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1、机 械 原 理课程设计计算说明书题目：牛 头刨床主传动机 构的设计与分析系 别 机械与汽车工程系系专业班级 材料成型及控制工程 1081班学生姓名 刘驾学 号 10112608015指导教师 侯玉英2010年 7月目 录一、 概述 1.1、课 程设计 的任务 和目的 1 1.2、课 程设计 的要求 1 1.3、课 程设计 的数据 1二、 牛头刨 床主传 动机构 的结构 设计与 分析 2.1、机 构选型 、方案 分析及 方案的 确定 2 2.2、 主传 动机构 尺 寸的 综合与 确定 2 2.3、杆 组拆分 3 2.4、绘 制机构 运动简 图 3 2.5、绘 制刀头 位移曲 线图 3三、 牛头刨
2、 床主传 动机构 的运动 分析及 程序 3.1、解 析法进 行运动 分析 3 3.2、程 序编写 过程（ 计算机 C语言 程序） 5 3.3、 计算 数据 结果 6 3.4、位 移、速 度和加 速度运 动曲线 图与分 析 7四、 小结 心得 体会 8五、 参考文 献 参考 文献 8一、概 述 1.1、课 程设计 的任务 和目的课程 设计的 任务：（一） 执行机构 结构设计及分 析 1 牛头刨床 的机构选型、 运动方案拟定 ；2 主传动机 构尺度综合及 确定；3 机构的杆 组拆分和机构 简图的绘制；4 绘制刀头 位移曲线图；（二） 执行机构 运动分析1 建立数学 模型，解析法 进行运动分析 ；2
3、 程序编写 ；3 上机调试 程序；4 位移、速 度和加速度运 动曲线图与分 析；（三） 撰写设计 说明书（四） 考核课程 设计的 目的： 机械原理 课程设计是培 养学生机械系 统方案设计能 力的技术基础 课程 ， 他是机械 原理课程学习过 程中的一个重 要实践环节 。 其目的是 以机械原理课 程的学习为基 础 ， 进一步巩 固和加深所学 的基本理论 、 基本概念 和基本知识 ， 培养学生 分析和解决与 本课程有关的 具体机械所涉及的 实际问题的能 力 ， 使学生熟 悉机械系统设 计的步骤及方 法 ， 其中包括 选型 、 运动方案的确定 、 运动学和 动力学的分析 和整体设计等 ， 并进一步 提
4、高计算 、 分析 、 计算机辅 助设计、绘图 以及查阅和使 用文献的综合 能力。 1.2、课 程设计 的要求（ 1） 根据牛头 刨床的机构简 图及必要的数 据 ， 进行机构 的结构设计 、 结构分析 和运动动力学分析 ；（ 2） 为了提高 生产效率 ， 要求刨刀 的往复切削运 动具有急回特 性 （ 切削时刨 刀的移动速度低于空 行程速度 ） ；（ 3）刨刀切 削运动速度平 稳；（ 4）要求机 构具有良好的 传力特性（在 整个行程中推 动牛头刨床应 有较小的压力 角 ） 。 1.3、课 程设计 的数据曲柄 转速 n=48r/min 机架 LAC=380mm工作 行程 H=310mm 行程 速比系
5、 数 K=1.46连杆 与导杆 之比 LDE/LCD=0.25 曲柄 与水平 线的夹 角 120二 、 牛头刨 床主传动机 构的结构设 计与分析 2.1、机 构选型 、方案 分析及 方案的 确定主执 行机构 设计参 考方案 ：方案 分析： 方案 一、1. 机构 具有确 定运动 ， 自由 度为 F=3n-（ 2Pl+Ph） =3 5-(2 7+0)=1，曲 柄为机 构原动 件；2. 通过 曲柄带 动摆动 导杆机 构和滑 块机构 使刨刀 往复移 动，实 现切削 功能 ， 能满足 功能要 求3. 工作 性能 ， 工作 行程中 ， 刨刀 速度较 慢 ， 变化 平缓符 合切削 要求 ， 摆动 导杆机构
6、使其具 有急回 作用， 可满足 任意行 程速比 系数 K的要 求；4. 传递 性能 ， 机构 传动角 恒为 90 ， 传动 性能好 ， 能承 受较大 的载荷 ， 机构 运动链 较长， 传动间 隙较大 ；5. 动力 性能， 传动平 稳，冲 击震动 较小；6. 结构 和理性 ，结构 简单合 理，尺 寸和质 量也较 小，制 造和维 修也较 容易；7. 经济 性，无 特殊工 艺和设 备要求 ，成本 较低。方案 确定：综上 所述， 所以选 择方案 一。 2.2、 主传 动机构 尺 寸的 综合与 确定由已 知数据 经过计 算得 由-180180+=K 得出 =33.66 ）（ m m110266.33si
7、n3802sin = ACAB)(5352sin2 mmHCD = )(13425.0535 mmLLCDDE CDDE =)(5232 2 mmCDCOSCDCDH = 方案 1 方案 2 方案 3 2.3、杆 组拆分 2.4、绘 制机构 运动简 图（见 图纸） 2.5、绘 制刀头 位移曲 线图1 Se120 -0.230150 -0.246197 -0.298343 0.020三 、 牛头刨 床主传动机 构的运动分 析及程序 3.1、解 析法进 行运动 分析如右 图，建 立直角 坐标系 ，并标 出各杆 矢量 及方 位角 。 利用 两个封 闭图形 ABCA及 CDEGC。投影 方程式 为11
8、33 coscos ls = （ 1）11633 sinsin lls += （ 2）0coscos4433 =+ ESll （ 3）64433 sinsin lll =+ （ 4）1 求 333 、 、由公 式（ 1）和 （ 2）得 ：163 cossinarctan111 l ll += 22 1 #include#definePI3.1415926voidmain()doublea=0.110,b=0.535,c=0.134,d=0.380,e=0.523,f=5;/*a=AB,b=CD,c=DE,d=AC,e=H,f= 1*/doubleB,C,E,F,G,I,L,M,O;/*B= 3
9、,C= 4,E=Se， F= 3， G= 4， I=Ve， L= 3， M= 4， O= e*/doublex=0;printf(1 3 4 Se W3 W4 Ve A3 A4Ae n);while(x6.3)B=atan(d+a*sin(x)/(a*cos(x); /*求 3*/if(B0)B=PI+B;C=PI-asin(e-b*sin(B)/c); /*求 4*/if(C0)C=PI+C;E=b*cos(B)+c*cos(C); /*求 Se*/F=(a*f*(a+d*sin(x)/(d*d+a*a+2*d*a*sin(x);/*求 3*/G=-(F*b*cos(B)/(c*cos(C)
10、; /*求 4*/I=-(F*b*sin(B-C)/cos(C); /*求 Ve*/L=(d*d-a*a)*d*a*f*f*cos(x)/(d*d+a*a+2*d*a*sin(x)*(d*d+a*a+2*d*a*sin(x); /*求 3*/M=(F*F*b*sin(B)+G*G*c*sin(C)-L*b*cos(B)/(c*cos(C);/*求 4*/O=-(L*b*sin(B-C)+F*F*b*cos(B-C)-G*G*c)/cos(C); /*求 e*/printf(%3.0f %3.3f %3.3f %3.3f %3.3f %3.3f %3.3f %3.3f %3.3f%3.3fn,x
11、*180/PI,(B*180)/PI,(C*180)/PI,E,F,G,I,L,M,O);x=x+PI*10/180; 3.3、 计算 数据 结果各构 件的位 置、速 度和加 速度1 3 4 Se 3 4 e 3 4 e/ m / (m/s) / (m/s)0 73.856 176.107 0.015 0.387 0.430 -0.203 5.645 5.694 -3.00010 74.814 177.142 0.006 0.566 0.593 -0.296 4.655 3.622 -2.52020 76.098 178.430 -0.005 0.713 0.684 -0.373 3.792
12、1.655 -2.10430 77.648 179.835 -0.020 0.832 0.711 -0.435 3.045 -0.101 -1.73840 79.410 181.235 -0.036 0.927 0.680 -0.485 2.396 -1.603 -1.41150 81.341 182.524 -0.053 1.000 0.602 -0.525 1.827 -2.838 -1.11260 83.399 183.617 -0.072 1.055 0.485 -0.557 1.319 -3.802 -0.83370 85.549 184.446 -0.092 1.093 0.340
13、 -0.579 0.856 -4.494 -0.56880 87.760 184.962 -0.113 1.115 0.175 -0.594 0.421 -4.911 -0.31290 90.000 185.138 -0.133 1.122 0.000 -0.601 0.000 -5.050 -0.061100 92.240 184.962 -0.154 1.115 -0.175 -0.598 -0.421 -4.911 0.190110 94.451 184.446 -0.175 1.093 -0.340 -0.586 -0.856 -4.494 0.444120 96.601 183.61
14、7 -0.195 1.055 -0.485 -0.565 -1.319 -3.802 0.706130 98.659 182.524 -0.214 1.000 -0.602 -0.533 -1.827 -2.838 0.982140 100.590 181.235 -0.232 0.927 -0.680 -0.489 -2.396 -1.603 1.278150 102.352 179.835 -0.248 0.832 -0.711 -0.435 -3.045 -0.101 1.603160 103.902 178.430 -0.262 0.713 -0.684 -0.368 -3.792 1
15、.655 1.966170 105.186 177.142 -0.274 0.566 -0.593 -0.288 -4.655 3.622 2.377180 106.144 176.107 -0.282 0.387 -0.430 -0.195 -5.645 5.694 2.846190 106.708 175.469 -0.287 0.170 -0.196 -0.085 -6.754 7.662 3.379200 106.799 175.363 -0.288 -0.086 0.099 0.043 -7.941 9.164 3.968210 106.337 175.891 -0.284 -0.384 0.432 0.193 -9.101 9.668 4.576
