第一篇：牛頭刨床課程設(shè)計說明書位置3點和5點和1

《 機械原理課程設(shè)計 》說明書

曲柄位置“1＇”

1、速度分析

υA3 =0.8294m/s

（1）取構(gòu)件3和4的重合點A進行速度分析。列速度矢量方程。得：

υA4=υA3+υA4A（2-1-3）

大小

?

√

? 方向 ⊥O4A ⊥O2A ∥O4B

取速度極點P，速度比例尺μv=0.02(m/s)/mm 由圖得：，作速度多邊形如圖

υA4=18mm×0.02=0.36m/s

υA4A3=37.5mm×0.02=0.75 m/s

因B與A同在導(dǎo)桿4上，由速度影像法

υB4/υA4= lO4B/ lO4A

（2-1-4）

計算得： υB4=31.4563×0.02=0.6291m/s 而：

υB5=υB4=0.6291m/s

（2）取5構(gòu)件作為研究對象，列速度矢量方程。得：

υC5=υB5+υC5B5

大?。?/p>

?

√

? 方向： 水平⊥O4B ⊥BC

（2-1-5）

由圖得：

υC5=30.5mm×0.02=0.61m/s

υC5B5=7.5mm×0.02=0.15m/s ω4=υA4/ lO4A=0.776699 rad/s ω3=υA3/ lO2A=7.5398 rad/s

《 機械原理課程設(shè)計 》說明書

2、加速度分析

因構(gòu)件2和3在A點處的轉(zhuǎn)動副相連，故aA2A指向O2。

n

= aA3n其大小等于ω22lO2A,方向由aA3n = aA2n =0.829382/0.11=6.253m/s2 取3、4構(gòu)件重合點A為研究對象，列加速度矢量方程。得：

aA4 = 大小: aA4n + aA4τ

= aA3n

+ aA4A3k

+

aA4A3r（2-2-2）

?

ω42lO4A= 0.2796 ?

√

2ω4υA4 A3=1.16

5?

B→A

⊥O4B

A→O⊥O4B（向右）

∥O4B（沿導(dǎo)路）

2方向:

?

取加速度極點π,加速度比例尺μa=0.1（m/s所示。

由圖1知：）/mm，作加速度多邊形如圖aA4τ=6.8m/s2 由加速度影象法得：

aB4 / aA4= lO4B/ lO4A

（2-2-3）

計算得：

aB4=11.97087m/s2 aB5= aB4=11.97087m/s2 取5構(gòu)件為研究對象,列加速度矢量方程。得：

ac5 = aB5 + ac5B5n + a c5B5τ

（2-2-4）

《 機械原理課程設(shè)計 》說明書

大?。?/p>

?

√

V cB2/ lCB=0.07716

? 方向：

水平

√

C→B

⊥BC 由圖得：

ac5 =115mm×0.1=11.5m/s2

a c5B5τ=2.25 m/s2

三、導(dǎo)桿機構(gòu)的動態(tài)靜力分析

1、運動副反作用力分析

取“1＇”點為研究對象，分離5、6構(gòu)件進行運動靜力分析，作阻力體如圖3-1-1所示。

FI6=-G6/g×ac

（3-1-1）

已知：

P =8000N G6=620N ac=ac5=-11.5m/s2, 計算得：

FI6 =-620/9.8×(-11.5)=727.55N

取比例尺μN=100N/mm和μN=10N/mm分別作有阻力P時與沒阻力P時力的多邊形

由圖得：有阻力P時

FN =9.5 mm ×100 mm =950N F45 =88mm×100 N/mm=8800N（方向沿5桿向右）

《 機械原理課程設(shè)計 》說明書

無阻力P時：

FN＇ =65 mm ×10mm =650N F45＇ =72mm×10 N/mm=720N（方向沿5桿向右

2、曲柄平衡力矩分析

（1）分離3、4構(gòu)件進行運動靜力分析，桿組力體圖如圖所示。

已知：G4=220 N

Fi4=-G6/g×ac=220/9.8×(-11.97087/2)=134.36N ε

τ2 = a/ l

=14.67098 rad/s4 A4O4AM i4 =J i4

ε=17.6052N*m 有阻力時：F54 = F45 =8800N 無阻力時：F54＇=F45＇=720N

對O4點取矩得： 有阻力時 ：ΣMo4=F54·h5 +FI4·hI4-M +G4·h-F23·h23=0

8800×261×3+134.3669×135.5×3-17.6052+220×30×3-F23×155×3=0 F23=14978.06998N 取μ=100N /mm作圖得：

F14 =6600N 沒有阻力時：ΣMo4=F54＇·h5 +FI4·hI4-M +G4·h-F23＇·h23=0

720×261×3+134.3669×135.5×3-17.6052+220×30×3-F23＇×155×3=0 F23＇ =1372.392558N 取μ=100N /mm作圖得

《 機械原理課程設(shè)計 》說明書

F14＇=490N

（2）對曲柄2進行運動靜力分析，作力分析如圖3-2-3所示。對O2點取矩得：

有阻力P時： 沒有阻力P時：F23×h-Mb =0

Mb =718.947359N*M

F23＇×h-Mb＇ =0

Mb＇=65.8748N·M

第二篇：牛頭刨床課程設(shè)計

課程設(shè)計格式要求

1、封面及標題（題目名稱）、年級、專業(yè)、班級、姓名和學(xué)號、指導(dǎo)老師。標題應(yīng)能概括整個論文最重要的內(nèi)容，言簡意賅，引人注目，一般不宜超過20個字。（牛頭刨床設(shè)計說明書）

2、目錄。既是論文的提綱，也是論文組成部分的小標題，應(yīng)標注相應(yīng)頁碼。

3、引言（或序言）。說明本論文的目的、研究方法、成果和結(jié)論。盡可能保留原論文的基本信息，突出論文的創(chuàng)造性成果和新見解。而不應(yīng)是各章節(jié)標題的簡單羅列。引言以500字左右為宜。

4、正文。是論文的主體。

5、結(jié)論。論文結(jié)論要求明確、精煉、完整，應(yīng)闡明自己的創(chuàng)造性成果或新見解，以及在本領(lǐng)域的意義。

6、參考文獻。

（參考文獻是期刊時，書寫格式為：

[編號] 作者、文章題目、期刊名（外文可縮寫）、年份、卷號、期數(shù)、頁碼。參考文獻是圖書時，書寫格式為：

[編號] 者、書名、出版單位、年份、版次、頁碼。）

二

1.紙張型號：A4紙，10頁以上。

2、論文格式的字體：各類標題（包括“參考文獻”標題）用粗宋體；作者姓名、指導(dǎo)教師姓名、圖表名、參考文獻內(nèi)容用楷體；正文、圖表中內(nèi)容、頁眉、頁腳、頁碼中的文字用宋體；英文用Times New Roman字體。

3、字體要求：

（1）論文標題2號黑體加粗、居中。

（2）填寫姓名、專業(yè)、學(xué)號等項目時用3號楷體。

（3）目錄另起頁，3號黑體，內(nèi)容為小4號仿宋，并列出頁碼。

（4）正文文字另起頁，論文標題用3號黑體，正文文字一般用小4 號宋體，每段首起空兩個格，單倍行距。

（5）正文文中標題

一級標題：標題序號為“

一、”，4號黑體，獨占行，末尾不加標點符號。

二級標題：標題序號為“

（一）”與正文字號相同，獨占行，末尾不加標點符號。三級標題：標題序號為“ 1.”與正文字號、字體相同。

四級標題：標題序號為“（1）”與正文字號、字體相同。

五級標題：標題序號為“ ① ”與正文字號、字體相同。

（11）參考文獻：另起頁，內(nèi)容為5號宋體。

4、紙型及頁邊距：A4紙(297mm×210mm)。

5、頁邊距：上20mm，下15mm，左25mm，右20mm。

6、正文頁數(shù)：10頁及以上。

第三篇：牛頭刨床課程設(shè)計(M)

《機 械 原 理》

課程設(shè)計說明書

題目：牛頭刨床的設(shè)計與分析

系 別

專業(yè)班級 學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 2010年 月

目 錄

一、概述

§1.1、課程設(shè)計的任務(wù)—————————————————1 §1.2、課程設(shè)計的目的—————————————————1 §1.3、課程設(shè)計的方法—————————————————1

二、牛頭刨床的設(shè)計任務(wù)

§2.1、設(shè)計題目————————————————————1 §2.2、設(shè)計內(nèi)容————————————————————2 §2.3、設(shè)計要求————————————————————2

三、牛頭刨床主傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析

§3.1、設(shè)計數(shù)據(jù)————————————————————3 §3.2、機構(gòu)選型、方案分析及方案的確定—————————3 §3.3、機構(gòu)尺寸的計算與確定——————————————3

四、牛頭刨床主傳動機構(gòu)的運動分析

§4.1、解析法運動分析—————————————————4 §4.2、運動曲線圖———————————————————6

五、心得體會————————————————————————10

六、參考文獻————————————————————————10

一、概述

§1.1、課程設(shè)計的任務(wù)

機械原理課程是高等學(xué)校機械類近機類專業(yè)本、?？茖W(xué)生較全面地運用已學(xué)過的知識，特別是機械原理部分已學(xué)過的知識的知識第一次較全面地對一項工程實際的應(yīng)用問題從任務(wù)分析、調(diào)查研究、方案比較、方案確定、繪制出機構(gòu)運動簡圖、進行機械運動和動力學(xué)分析與設(shè)計的基本訓(xùn)練，是該課程的一個重要實踐環(huán)節(jié)。其目的在于運用已學(xué)過的知識培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，用創(chuàng)新思想確定出解決工程實際問題的方案及其有關(guān)尺寸，并學(xué)會將方案繪制出機構(gòu)運動簡圖的能力。培養(yǎng)學(xué)生對確定的機構(gòu)運動簡圖進行機構(gòu)運動分析及動力分析，學(xué)會按任務(wù)進行調(diào)研、實驗、查閱技術(shù)資料、設(shè)計計算、制圖等基本技能。在此基礎(chǔ)上初步掌握計算機程序的編制，并能用計算機解決工程技術(shù)問題。學(xué)會運用團隊精神，集體解決技術(shù)難點的能力。

§1.2、課程設(shè)計的任務(wù)

（1）按設(shè)計任務(wù)書要求調(diào)研、比較設(shè)計的可能方案，比較方案的優(yōu)劣，最終確定所選最優(yōu)設(shè)計方案；

（2）確定桿件尺寸；（3）繪制機構(gòu)運動簡圖；

（4）對機械行運動分析，求出相關(guān)點或相關(guān)構(gòu)件的參數(shù)，如點的位移、速度、加速度；構(gòu)件的角位移、角速度、角加速度。列表，并繪制相應(yīng)的機構(gòu)運動線圖如位移與原動件角曲線；速度與原動轉(zhuǎn)角曲線；加速度與原動件轉(zhuǎn)角曲線；

（5）根據(jù)給定機器的工作要求，在此基礎(chǔ)上設(shè)計飛輪；

（6）根據(jù)方案對各機構(gòu)進行運動設(shè)計，如對連桿機構(gòu)按行程速比系數(shù)進行設(shè)計；對凸輪機構(gòu)按從動件運動規(guī)律設(shè)計凸輪輪廓曲線；對齒輪機構(gòu)按傳動比要求設(shè)計齒輪減速機構(gòu)，確定齒輪傳動類型，傳動比并進行齒輪幾何尺寸計算，繪制齒輪嚙合圖。按間歇運動要求設(shè)計間歇運動機等等；

（7）要求學(xué)生根據(jù)設(shè)計任務(wù)，繪制必要的圖紙；

（8）編制設(shè)計計算程序及相應(yīng)曲線、圖形；編寫設(shè)計說明書。

§1.3、課程設(shè)計的方法

機械原理課程設(shè)計的方法，大致可分為圖解法和解析法兩種，圖解法的幾何概念氣清晰、直觀，但需逐個位置分別分析設(shè)計計算精度較低；解析法精度高，且可對各個位置進行迅速分析計算，但需要有效方便的計算軟件。隨著計算機呃普及，計算繪圖軟件增多，圖解法除了用人工繪圖分析設(shè)計，還出現(xiàn)了利用計算機進行圖解設(shè)計分析計算，他的精度也可隨之提高，同時又保持了形象，直觀的優(yōu)點，因此此法也不失是一種值得提倡的方法。

二、牛頭刨床的設(shè)計任務(wù)

§2.1、設(shè)計題目

牛頭刨床事一種用于平面切削加工的機床。刨床工作時，刨頭（刨刀）作直線往復(fù)運動，其行程為H，每分鐘的往復(fù)次數(shù)為N； 為了提高工件加工質(zhì)量和刀具壽命，在切削工件時，要求速度較低且平穩(wěn)，近似勻速運動；為了提高生產(chǎn)率，在空回行程時，由于不切削工件，要求回程速度較快。令刨頭在一個工作循環(huán)中，受到大風(fēng)切削阻力Fr較大，而空行程不受力，故在整個工作過程中，受力變化較大，需要安裝飛輪來調(diào)節(jié)主軸的速度波動，以提高整個切削質(zhì)量和電動機容量。為防止刀具與工作臺的干涉，在行程H兩端各留有0.05H的空刀行程。

§2.2、設(shè)計內(nèi)容

1、根據(jù)題目設(shè)計要求，對指導(dǎo)書的設(shè)計方案提出另一種局部改進方案，通過設(shè)計分析，比較不同運動方案的優(yōu)劣。

2、對方案的主要傳動和執(zhí)行構(gòu)件進行尺寸綜合，確定有關(guān)設(shè)計尺寸參數(shù)，繪制包括從原動件到執(zhí)行構(gòu)件間，組成該機器的所有傳動機構(gòu)的傳動系統(tǒng)機構(gòu)簡圖。

3、完成連桿機構(gòu)的運動分析。每人在一個工作循環(huán)中（0度到360度）至少取12個機構(gòu)位置，畫出各位置機構(gòu)簡圖，并進行運動速度分析，最后繪出刨頭的位移及速度運動線圖。

4、完成飛輪的設(shè)計（假設(shè)刨頭的驅(qū)動力恒定，且除刀具的質(zhì)量外，其它構(gòu)件質(zhì)量不計）。根據(jù)上面的運動分析，以齒輪—曲柄軸為等效構(gòu)件，并以上述位置畫出機構(gòu)的等效轉(zhuǎn)動慣量、等效阻力矩及驅(qū)動力矩圖，并設(shè)計飛輪。

§2.3、設(shè)計要求

1、完成整個機構(gòu)的運動簡圖一張

2、完成連桿機構(gòu)運動分析圖紙一張，繪出刨頭對曲柄的位移及速度運動線圖、等效轉(zhuǎn)動慣量、等效阻力矩及驅(qū)動力矩圖，設(shè)計出飛輪的轉(zhuǎn)動慣量；（若采用計算機進行機構(gòu)的運動分析，并用計算機作出上述各圖，打印出計算機程序和各機構(gòu)分析圖，則該一號圖紙可省略）

3、設(shè)計計算說明書一份，不少于2000字，包括內(nèi)容：

（1）封面；（2）目錄；（3）原始資料和數(shù)據(jù)；（4）所有設(shè)計計算分析過程；（5）參考文獻

4、說明書要求字跡工整，繪圖準確，裝訂成冊。

5、作圖要求準確，比例適當，布局均勻，圖紙的邊框、標題欄等要求符合國家規(guī)范，圖面整潔。

三、牛頭刨床主傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析

§3.1、設(shè)計數(shù)據(jù)

曲柄轉(zhuǎn)速 n=60r/min 不均勻系數(shù) [δ]=0.08 工作行程 H=650mm 行程速比系數(shù) K=1.4 刨刀質(zhì)量 M=80kg 行程阻力 Fr=6kN

§3.2、機構(gòu)選型、方案分析及方案的確定 主執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計參考方案：

方案1 方案2 方案3 方案分析： 方案

一、1.機構(gòu)具有確定運動，自由度為F=3n-（2Pl+Ph）=3×5-(2×7+0)=1，曲柄為機構(gòu)原動件；

2.通過曲柄帶動擺動導(dǎo)桿機構(gòu)和滑塊機構(gòu)使刨刀往復(fù)移動，實現(xiàn)切削功能，能滿足功能要求

3.工作性能，工作行程中，刨刀速度較慢，變化平緩符合切削要求，擺動導(dǎo)桿機構(gòu)使其具有急回作用，可滿足任意行程速比系數(shù)K的要求；

4.傳遞性能，機構(gòu)傳動角恒為90°，傳動性能好，能承受較大的載荷，機構(gòu)運動鏈較長，傳動間隙較大；

5.動力性能，傳動平穩(wěn)，沖擊震動較?。?/p>

6.結(jié)構(gòu)和理性，結(jié)構(gòu)簡單合理，尺寸和質(zhì)量也較小，制造和維修也較容易； 7.經(jīng)濟性，無特殊工藝和設(shè)備要求，成本較低。方案確定：

綜上所述，所以選擇方案一。

§3.3、機構(gòu)尺寸的計算與確定 由已知數(shù)據(jù)經(jīng)過計算得

180???由K?得出?=30°

180?-?AC=576mm

H?30AB?ACsin?576?sin?149.（1mm）CD?2?1255.7(mm)

?22sin2DE?210(mm)

CD?CDCOSH?CD?2

假設(shè)i總=18=i1*i2*i3*i4

?2?1278(mm)

i1=3 i2=2 i3=2 i4=1.5 根據(jù)傳動比計算可得齒輪半徑和齒數(shù)（m=5）

r1=300mm r2=100 r2’=160 r3=80 r3’=150 r4=75 r4’=105 r5=70 z1=120 z2=40 z2’=64 z3=32 z3’=60 z4=30 z4’=42

四、牛頭刨床主傳動機構(gòu)的運動分析及程序

§4.1、解析法進行運動分析

如右圖，建立直角坐標系，并標出各桿矢量及方位角。利用兩個封閉圖形ABCA及CDEGC。投影方程式為

s3cos?3?l1cos?

1（1）s3sin?3?l6?l1sin?1

（2）l3cos?3?l4cos?4?SE?0

（3）

'

（4）l3sin?3?l4sin?4?l6① 求?

3、?

3、?

3、由公式（1）和（2）得：

?3?arctan6

??l?l1sin? ???1?

（5）

22l1cos?1?3?l?l1sin?1??1?

（6）22l1cos?1?3???arctan6 上式等價于 ?3?arccot對?3求導(dǎo)得：

l1cos?1

（7）

l6?l1sin?1?3?l1?（）1l1?l6sin?1

（8）22l6?l1?2l6l1sin?1同理得：

?(l226?l1)l6l21?1cos?13?(l22sin?

26?l1?2l6l11)② 求滑塊E的SE、?E、?E 由（3）、（4）式得：

SE?l3cos?3?l4cos??H?l3sin?34?arcsinl

4求導(dǎo)得：

?3l3cos?34???l

4cos?4??3l3sin(?3??4)E??cos?

9）10）

11）12）13）（（（（（§4.2、運動曲線圖

s-f l1=149.1;l6=576;x=0:2*pi/100:2*pi;y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));for i=26:1:76 y(i)=pi+y(i);end l=1278;l3=1255.7;l4=210;a=asin((l-l3*sin(y))./l4);b=l3*cos(y)+l4*cos(a);plot(x*180/pi,b)

v-f l1=149.1;l6=576;x=0:2*pi/100:2*pi;y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));for i=26:1:76 y(i)=pi+y(i);end l=1278;l3=1255.7;l4=210;a=asin((l-l3*sin(y))./l4);c=l1*cos(x)/cos(y);d=2*pi*l1*cos(x-y)/c;e=-(d.*l3.*sin(y-a))./cos(a);plot(x*180/pi,e)

Mr,Md-f l1=0.1491;l6=0.576;x1=0.17*pi:2*pi/100:0.95*pi;x2=0:2*pi/100:2*pi y=atan((l6+l1*sin(x1))./(l1*cos(x1)));l=1.278;l3=1.2557;l4=0.21;g=6000;a=asin((l-l3*sin(y))./l4);c=l1*cos(x1)/cos(y);d=2*pi*l1*cos(x1-y)/c;e=-(d.*l3.*sin(y-a))./cos(a);m1=(3*g.*e)/(8*pi);m2=1162 plot(x1*180/pi,m1,x2*180/pi,m2)

j-f l1=149.1;l6=576;x=0:2*pi/100:2*pi;y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));for i=26:1:76 y(i)=pi+y(i);end l=1278;l3=1255.7;l4=210;p=80;a=asin((l-l3*sin(y))./l4);c=l1*cos(x)/cos(y);d=2*pi*l1*cos(x-y)/c;e=-(d.*l3.*sin(y-a))./cos(a);j=3*p*e.^2/(8*pi)-1387.34;plot(x*180/pi,j)

五、心得體會

通過這次課程設(shè)計我有了很多收獲。首先，通過這一次的課程設(shè)計，我進一步鞏固和加深了所學(xué)的基本理論、基本概念和基本知識，培養(yǎng)了自己分析和解決與本課程有關(guān)的具體機械所涉及的實際問題的能力。對平面連桿機構(gòu)有了更加深刻的理解，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定了堅實的基礎(chǔ)。而且，這次課程設(shè)計過程中，與同學(xué)激烈討論，團結(jié)合作，最終完美的實現(xiàn)了預(yù)期的目的，大家都受益匪淺，也對這次經(jīng)歷難以忘懷。

其次通過這次課程設(shè)計，對牛頭刨床的工作原理及內(nèi)部各傳動機構(gòu)及機構(gòu)選型、運動方案的確定以及對導(dǎo)桿機構(gòu)運動分析有了初步詳細精確的了解，這都將為我以后參加工作實踐有了很大的幫助。非常有成就感，培養(yǎng)了很深的學(xué)習(xí)興趣。

我在這次設(shè)計中感到了合作的力量，增強了自己的團隊精神。這將使我受益終生。

六、參考文獻

馬履中

機械原理與設(shè)計

機械工業(yè)出版社 2009.1 馬履中

機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書

江蘇大學(xué)機械工程學(xué)院2008.2

第四篇：牛頭刨床課程設(shè)計(M)

目 錄

一、概述

§1.1、課程設(shè)計的任務(wù)—————————————————1 §1.2、課程設(shè)計的目的—————————————————1 §1.3、課程設(shè)計的方法—————————————————1

二、牛頭刨床的設(shè)計任務(wù)

§2.1、設(shè)計題目————————————————————1 §2.2、設(shè)計內(nèi)容————————————————————2 §2.3、設(shè)計要求————————————————————2

三、牛頭刨床主傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析

§3.1、設(shè)計數(shù)據(jù)————————————————————3 §3.2、機構(gòu)選型、方案分析及方案的確定—————————3 §3.3、機構(gòu)尺寸的計算與確定——————————————3

四、牛頭刨床主傳動機構(gòu)的運動分析

§4.1、解析法運動分析—————————————————4 §4.2、運動曲線圖———————————————————6

五、心得體會————————————————————————10

六、參考文獻————————————————————————10

一、概述

§1.1、課程設(shè)計的任務(wù)

機械原理課程是高等學(xué)校機械類近機類專業(yè)本、?？茖W(xué)生較全面地運用已學(xué)過的知識，特別是機械原理部分已學(xué)過的知識的知識第一次較全面地對一項工程實際的應(yīng)用問題從任務(wù)分析、調(diào)查研究、方案比較、方案確定、繪制出機構(gòu)運動簡圖、進行機械運動和動力學(xué)分析與設(shè)計的基本訓(xùn)練，是該課程的一個重要實踐環(huán)節(jié)。其目的在于運用已學(xué)過的知識培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，用創(chuàng)新思想確定出解決工程實際問題的方案及其有關(guān)尺寸，并學(xué)會將方案繪制出機構(gòu)運動簡圖的能力。培養(yǎng)學(xué)生對確定的機構(gòu)運動簡圖進行機構(gòu)運動分析及動力分析，學(xué)會按任務(wù)進行調(diào)研、實驗、查閱技術(shù)資料、設(shè)計計算、制圖等基本技能。在此基礎(chǔ)上初步掌握計算機程序的編制，并能用計算機解決工程技術(shù)問題。學(xué)會運用團隊精神，集體解決技術(shù)難點的能力。

§1.2、課程設(shè)計的任務(wù)

（1）按設(shè)計任務(wù)書要求調(diào)研、比較設(shè)計的可能方案，比較方案的優(yōu)劣，最終確定所選最優(yōu)設(shè)計方案；

（2）確定桿件尺寸；（3）繪制機構(gòu)運動簡圖；

（4）對機械行運動分析，求出相關(guān)點或相關(guān)構(gòu)件的參數(shù)，如點的位移、速度、加速度；構(gòu)件的角位移、角速度、角加速度。列表，并繪制相應(yīng)的機構(gòu)運動線圖如位移與原動件角曲線；速度與原動轉(zhuǎn)角曲線；加速度與原動件轉(zhuǎn)角曲線；

（5）根據(jù)給定機器的工作要求，在此基礎(chǔ)上設(shè)計飛輪；

（6）根據(jù)方案對各機構(gòu)進行運動設(shè)計，如對連桿機構(gòu)按行程速比系數(shù)進行設(shè)計；對凸輪機構(gòu)按從動件運動規(guī)律設(shè)計凸輪輪廓曲線；對齒輪機構(gòu)按傳動比要求設(shè)計齒輪減速機構(gòu)，確定齒輪傳動類型，傳動比并進行齒輪幾何尺寸計算，繪制齒輪嚙合圖。按間歇運動要求設(shè)計間歇運動機等等；

（7）要求學(xué)生根據(jù)設(shè)計任務(wù)，繪制必要的圖紙；

（8）編制設(shè)計計算程序及相應(yīng)曲線、圖形；編寫設(shè)計說明書。

§1.3、課程設(shè)計的方法

機械原理課程設(shè)計的方法，大致可分為圖解法和解析法兩種，圖解法的幾何概念氣清晰、直觀，但需逐個位置分別分析設(shè)計計算精度較低；解析法精度高，且可對各個位置進行迅速分析計算，但需要有效方便的計算軟件。隨著計算機呃普及，計算繪圖軟件增多，圖解法除了用人工繪圖分析設(shè)計，還出現(xiàn)了利用計算機進行圖解設(shè)計分析計算，他的精度也可隨之提高，同時又保持了形象，直觀的優(yōu)點，因此此法也不失是一種值得提倡的方法。

二、牛頭刨床的設(shè)計任務(wù)

§2.1、設(shè)計題目

牛頭刨床事一種用于平面切削加工的機床。刨床工作時，刨頭（刨刀）作直線往復(fù)運動，其行程為H，每分鐘的往復(fù)次數(shù)為N； 為了提高工件加工質(zhì)量和刀具壽命，在切削工件時，要求速度較低且平穩(wěn)，近似勻速運動；為了提高生產(chǎn)率，在空回行程時，由于不切削工件，要求回程速度較快。令刨頭在一個工作循環(huán)中，受到大風(fēng)切削阻力Fr較大，而空行程不受力，故在整個工作過程中，受力變化較大，需要安裝飛輪來調(diào)節(jié)主軸的速度波動，以提高整個切削質(zhì)量和電動機容量。為防止刀具與工作臺的干涉，在行程H兩端各留有0.05H的空刀行程。

§2.2、設(shè)計內(nèi)容

1、根據(jù)題目設(shè)計要求，對指導(dǎo)書的設(shè)計方案提出另一種局部改進方案，通過設(shè)計分析，比較不同運動方案的優(yōu)劣。

2、對方案的主要傳動和執(zhí)行構(gòu)件進行尺寸綜合，確定有關(guān)設(shè)計尺寸參數(shù)，繪制包括從原動件到執(zhí)行構(gòu)件間，組成該機器的所有傳動機構(gòu)的傳動系統(tǒng)機構(gòu)簡圖。

3、完成連桿機構(gòu)的運動分析。每人在一個工作循環(huán)中（0度到360度）至少取12個機構(gòu)位置，畫出各位置機構(gòu)簡圖，并進行運動速度分析，最后繪出刨頭的位移及速度運動線圖。

4、完成飛輪的設(shè)計（假設(shè)刨頭的驅(qū)動力恒定，且除刀具的質(zhì)量外，其它構(gòu)件質(zhì)量不計）。根據(jù)上面的運動分析，以齒輪—曲柄軸為等效構(gòu)件，并以上述位置畫出機構(gòu)的等效轉(zhuǎn)動慣量、等效阻力矩及驅(qū)動力矩圖，并設(shè)計飛輪。

§2.3、設(shè)計要求

1、完成整個機構(gòu)的運動簡圖一張

2、完成連桿機構(gòu)運動分析圖紙一張，繪出刨頭對曲柄的位移及速度運動線圖、等效轉(zhuǎn)動慣量、等效阻力矩及驅(qū)動力矩圖，設(shè)計出飛輪的轉(zhuǎn)動慣量；（若采用計算機進行機構(gòu)的運動分析，并用計算機作出上述各圖，打印出計算機程序和各機構(gòu)分析圖，則該一號圖紙可省略）

3、設(shè)計計算說明書一份，不少于2000字，包括內(nèi)容：

（1）封面；（2）目錄；（3）原始資料和數(shù)據(jù)；（4）所有設(shè)計計算分析過程；（5）參考文獻

4、說明書要求字跡工整，繪圖準確，裝訂成冊。

5、作圖要求準確，比例適當，布局均勻，圖紙的邊框、標題欄等要求符合國家規(guī)范，圖面整潔。

三、牛頭刨床主傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析

§3.1、設(shè)計數(shù)據(jù)

曲柄轉(zhuǎn)速 n=60r/min 不均勻系數(shù) [δ]=0.08 工作行程 H=650mm 行程速比系數(shù) K=1.4 刨刀質(zhì)量 M=80kg 行程阻力 Fr=6kN

§3.2、機構(gòu)選型、方案分析及方案的確定 主執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計參考方案：

方案1 方案2 方案3 方案分析： 方案

一、1.機構(gòu)具有確定運動，自由度為F=3n-（2Pl+Ph）=3×5-(2×7+0)=1，曲柄為機構(gòu)原動件；

2.通過曲柄帶動擺動導(dǎo)桿機構(gòu)和滑塊機構(gòu)使刨刀往復(fù)移動，實現(xiàn)切削功能，能滿足功能要求

3.工作性能，工作行程中，刨刀速度較慢，變化平緩符合切削要求，擺動導(dǎo)桿機構(gòu)使其具有急回作用，可滿足任意行程速比系數(shù)K的要求；

4.傳遞性能，機構(gòu)傳動角恒為90°，傳動性能好，能承受較大的載荷，機構(gòu)運動鏈較長，傳動間隙較大；

5.動力性能，傳動平穩(wěn)，沖擊震動較小；

6.結(jié)構(gòu)和理性，結(jié)構(gòu)簡單合理，尺寸和質(zhì)量也較小，制造和維修也較容易； 7.經(jīng)濟性，無特殊工藝和設(shè)備要求，成本較低。方案確定：

綜上所述，所以選擇方案一。

§3.3、機構(gòu)尺寸的計算與確定 由已知數(shù)據(jù)經(jīng)過計算得

180???由K?得出?=30°

180?-?AC=576mm

H?30AB?ACsin?576?sin?149.（1mm）CD?2?1255.7(mm)

?22sin2DE?210(mm)

CD?CDCOSH?CD?2

假設(shè)i總=18=i1*i2*i3*i4

?2?1278(mm)

i1=3 i2=2 i3=2 i4=1.5 根據(jù)傳動比計算可得齒輪半徑和齒數(shù)（m=5）

r1=300mm r2=100 r2’=160 r3=80 r3’=150 r4=75 r4’=105 r5=70 z1=120 z2=40 z2’=64 z3=32 z3’=60 z4=30 z4’=42

四、牛頭刨床主傳動機構(gòu)的運動分析及程序

§4.1、解析法進行運動分析

如右圖，建立直角坐標系，并標出各桿矢量及方位角。利用兩個封閉圖形ABCA及CDEGC。投影方程式為

s3cos?3?l1cos?

1（1）s3sin?3?l6?l1sin?1

（2）l3cos?3?l4cos?4?SE?0

（3）

'

（4）l3sin?3?l4sin?4?l6① 求?

3、?

3、?

3、由公式（1）和（2）得：

?3?arctan6

??l?l1sin? ???1?

（5）

22l1cos?1?3?l?l1sin?1??1?

（6）22l1cos?1?3???arctan6 上式等價于 ?3?arccot對?3求導(dǎo)得：

l1cos?1

（7）

l6?l1sin?1?3?l1?（）1l1?l6sin?1

（8）22l6?l1?2l6l1sin?1同理得：

?(l226?l1)l6l21?1cos?13?(l22sin?

26?l1?2l6l11)② 求滑塊E的SE、?E、?E 由（3）、（4）式得：

SE?l3cos?3?l4cos??H?l3sin?34?arcsinl

4求導(dǎo)得：

?3l3cos?34???l

4cos?4??3l3sin(?3??4)E??cos?

9）10）

11）12）13）（（（（（§4.2、運動曲線圖

s-f l1=149.1;l6=576;x=0:2*pi/100:2*pi;y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));for i=26:1:76 y(i)=pi+y(i);end l=1278;l3=1255.7;l4=210;a=asin((l-l3*sin(y))./l4);b=l3*cos(y)+l4*cos(a);plot(x*180/pi,b)

v-f l1=149.1;l6=576;x=0:2*pi/100:2*pi;y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));for i=26:1:76 y(i)=pi+y(i);end l=1278;l3=1255.7;l4=210;a=asin((l-l3*sin(y))./l4);c=l1*cos(x)/cos(y);d=2*pi*l1*cos(x-y)/c;e=-(d.*l3.*sin(y-a))./cos(a);plot(x*180/pi,e)

Mr,Md-f l1=0.1491;l6=0.576;x1=0.17*pi:2*pi/100:0.95*pi;x2=0:2*pi/100:2*pi y=atan((l6+l1*sin(x1))./(l1*cos(x1)));l=1.278;l3=1.2557;l4=0.21;g=6000;a=asin((l-l3*sin(y))./l4);c=l1*cos(x1)/cos(y);d=2*pi*l1*cos(x1-y)/c;e=-(d.*l3.*sin(y-a))./cos(a);m1=(3*g.*e)/(8*pi);m2=1162 plot(x1*180/pi,m1,x2*180/pi,m2)

j-f l1=149.1;l6=576;x=0:2*pi/100:2*pi;y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));for i=26:1:76 y(i)=pi+y(i);end l=1278;l3=1255.7;l4=210;p=80;a=asin((l-l3*sin(y))./l4);c=l1*cos(x)/cos(y);d=2*pi*l1*cos(x-y)/c;e=-(d.*l3.*sin(y-a))./cos(a);j=3*p*e.^2/(8*pi)-1387.34;plot(x*180/pi,j)

第五篇：牛頭刨床課程設(shè)計matlab程序

lo2o3=0.65;l2=0.09250;l4=1.1245;l5=0.281125;lo3d=1.11878;w2=8*pi/3;m4=16;m5=4;m6=68;g=9.8;j4=1.6;j5=0.03;k2=-38.18;

for i=1:13;k2=k2+30;if k2>90&k2<270 k4=pi+atan((lo2o3+l2*sin(k2*pi/180))/(l2*cos(k2*pi/180)));else k4=atan((lo2o3+l2*sin(k2*pi/180))/(l2*cos(k2*pi/180)));end

k5=asin((lo3d-l4*sin(k4))/l5);sf= l4*cos(k4)+l5*cos(k5);%得到牛頭刨頭的位移

l3=l2*cos(k2*pi/180)/cos(k4);B1=[cos(k4),-l3*sin(k4),0,0;sin(k4),l3*cos(k4),0,0;0,-l4*sin(k4),-l5*sin(k5),-1;0,l4*cos(k4),l5*cos(k5),0;];M=inv(B1)*(w2*[-l2*sin(k2*pi/180);l2*cos(k2*pi/180);0;0;]);%求得矩陣，其中M=[v3;w4;w5;vf]

B2=[-M(2)*sin(k4),-M(1)*sin(k4)-M(2)*l3*cos(k4),0,0;M(2)*cos(k4),M(1)*cos(k4)-M(2)*l3*cos(k4),0,0;0,-M(2)*l4*cos(k4),-l5*M(3)*cos(k5),0;0,-M(2)*l4*sin(k4),-l5*M(3)*sin(k5),0;];N=inv(B1)*(-B2*M+w2*[-l2*w2*cos(k2*pi/180);-l2*w2*sin(k2*pi/180);0;0;]);%求得加速度矩陣，其中N=[a3;a4;a5;af]

vf=M(4);af=N(4);X(i,:)=[k2,sf,vf,af];%收集Φ2與牛頭刨頭位移，速度，加速度與Φ2的數(shù)據(jù) a4x=-N(2)*l4*sin(k4)/2-M(2)*M(2)*l4*cos(k4)/2;a4y=N(2)*l4*cos(k4)/2-M(2)*M(2)*l4*sin(k4)/2;a5x=2*a4x-N(3)*l5*sin(k5)/2-M(3)*M(3)*l5*cos(k5)/2;a5y=2*a4y+N(3)*l5*cos(k5)/2-M(3)*M(3)*l5*sin(k5)/2;%求出構(gòu)件4，5質(zhì)心的加速度，以便慣性力的計算

p4x=-m4*a4x;p4y=-m4*a4y;M4=-j4*N(2);p5x=-m5*a5x;p5y=-m5*a5y;M5=-j5*N(3);p6=-m6*af;%構(gòu)件4，5，6的慣性力及慣性力矩

if sf>(0.03+0.50237-0.6)&sf<(0.50237-0.03)fc=14000;

else fc=0;end %判斷fc的取值

M1=[1,0,1,0,0;0,1,0,0,0;0,0,-1,0,1;0,-1,0,1,0;0,l5*sin(k5)/2,-l5*cos(k5)/2,l5*sin(k5)/2,-l5*cos(k5)/2;];N1=[m6*g;-fc-p6;m5*g-p5y;-p5x;-M5;];

F1=inv(M1)*N1;%其中F1對應(yīng)的量為：F1=[fn;r56x;r56y;r45x;r45y;]

M2=[1,0,1,0,0;0,1,0,1,0;cos(k4),sin(k4),0,0,0;(l4/2-l3)*sin(k4),-(l4/2-l3)*cos(k4),l4*sin(k4)/2,-l4*cos(k4)/2,0;l2*sin(k2*pi/180),-l2*cos(k2*pi/180),0,0,1;];N2=[F1(4)-p4x;F1(5)-p4y+m4*g;0;F1(5)*l4*cos(k4)/2-F1(4)*l4*sin(k4)/2-M4;0;];

F2=inv(M2)*N2;%其中F2對應(yīng)的量為：F2=[r34x;r34y;r14x;r14y;Mb;]

Y(i,:)=[k2,F2(1), F2(2), F2(3), F2(4), F1(4), F1(5), F1(2), F1(3)];%記錄不同角度時反力r34x,r34y,r14x,r14y,r45x,r45y,r56x,r56y的數(shù)據(jù)

Z(i,:)=[k2,F2(5),p4x,p4y,M4,p5x,p5y,M5,p6];%記錄Φ2與平衡力矩的關(guān)系 end

disp(X);disp(Y);disp(Z);

plot(X(:,1),X(:,2),'-')grid on title('s6--Φ2函數(shù)')xlabel('變量Φ2（°）')ylabel('變量s6（m）')

figure plot(X(:,1),X(:,3),'-')grid on title('v6--Φ2函數(shù)')xlabel('變量Φ2（°）')ylabel('變量v6（m/s）')

figure plot(X(:,1),X(:,4),'-')grid on title('a6--Φ2函數(shù)')xlabel('變量Φ2（°）')ylabel('變量a6（m*m/s）')

figure plot(Z(:,1),Z(:,2),'-')grid on title('Mb--Φ2函數(shù)')xlabel('變量Φ（2°）')ylabel('變量Mp（N*m）')

21.8200

0.4211

-0.6064

-8.0130

51.8200

0.3698

-0.9980

-4.4055

81.8200

0.3010

-1.1660

-0.9019

111.8200

0.2286

-1.1154

2.4802

141.8200

0.1661

-0.8479

5.9804

171.8200

0.1273

-0.3571

9.5994

201.8200

0.1257

0.3339

12.1179

231.8200

0.1703

1.0781

10.6189

261.8200

0.2546

1.5373

2.9031

291.8200

0.3495

1.3924

-7.1580

321.8200

0.4180

0.7490-12.0727

351.8200

0.4411

-0.0000-11.1982

381.8200

0.4211

-0.6064

-8.0130

1.0e+004 *

0.0022

-2.3453

0.2943

0.8812-0.0177

-0.2917

-1.4577-0.0136

-1.4545

0.0052

-2.2130

0.1751

0.7778

-0.1467

-1.4317

0.0132

-1.4300

0.0094

0.0082

-2.1335

0.0379

0.7263

0.0064

-1.4065

0.0295

-1.4061

0.0258

0.0112

-2.1010

-0.0982

0.7208

0.1370

-1.3821

0.0239

-1.3831

0.0202

0.0142

-2.1175

-0.2177

0.7654

0.2345

-1.3569

0.0011

-1.3593

-0.0028

0.0172

-2.1882

-0.3021

0.8650

0.2979

-1.3309

-0.0209

-1.3347

-0.0250

0.0202-0.0257

0.0232-0.0008

0.0262 0.0247

0.0292 0.0169

0.0322-0.0160

0.0352-0.0322

0.0382-0.0177

1.0e+003 *

0.0218 0.5449

0.0518 0.2996

0.0818 0.0613

0.1118-0.1687

0.1418-0.4067

0.1718-0.6528

0.2018-0.8240

0.2318-0.7221

0.2618-2.3215-2.5278-2.7700-2.8882-2.7690-2.5408-2.3453

1.0591 1.7092

1.9584 1.8379

1.3691 0.5646-0.5201-1.6948-2.5276-0.3238-0.2504-0.0653

0.1760

0.3396 0.3653 0.2943 0.0640 0.0351 0.0074-0.0198-0.0481-0.0767-0.0968-0.0853-0.0229

1.0184

1.2128

1.3932

1.4309

1.2724 1.0512 0.8812-0.0053

0.0044

0.0095

0.0080

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0.0163

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