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：**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。
一、设计任务机械原理课程设计的任务是对机器的主体机构进行运动分析，并根据给定的机器的工作要求，在此基础上进行相关设计。
任务为：按照第一方案设计各个主体机构的简单绘图，绘制必要的图纸和编写说明书等。
二、工作原理及工艺动作过程牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床。
刨床工作时, 如图(1-1）所示，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；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。
切削阻力如图(b）所示。
图（1-1）(b)三、导杆机构的运动分析1、设计数据：2、机构的运动简图1、以O4为原点定出坐标系，根据尺寸分别定出O2点，B点，C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，顺ω2方向将曲柄圆作12等分的位置（如下图）。
图1-2取第I方案的第4位置和第9位置（如下图1-3）。
图 1-33. 对位置4点进行速度分析和加速度分析（a ） 速度分析 取速度比例尺l μ=mm s m 001.0对A 点： 4A V =3A V +34A A V方向：4BO ⊥ A O 2⊥ //B O 4大小： ？ √ ？4A V =l μ⨯4pa =sm mm mm s m673239.0239.673001.0=⨯4ω=AO A l V 44=s r mmsm38431.1486334.0673239.0=34A A V =l μ43aa l =s mmm mmsm156326.0326.156001.0=⨯V 5B = V4B =4ω⨯B O l 4=s m 747530.0 对于C 点： C V = B V + CB V方向： //'XX B O 4⊥ BC ⊥ 大小： ？ √ ？C V =l μ⨯pc l =mm sm001.0s mmm 749708.0708.749=⨯CBV =l μ⨯bc l =mmsm001.0s mmm 0490895.00895.49=⨯5ω=bcl CB l u V =s r363626.0速度分析图：图 1-44.加速度分析 选取加速度比例尺为a μ=mm s m2001.0对于A 点：4A a =n A a 4+t A a 4=3A a +k A A a 34 +34r A A a方向： A →4O B O 4⊥ A →2O B O 4⊥//B O 4大小： √ ？ √ √ ? 由于3A a =22ωAOl 2=234263.4smKA A a 34=24ω34AA V =2432808.0s mn A a 4=24ωAOl 4=2931975.0s m已知，根据加速度图1-5可得：t A a 4=a μ''an l =2549416.0sm ，rA Aa 34=a μ''ak l =2298112.3s m。
4A a =24ωBOl 4=2081866.1s m, 5ω=CB V /BC l =0.363626s r。
另外还可得出：B a =4A a ⨯AO BO l l 44=2201248.1s mn CBa =25ωBCl =201785.0s m对于C 点Ca =B a+ n CBa + t CBa方向：//'XX B →4O C →BBC ⊥大小： ？ √ √ ？ 由n CBa =25ω⨯BCl =201785.0s m,B a =4A a ⨯AO BO l l 44=2201248.1s m已知，根据根据加速度图可得：Ca =a μ''c p l =2617683.0sm，t CBa =a μ'''c n l =29942344.0s m加速度分析图：图 1-53．对位置9点进行速度分析和加速度分析（a ） 速度分析 取速度比例尺l μ=mm s m 001.0对A 点： 4A V =3A V +34A A V方向：4BO ⊥ A O 2⊥ //B O 4大小： ？ √ ？4A V =l μ⨯4pa =s m mm mm s m3289949.09949.328001.0=⨯ 4ω=AO A l V 44=s rmmsm044034.1315119.03289949.0=34A A V =l μ43aa l =smmm mmsm60782497.082497.607001.0=⨯V 5B = V4B =4ω⨯B O l 4=s m 56377824.0 对于C 点： C V =B V+CBV方向： //'XXB O 4⊥BC ⊥大小： ？ √ ？CV =l μ⨯pc l =mmsm001.0s mmm 5518355.08355.551=⨯CBV =l μ⨯bc l =mmsm001.0smmm 1436768.06768.143=⨯5ω=bcl CB l u V =sr06427.1速度分析图：图 1-6(b)加速度分析 选取加速度比例尺为a μ=mm s m2001.0对于A 点：4A a =n A a 4+t A a 4=3A a +k A A a 34 +34r A A a方向： A →4O B O 4⊥ A →2O B O 4⊥ //B O 4大小： √ ？ √ √ ?由于3A a =22ωAOl 2=234263.4smKA A a 34=24ω34AA V =226918.1s mn A a 4=24ωAOl 4=24818.343.0s m已知，根据加速度图1-7可得：t A a 4=a μ''an l =25498973.2sm ，rA Aa 34=a μ''ak l =24106178.2s m4A a =24ωBOl 4=257293.2s m另外还可得出：B a =4A a ⨯AO BO l l 44=24090669.4s mn CBa =25ωBCl =2152911.0s m对于C 点Ca =B a+n CBa +t CBa方向：//'XX B →4O C →BBC ⊥大小： ？ √ √ ？ 由n CBa =25ω⨯BCl =2152911.0s m,B a =4A a ⨯AO BO l l 44=24090669.4s m已知，根据根据加速度图可得：Ca =a μ''c p l =2247506.4sm，t CBa =a μ'''c n l =25366925.0s m加速度分析图：图 1-75. 对位置9点进行动态静力分析取“9”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─8所示。
图 1-8已知G6=700N，又ac=ac5=4.2475055m/s2,那么我们可以计算FI6=- G6/g×ac = - (700/9.8×4.2475055)= - 303.393565N 设45R F 与水平导轨的夹角为α，可测得α的大小为2.6456785由 0cos 456=-=∑αR I XF F F , ∑=-+=0sin 6456G F F F R R Yα可计算出717328.30345=R F ,98071.6856=R F分离3,4构件进行运动静力分析，杆组力体图如图1-9所示图 1-9已知： FR54=FR45=303.717328N ，G4=200N 由此可得： FI4 = - G4/g × a4 = - 44.99051mN J M S I /901.8091855.81.1444=⨯-=⨯-=α根据∑=⨯-+⨯+⨯+⨯=0423435424144h F M h F h F h G M R I R I O ，其中1h ，2h ，3h ，4h 分别为4G ,4I F ,54R F ,23R F 作用于4O 的距离（其大小可以测得），可以求得：23R F =609.753093N 。
作力的多边形如图1-10所示图 1-10由图1-10可得：4I R F = 250.04 N对曲柄2进行运动静力分析，作组力体图如图1-11所示，图 1-1132R F 作用于2O 的距离为h ，其大小为0.0523612m所以曲柄上的平衡力矩为：mN h F M R /0924.1332=⨯=，方向为逆时针。
总结通过本次课程设计，我对于机械运动学与动力学的分析与设计有了一个比较完整的概念，同时，也培养了我表达，归纳总结的能力。
此外，通过此次设计我也更加明确了自己所学知识的用途，这为以后的学习指明了方向，让我在以后的学习中更加思路清晰，明确重点，从而向更好的方向努力。
同时在设计的整个过程中叶发现了自己的很多的缺点，眼高手低，细节问题注意程度不够，在处理关键的数据时往往要重复的计算好几遍，漏掉一个小数点就会导致数据偏差很大。