4B取速度极点P'，速度比例尺μ2=0.1 (m/s)/mm ,作速度多边形如图1-3图1-3由图1-3得：a A4A3K=2ω4·υA4A3=2×0.841474×0.591387=0.99527m/sa A4τ== A4'A4·μ2=27.2051×0.1=2.72051m/s2α4= a A4t/l O4A = 2.72051/0.425088=6.39986 m/s2a A4 = P'A4·μ2 = 27.3712×0.1=2.73712 m/s2用加速度影象法求得a B5 = a B4 =a A4·L O4B/L O4A=2.73712×0.540/0.4250888=3.47702m/s2又a BC n=ω52·L BC =0.832632×0.135=0.093518m/s2取5构件为研究对象,列加速度矢量方程,得a c5= a B5+ a c5B5n+ a c5B5τ大小? √ω52·L BC?方向∥XX √ C→B ⊥BC取加速度极点为P＇,加速度比例尺μ2=0.1（m/s2）/mm,作加速度多边形如图1-4所示.图1-4则由图1-4知, a C5B5t= B5'C5·μ2 =4.8198×0.1 =0.48198m/s2a C5 = P'C5·μ2 =33.6884×0.1m/s2 =3.36884m/s2c、曲柄位置“11”速度分析。
因构件2和3在A处的转动副相连，故υA3=υA2，其大小等于ω2l O2A，方向垂直于O2 A线，指向与ω2一致。
ω2=2πn2/60 =6.28319rad/sυA3=υA2=ω2·l O2A=6.28319×0.11=0.6911509m/s（⊥O2A）取构件3和4的重合点A进行速度分析。
列速度矢量方程，得υA4 = υA3+ υA4A3大小? √?方向⊥O4A⊥O2A∥O4B取速度极点P，速度比例尺μ3=0.01 (m/s)/mm ,作速度多边形如图1-5图1-5则由图1-5知，υA4=4Pa·μ3=65.59×0.01=0.6559m/sυA4A3=43aa·μ3=21.79×0.01=0.2179m/s 由速度影像定理求得:υB5=υB4=υA4·L O4B/L O4A=0.6559×0.540/0.27404=1.29246m/s 又ω4=υA4/ l O4A=0.6559/0.27404=2.39945rad/s取5构件作为研究对象，列速度矢量方程，得υC5=υB5+υC5B5大小? √?方向∥XX⊥O4B⊥BC取速度极点P，速度比例尺μ3=0.01(m/s)/mm,则由图1-5知：υC5=5Pc·μ3=129.52×0.01=1.2952m/sυC5B5=55cb·μ3=11.87×.0.01=0.1187m/sωCB=υC5B5/l CB=0.1187/0.135=0.87926rad/s d、加速度分析：取曲柄位置“ 11”进行加速度分析。
因构件2和3在A点处的转动副相连，故a n A2=a n A3,其大小等于ω22l O2A,方向由A指向O2。
ω2=6.28319rad/s,a n A3=a n A2=ω2·L O2A=6.283192×0.11=4.34263m/s22a n A4=ω2·L O4A=2.399452×0.27404=1.57775m/s24取3、4构件重合点A为研究对象，列加速度矢量方程得：a A4 = a n A4+ a A4τ= a A3n + a A4A3K + a A4A3r 大小:? ω42·L O4A ? √2ω4·υA4A3?方向：B→A ⊥O4B A→O2⊥O4B∥O4B 取速度极点p'，速度比例尺μ4=0.1 (m/s)/mm ,作速度多边形如图1-6图1-6由图1-6得：a A4A3K=2ω4·υA4A3=2×2.39945×0.2179=1.04568m/s2a A4τ== A'A4·μ4=24.18×0.1=2.418m/s2α4= a A4t/l O4A = 2.418/0.27404=8.82353 m/s2a A4 = p'A4·μ4= 28.87×0.1=2.887 m/s2用加速度影象法求得a B5 = a B4 =a A4·L O4B/L O4A=2.887×0.540/0.27404=5.6889m/s2又a BC n=ω52·L BC =0.879262×0.135=0.10437m∕s2取5构件为研究对象,列加速度矢量方程,得a c5= a B5+ a c5B5n+ a c5B5τ大小? √ω52·L BC?方向∥XX √ C→B ⊥BC取加速度极点为P＇,加速度比例尺μ4=0.1（m/s2）/mm则由图1-6知, a B5'C5t= B'C5·μ4=26.5894×0.1 =2.65894m/s2a C5 =P'C5·μ4=49.4984×0.1 =4.94984m/s29、机构运态静力分析导杆机构的动态静力分析已知各构件的重量G（曲柄2、滑块3和连杆5的重量都可忽略不计），导杆4绕重心的转动惯量Js4及切削力F P的变化规律。
要求求各运动副中反作用力及曲柄上所需要的平衡力矩。
取“7”点为研究对象，分离5、6构件进行运动静力分析，作阻力体如图1─7所示。
图1-7已知G6=700N，又a c6=a c5=3.36884m/s2,那么我们可以计算：Fi6=G6/g×a c6 =700/9.8×3.36884=240.631428N 又ΣF=F P+G6+Fi6+F R45+F R16=0，作为多边行如图1-8所示，μ5=50N/mm图1-8由图1-8力多边形可得：F R45=｜F R45｜·μ5=135.2964×50N=6764.82NF R16=｜F R16｜·μ5=19.4396×50N=971.98N分离3,4构件进行运动静力分析，如图1-9所示，已知：F R54=F R45=6764.82N，G4=200N由此可得：Fi4=G4/g×a S4 =35.47985NM S4=J S4·αS4=1.1×6.399986=7.039984N·m7在图1-9中，对O4点取矩得：ΣM O4=F R54·h BO4-Ms4-F I4·h s4O4-G4·H S4O4-F R23·l O4A=0图1-9代入数据，得F R23=8334.86536N又ΣF=F R54+F R23+Fi4+G4+F R14=0,作力的多边形如图1-10所示，µ6=100N/mm。