1、目錄一課程設計的目的和任務 二工作原理與結構組成 三設計方案確定 四擬訂傳動系統方案 五確定機構尺寸參數 六運動分析及參數計算七. 對整機設計的結果分析 ,本機的優缺點和改進意見八.收獲體會和建議九參考文獻牛頭刨床機構的分析與綜合一、課程設計的目的和任務1、目的 機械原理課程設計是培養學生掌握機械系統運動方案設計能力的技術基礎 課程，它是機械原理課程學習過程中的一個重要實踐環節。 其目的是以機械原理 課程的學習為基礎，進一步鞏固和加深所學的基本理論、基本概念和基本知識， 培養學生分析和解決與本課程有關的具體機械所涉及的實際問題的能力， 使學生 熟悉機械系統設計的步驟及方法， 其中包括選型、 運

2、動方案的確定、 運動學和動 力學的分析和整體設計等，并進一步提高計算、分析，計算機輔助設計、繪圖以 及查閱和使用文獻的綜合能力。2、任務本課程設計的任務是對牛頭刨床的機構選型、 運動方案的確定； 對導桿機構進行運 動分析和動態靜力分析。 并在此基礎上確定飛輪轉慣量， 設計牛頭刨床上的凸輪機構和 齒輪機構。、工作原理與結構組成 牛頭刨床的簡介 牛頭刨床是用于加工中小尺寸的平面或直槽的金屬切削機床， 多用于單件或 小批量生產。為了適用不同材料和不同尺寸工件的粗、精加工，要求主執行構件一刨刀能 以數種不同速度、不同行程和不同起始位置作水平往復直線移動， 且切削時刨刀 的移動速度低于空行程速度，即刨刀

3、具有急回現象。刨刀可隨小刀架作不同進給 量的垂直進給；安裝工件的工作臺應具有不同進給量的橫向進給，以完成平面的 加工，工作臺還應具有升降功能，以適應不同高度的工件加工。#三、設計方案的確定方案（a）采用偏置曲柄滑塊機構結構最為簡單，能承受較大載荷，但其存在有較大的缺點。一是由于執行件行程較大，則要求有較長的曲柄，從而帶來機構所需活動空間較大； 二是機構隨著行 程速比系數K的增大，壓力角也增大，使傳力特性變壞。J，-方案（b）由曲柄搖桿機構與搖桿滑塊機構串聯而成。該方案在傳力特性和執行件的速度變化方面比方案（ a）有所改進，但在曲柄搖桿機構ABCD中，隨著行程速比系數K的增大，機構的最大壓力角仍

4、然較大，而且整個機構系統所占空間比方案（a）更大（C） 方案（c）由擺動導桿機構和搖桿滑塊機構串聯而成。該方案克服了方案（b）的缺點，傳力特性好，機構 系統所占空間小，執行件的速度在工作行程中變化也較緩慢。比較以上三種方案，從全面衡量得失來看，方案（c）作為刨削主體機構系統較為合理四. 擬定傳動系統方案傳動系統的作用通常是實現減速、增速和變速，有時也用作實現運動形式 的轉換，并且在傳遞運動的同時，將原動機的輸出功率和轉矩傳遞給執行機構。通常要把原動機的輸出運動傳給執行機構， 僅選用一種傳動裝置或機構的情況較少見，大多數情況是選擇若干種傳動裝置或機構合理地加以組合布置，構成一個傳動系統，才能實現

5、預期的工作要求。在進行傳動裝置和機構的選擇與設計 時應注意以下問題:(1) 設原動機的轉速為nd,執行機構原動件的設計轉速為nr,則傳動裝 置系統的總傳動比nr如果傳動裝置系統由n個傳動裝置或機構串聯組成，其每個傳動裝置或 機構的傳動比分別為ii, i2, in，則i =ii.i2.i3.in每種傳動裝置或機構的傳動比的取值可參閱表3.1。若i大于推薦值時，通常應該用兩級或兩級以上的傳動裝置或機構串聯組合來進行傳動。常用傳動機構的合理取值范圍傳動機構種 類平帶V帶摩擦輪齒輪蝸桿鏈圓周速度m/s52553015251512015351540減速比<815<710<48<8

6、0610最大功率kw2000750 1200150 -250500005503750(2) 當系統為減速傳動時，宜使il< i2V i3in，并使相鄰兩級傳動比相差 不要太大。這樣可使中間各級軸有相對較高的轉速和較小的扭矩，轉軸及軸上的 零件可以設計得尺寸較小，從而獲得較為緊湊的結構。(3) 因為傳動軸及軸上的傳動零件的尺寸，主要取決于所傳遞的扭矩。當系 統傳遞的功率一定時，軸的轉速愈高，其扭矩愈小，傳動軸與傳動零件的尺寸可 以設計得愈小，故宜將傳動能力小的機構安排在高速級。如帶傳動和摩擦傳動宜 布置在高速級；需要密封的齒輪傳動宜布置在高速級， 這樣因齒輪尺寸小，可減 小密封箱體的外廓尺

7、寸；生產成本高、加工困難的零件宜布置在高速級， 如錐齒 輪傳動宜布置在高速級。(4) 為了使機器運轉平穩，減少震動沖擊和噪音，宜將帶傳動布置在高速級， 從而可利用傳動帶的彈性吸振、打滑，防止過載時損壞基它零件。鏈傳動沖擊、 振動大，宜布置于中、低速膜的形成，從而提高蝸桿傳動的效率。(5) 蝸桿傳動宜布置在高速級，以便提高齒面的相對滑動速度，有利于液體9 / 10動力潤滑油膜的形成，從而提高蝸桿傳動的效率。(6) 為了減少能耗、減輕振動，宜將轉換運動形式的機構，如凸輪機構、連桿機構、螺旋機構等布置在與執行機構相連的低速級一端。(7) 選擇盡可能短的傳動鏈結構。因為這樣作可減少機械的構件、零件數目

8、, 降低制造成本，提高機械效率和系統的傳動精度和可靠性， 同時也關系到設備的 使用、保養和維修的簡便程度。皮帶傳動比io=1.9齒輪傳動比ii2=3.2i34=3.9由電動機傳出的轉速為1440轉/分，經過皮帶輪減速度變為 240，再經過齒輪減速最后輸出 的速度為60轉/分。五. 確定機構尺寸參數行程速比系數或壓力角確定。尺度綜合過程如下:1.尺寸參數確定依據由K=1.5求得極位夾角v由導桿機構特性知道，導桿擺角等于極位夾角, 即卜max= V由行程H和二可求出導桿長；由Lac(例如為500mm)和可求出曲柄長Lab;由Lde / Lcd=0.20.3可求出連桿長Lde；為使RRP桿組的壓力角

9、較小，滑塊5的導路與D D連線的距離應等于導路線與D D弧水平切線的距離， 以此確定L。牛頭刨床主執行機構尺度 2尺寸參數計算ok _1oi 6 _1極位夾角：J -180=180=41.5385：k +11.6+1H 15001導桿長度：IBo4705 mm2 si92 sin 20.76925sin2連桿長度：I bc =0.28 l BO4=197.4mm0曲柄長度：lAO2 =lO2O4sin420*sin 20.76925 =149 mm2六. 運動分析及參數計算1.導桿的運動分析導桿機構的運動分析。根據已定出的尺寸參數及原動件轉速n,用解析法求出當曲柄轉角B從刨頭處于最左側起，沿轉

10、動方向沒隔20度計算一組運動參數，其中包括各構件的角位置，角速度，角加速度以及刨頭的位移（以最左側為零點）， 速度和加速度；并用計算機輔助設計計算并在同一副圖中繪出刨頭的位移曲線， 速度曲線和加速度曲線.運動分析圖2.計算機輔助設計計算程序：Mtnclude<ma th. h>Unclude<stdio .h>sdefint PI 3.14159SAIt define u1 2*PIdouble F418,bj=Q. 9,k=0. 8,Hs=0.0,gn)ar=Q.01n ,n2;/double l1=27O.83,l3=1309.0,lU=3Z5.O,l6=595.8

11、33,d=659.0,lbc=0.0,c1=O.0Ta4=0.0,a3=O.0;double H=0.149,l3=O.7O5,li|=0.27 90,l6=0.i|200pd= 0.5000,lbc=9.0,c1 = 9.9,34=9.0,a3=B.9;double f31S-llN&-0.l>e3-0.0,Ub2b3-B.a>w4-B.e,xe-0.8wiie-a.O;int i-D.f 1 16=>0»20»1|0U90,1 00,1211J40,16 0 JHD.20020,201260,26 0.300320,340 J ; double

12、 h(int F1)double a,b;a =(double)F1*P1*2)/360;/printf(Mf1:Fn'a);b="(L6+L1*sin(a) )/(H*cos(a);/pr lntF( "xxxxKKktFXn11 ,b):return b;double h2(int f1)double a:a -(double)f1«PI«2)/36e；return a;nain()<bj=asin(l1/l6)*36 0/(w1)*2;/擺甬"intWg 角:WXnMij)；k=(18fl+bj)/(180-bj);prin

13、tf(',K：VXn,1k):Hsa2«sLn(asin( 11/16)*13;printf 際 Ml：計 Wqmar=acos ( I3*(1-cos(asin(l1/l6) )/(2*14);gmar=gmar*360/(w1):printF("gnar:1:n"Igiar);n-(Hs-d)/d*100;prlntff-行程相別課差n:Fn",n);/相別誤差n2=(k-1.7)/1.7;printFC'KM相對誤差n2:Fn".n2): ror(i-8;i<ie；i')prinLf("11:13：

14、V 14：%f 16:d:%fn",11,13,14,16,d);pUntFL曲柄擺角 F1:%dn",F1l);F3i=atan(h(F1i); "求出 F3 if(F3i<0) F3i+=PI;"把F3轉換到實際象限 printfCi 桿擺角 F3：%Fn",f3i)；iDc=n*cos(ni!(i-iLij)/cos(i-aLij);/>)<.i±)ioc printfC1塊位移lbc:%fn",lbc);wA=(l1*w1*cn(h?(F1i )-FAi )/1 hr ;/>)< 出關

15、printf ("滑塊命逋度呃:%fn'',w3y ；Ub2B3=l1*sin(f3i-h2(f1i);priLntf滑塊逆度UD2D3：針 W ,UD2冋；a3=(w1*w1*H*sin(F3i-h2(F1i)-2*w3*Ub2b3)/lbc; printFC 滑塊辦l 速 jga3:%Fn",a3);printF(,5inf3:%fn",5in(F3i);Cl=(d+16-13*Sln(f3l)/14；printf(hcl:tfnll,c1);fbi=PI-asin(c1);lf(F4i<8) F41-R1+PI； printF (”稍侮

16、珂 i);wh=-1*l3*w3*cos(f3i)/(lli*CQ5(Fi|i)； printfr 譏關)；xe=i3*cos(F3i)+m*co5(Fqi)；printFCj點銘餐壯fir,刪；ue=-1*l3*u3*sin(F3i)-l4*w4*5in(F4i); prlntFCuertnnue);a-1*(a3*l3*sin(F3i-f4i)*w3*w3*l3*cos(f3i-F4i)-w4*wii*l4)/cos(Hi); pHntH'劃點加舷毗FrTM)；F3i=(f3i/(2*PI)*360;printFCgf3:%fWl,f3i);printFC埔機構的時參如巧；uhil

17、e(1);3.計算數據輸出Excel角度(° )位移(m)速度(m/s)加速度(m/s 2)00.-0.-18. 200.-1.-10.400.-1.32517-5.60-0.-1.-1.:80-0.-1.1.100-0.-1.08263.120-0.-0.4.32992:140-0.-0.4.160-0.-0.1.180-0.0.01923-2.200-0.319790.51-4.220-0.-0.-3.240-0.0.7.260-0.2.14.31502280-0.2.3.sm度速A/rkk/£r-3000.2.-15.3200.1.-26.3400.-0.-23.4.圖象輸出速度圖象32.521.510.50-0.5-1-1.5-2020406080 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360角度(°)11 / 100.30.250.20.150.10.050-0.05-0.1-0.15-0.2-0.25-0.3-0.35-0.4/、/X/、T/I/、jvJ/、f406080100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360角度(