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1、机 械 原 理 课 程设 计 说 明 书系部名称: 机电工程学院 专业班级: 机自093姓 名： 学 号: 批 阅 教师 签 字07 届机制专升本班一班 马立洋- 2 -目 录概 述3设计项目1设计题目42机构简介43设计数据4设计内容1导杆机构的设计批阅日期07 届机制专升本班一班 马立洋- 3 -52.凸轮机构的设计123.齿轮机构的设计17设计体会20参考文献 21 附 图 07 届机制专升本班一班 马立洋- 4 -概 述一、机构机械原理课程设计的目的：机械原理课程设计是高等工业学校机械类专业学生第一次较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实践环节。其基本目的在于
2、：（）进一步加深学生所学的理论知识，培养学生独立解决有关本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设计有一较完整的概念。（）使学生得到拟定运动方案的训练，并具有初步设计选型与组合以及确定传动方案的能力。（）通过课程设计，进一步提高学生运算、绘图、表达、运用计算机和查阅技术资料的能力。二、机械原理课程设计的任务：机械原理课程设计的任务是对机械的主体机构（连杆机构、凸轮机构、齿轮机构以及其他机构）进行设计和运动分析、动态静力分析，并根据给定机器的工作要求，在此基础上设计凸轮、齿轮；或对各机构进行运动分析。要求学生根据设计任务，绘制必要的图纸，编写说明书。三、械原理课程设计的方法：
3、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。图解法几何概念较清晰、直观；解析法精度较高。根据教学大纲的要求，本设计主要应用图解法进行设计。07 届机制专升本班一班 马立洋- 5 -设计名称压床机构一 机构简介：机构简图如下所示： 棘 轮 工 作 台电 动 机 O9EDA8421工 件 牛 头 刨 床 机 构 简 图d0ZZ1onn0牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如上图所示。电动机经皮带和齿轮传动，带动曲柄 2 和固结在其上的凸轮 8。刨床工作时，由导杆机构 1-2-3-4-5-6 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
4、匀，以减少电动机容量和提高切削质量；刨头左行时，刨刀不切削，称空回行程，此时要求速度较高，以提高生产效率。因此，刨床采用具有急回特性的导杆机构。刨刀每切削完成一次，利用空回行程的时间，凸轮 8 通过四杆机构 1-9-10-11 与棘轮带动螺旋机构（图07 届机制专升本班一班 马立洋- 6 -中未画） ，使工作台连同工件作一次进给运动，以便刨刀继续切削。二 设计数据：各已知数据如下图所示，未知数据可有已知数据计算求得设计内容导杆机构的运动分析 凸轮机构设计符号 2n42olAO2Bl4ClmaxDOl9290rtos单位 r/min mm omm 方案 64 350 90 580 0.3 lO4
5、B 15 135 160 61 15 70 10 70设计内容齿轮机构设计符号 0n1Z10d012m1o单位 r/min mm mm方案 1440 40 13 16 100 300 6 4三 设计内容：第一节 导杆机构的运动分析导杆机构设计要求概述：已知曲柄每分钟的转数 ，各构件尺寸，且刨头导路2n位于导杆端头 B 所作圆弧的平分线上。要求作机构的运x-动简图，并作机构一个位置的速度、加速度多边形以及刨头的运动线图，画在 2 号图纸上。10 位置的机构简图：计算过程：由已知数据 n2=64r/min 得 2=264/60(rad/s)= 6.7rad/s .1、求 C 点的速度：07 届机制
6、专升本班一班 马立洋- 7 -确定构件 3 上 A 点的速度：构件 2 与构件 3 用转动副 A 相联，所以 A3= A2。 2又 A2= 2lO2A =0.96.7=0.6m/s求 4V的速度： 选取速度比例尺 ： v=0.023(m/s)/mm; A4 = A3 + A4A3方向： BO 4 AO 2 BO 4 大小： ？ ？OAl07 届机制专升本班一班 马立洋- 8 -图 1用图解法求解如图 1：式中 A3、 A4表示构件 3 和构件 4 上 A 点的绝对速度， A4A3表示构件 4 上 A 点相对于构件 3 上 A 点的速度，其方向平行于线段 BO4，大小未知；构件 4 上 A 点的
7、速度方向垂直于线段BO4，大小未知。在图上任取一点 P，作 A3 的方向线 pa3 ，方向垂直于 AO2，指向与 2的方向一致，长度等于 A3/ v， （其中 v为速度比例尺） 。过点 p 作直线垂直于 BO4 代表 A4的方向线，再过 a3作直线平行于线段 BO4 代表 A4A3的方向线这两条直线的交点为 a4，则矢量 pa4和 a3a4分别代 A4和 A4A3 。由速度多边形 得：3420;lAA3 求 BO 4的角速度 ：4曲柄位于起点 1 时位置图如设计指导书图（1）：此时 为：42OA2 049arcsin75.13A将曲柄圆周作 12 等分则当曲柄转到 1 位置时，如图（1）：2
8、04ri.07 届机制专升本班一班 马立洋- 9 -AOOllA2424cos42438.Olm杆 BO 4的角速度 ：4=VA4/ = rad/s =1.75 rad/sAl0.327杆 BO 4的速度 V4:V4= =1.751.54m/s=0.9431m/sBOl 求 C 点的速度 c： c = B + CB方向： X-X BO 4 BC 大小： ？ 4lO4B ？速度图见图 2：图式中 c 、 B 表示点的绝对速度。 CB表示点 C 相对点 B 的相对速度其方向垂直于构件 CB，大小未知，点 C 的速度方向平行于X-X，大小未知，图上任取一点 p 作代表 B的矢量 pb 其方向垂直于
9、BO4指向于 2转向相反，长度等于 vV/（ 为速度比例尺） 。过点 p 作直线平行于 X-X，代表 c的方向线，再点 b 作直线垂直于 BC 代表 CB的方向线，这两方向线的交点为 C 则矢量 pc 和 bc便代表 c、 CB。则 C 点的速度为： c= vpc = v 40 = 0.92 m/s07 届机制专升本班一班 马立洋- 10 - CB= vcb= v 5 = 0.115 m/s2、求 C 点的加速度： 求 aA2：因曲柄匀速转动：故2222 /34./)(10. smslAOnA 3 /34.sm选取加速度比例尺： a=0.15（m/s 2）/mm 求 aA4： 43KtA4tn
10、tAa方向: BO 4 BO 4 AO 2 BO 4 BO 4 大小： ？ ？2l3AV加速度见下图：式中4Ana和是 4的切向和切法向加速度， 34Aa是点 A4 相对于 A3 的相对加速度，但由于构件 3 与构件 4 构成移动副，所以04n故 其方向平行于二构件相对移动方434AtAr向，即平行于 BO4,大小未知， 为哥氏加速度，它的大小为3Ka07 届机制专升本班一班 马立洋- 11 -，其中 为相对速度 和牵连角速度sin23434AAKVa34AV矢量之间的夹角，但是对于平面运动， 的矢量垂直于运动平面而 位于运动平面内，故 ，从而34 o90342AAKa哥氏加速度 的方向是将
11、沿 的34AKa34Av4转动方向转 （即图中 的方向） 。在上面的矢量方程中只o903k有 的大小未知，故可用图解法求解。如右图，从任344ArA和意极点 连续作矢量 代表 ；再过 作43和 43Ana和 3a垂直于线段 BO4 ，大小 ；然后3ka muVwkaA2.10/24=再过 作 BO4的平行线，代表 的方向，过 作垂直于 3 4BO4，的直线，代表 的方向线，它们相交点 则矢量4An a代表 4Aa。418.6279/aAamsg3 求 B 点加速度 ：B构件 4 的角加速度 BO4为： 244BO03.9/aArdsll221.65/nam47tBl4 求 C 点的加速度： C
12、BBc aaantnttn方向： x-x BO 4 BO 4 CB CB 大小: ？ lBO4 BO4 ？ 2l07 届机制专升本班一班 马立洋- 12 -0.090m/s2加速度图见下图： 式中， 表示点 C 相对点 B 的法向加速度其方向为从 C 指nCBaB； 表示点 C 相对点 B 的切向加速度，其方向垂直于 CB。又因速度多边形已作出，所以上式法向加速度可求出（C 点作水平运动，故 C 点的法向加速度为 0） 。仅有 的大小未CBac和知，同样可以用图解法求解。如右图，在图上任取一点 作代表 ，方向为平行于 BO4并从 B 指向 O4，长度为bnBa， （其中 为加速度比例尺） 。过
13、 作 代表Ol/42a b，方向垂直于 BO4， 长度为 ，连接 ，它表示B aBOl/4，再过过 作 代表 ，方向平行 CB 并从 C 指向abcnCB，长度为 过 作垂直于 CB 代表 的方向线又acBlV/)(2 cB从 作平行于 X-X 的方向线，两线交点为 ，则矢量 便代 表 。c2220.1/0.9/35nCBvmssl7tcap3、此时 C 点位置如下图：选取长度比例尺为： 则：/l此时 C 点的位移 为：cx2105lum第二节 凸轮机构的设计 凸轮机构的设计要求概述：07 届机制专升本班一班 马立洋- 13 -已知摆杆 9 作等加速等减速运动，要求确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径，将凸轮实际轮廓 凸轮机构的设计要求概述画在 2 号图纸上。该凸轮机构的从动件运动规律为等加速等减速运动。各数据如表：符号 max lO9D lO9O2 ro rt s 单位 mm 数据 15. 125 150 61 15 75 10 752.由以上给定的各参数值及
