机械原理课程设计_

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1、一、概述1.1、课程设计的任务和目的11.2、课程设计的要求11.3、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22.2、主传动机构尺寸的综合与确定22.3、杆组拆分32.4、绘制机构运动简图32.5、绘制刀头位移曲线图3三、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33.2、程序编写过程（计算机C语言程序）53.3、计算数据结果63.4、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

2、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. 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，记忆不巩固和 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

3、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）刨刀且学运动速度平稳；（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工作行程n=48r/min机架LAC=380mmH=310mm 行程速比系数K=1.46连杆与导杆之比LDE/LCD=0

4、.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1方案2方案3方案分析：方案一、1. 机构具有确定运动，自由度为F=3n- (2P1+Ph) =3X5-(2X7+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

5、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180。+ 0由 k =18得出0 =33.66由180。-0得出033 一 66。,、AB = AC sin = 380 x sin= 110( mm)22HCD = 2 = 535(mm)sin 2DE = CD x 虹=535 x 0.25 = 134(mm)CD0CD - CDCOS -H = CD %2 = 523(mm)2.3、杆组拆分2.4、绘制机

6、构运动简图（见图纸）e 1Se120-0.230150-0.246197-0.2983430.0202.5、绘制刀头位移曲线图三、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s cos 0 = l cos 0（1）3311s sin0 =l +1 sin0（2）33611l cos 0 +1 cos 0 S = 03344 E（3）（4）1 sin 0 +1 sin 0 = 1求03、由公式（1）和（2）得:气、0 = arctan 1 +1* 031 cOs0 1110 =

7、k+ arctan 1 +1& 31 cOs 01上式等价于0 = arc cot 1算电316 +11 sin 0对0求导得：31 co （1 +1 sin 0 ）=11161312 +12 + 211 sin 061611同理得：（12 12）1 1 2 cOs0a =616411-3（12 +12 + 211 sin0 ）2616 11求滑块E的SE、VE、aE 由（3）、（4）式得：S = 1 cos0 +1 cos 0E33440 = arcsin H 1严 044求导得：o _ o 1 cos 041cos0v o 1 sin（0 0 ）E cos 04（5）（6）（7）（8）（9

8、）（10）（11）（12）再求导得:2/ sin0 +2/ sin0 a l cos0a =k34h3( 14)414 cos04a _ a 1 sin(0 0 ) + 21 cos(0 0 )一21(技)Ecos043.2、程序编写过程(计算机C语言程序)#include#include#define PI 3.1415926void main()(double a=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=3 1 */double B,C,E,F,G,I,L,M,O;/*B=0 3,C=04

9、, E=Se, F =3 3,G=3 4,I= Ve ,L=a3,M=a4,O=ae */double x=0;printf( 134 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 3*/G=-(F*b*cos(B)/(c*cos(C

10、);/*求 3 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 a 3*/M=(F*F*b*sin(B)+G*G*c*sin(C)-L*b*cos(B)/(c*cos(C); /*求 a 4*/O=-(L*b*sin(B-C)+F*F*b*cos(B-C)-G*G*c)/cos(C); /*求 a e */printf(3.0f %3.3f %3.3f %3.3f %3.3f %3.3f %3.3f %3.3f %3.3f

11、%3.3fn，x*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e ie 3e 4Sew3w4v ea 3a 4a e/ ()/ m/ (rad/s)/ (m/s/ (rad/s2)/ (m/s073.856176.1070.0150.3870.430-0.2035.6455.694-3.0001074.814177.1420.0060.5660.593-0.2964.6553.622-2.5202076.098178.430-0.0050.7130.684-0.3733.79

12、21.655-2.1043077.648179.835-0.0200.8320.711-0.4353.045-0.101-1.7384079.410181.235-0.0360.9270.680-0.4852.396-1.603-1.4115081.341182.524-0.0531.0000.602-0.5251.827-2.838-1.1126083.399183.617-0.0721.0550.485-0.5571.319-3.802-0.8337085.549184.446-0.0921.0930.340-0.5790.856-4.494-0.5688087.760184.962-0.

13、1131.1150.175-0.5940.421-4.911-0.3129090.000185.138-0.1331.1220.000-0.6010.000-5.050-0.06110092.240184.962-0.1541.115-0.175-0.598-0.421-4.9110.19011094.451184.446-0.1751.093-0.340-0.586-0.856-4.4940.44412096.601183.617-0.1951.055-0.485-0.565-1.319-3.8020.70613098.659182.524-0.2141.000-0.602-0.533-1.

14、827-2.8380.982140100.59(181.235-0.2320.927-0.680-0.489-2.396-1.6031.278150102.352179.835-0.2480.832-0.711-0.435-3.045-0.1011.603160103.902178.430-0.2620.713-0.684-0.368-3.7921.6551.966170105.186177.142-0.2740.566-0.593-0.288-4.6553.6222.377180106.144176.107-0.2820.387-0.430-0.195-5.6455.6942.8461901

15、06.708175.469-0.2870.170-0.196-0.085-6.7547.6623.379200106.799175.363-0.288-0.0860.0990.043-7.9419.1643.968210106.337175.891-0.284-0.3840.4320.193-9.1019.6684.576220105.240177.085-0.274-0.7190.7550.366-10.0298.5185.115230103.446178.860-0.258-1.0771.0000.558-10.3965.1265.406240100.933180.979-0.235-1.

16、4331.0850.755-9.774-0.6275.18325097.745183.046-0.206-1.7440.9390.931-7.784-7.8034.17126094.022184.572-0.171-1.9590.5501.052-4.364-14.0882.28227090.000185.138-0.133-2.0370.0001.0900.000-16.634-0.20028085.978184.572-0.096-1.959-0.5501.0404.364-14.088-2.66529082.255183.046-0.062-1.744-0.9390.9187.784-7

17、.803-4.52030079.067180.979-0.033-1.433-1.0850.7509.774-0.627-5.50231076.554178.860-0.010-1.077-1.0000.56310.3965.126-5.70132074.760177.0850.007-0.719-0.7550.37610.0298.518-5.38433073.663175.8910.017-0.384-0.4320.2019.1019.668-4.81334073.201175.3630.021-0.086-0.0990.0457.9419.164-4.16935073.292175.46

18、90.0200.1700.196-0.0896.7547.662-3.55236073.856176.1070.0150.3870.430-0.2035.6455.694-3.0003.4、位移、速度和加速度的运动曲线图与分析四、小结心得体会：通过这次课程设计我有了很多收获。首先，通过这一次的课程 设计，我进一步巩固和加深了所学的基本理论、基本概念和基本知识，培养了自 己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。对平面连杆机 构有了更加深刻的理解，为后续课程的学习奠定了坚实的基础。而且，这次课程 设计过程中，与同学激烈讨论，团结合作，最终完美的实现了预期的目的，大家 都受益匪浅，也对这次经历难以忘怀。其次通过这次课程设计，对牛头刨床的工作原理及内部各传动机构及机构 选型、运动方案的确定以及对导杆机构运动分析有了初步详细精确的了解，这都 将为我以后参加工作实践有了很大的帮助。非常有成就感，培养了很深的学习兴 趣。最后，衷心感谢李辉导师耐心的指导，我们才能完成这次的课程设计。五、参考文献孙桓 陈作模 葛文杰机械原理（第七版）高等教育出版社2006.5