机械原理课程
设计说明书
系部名称: 机电系
专业班级: 04机制三班
姓名：
学号:
目录Array概述 (3)
设计项目·······························
1．设计题目 (4)
2．机构简介 (4)
3．设计数据 (4)
设计内容·······························
1．导杆机构的设计 (5)
2.凸轮机构的设计 (12)
3.齿轮机构的设计 (17)
设计体会 (20)
参考文献 (21)
附图·····························
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：
（１）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。
（２）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。
（３）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。
（４）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：
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。
[设计名称]牛头刨床
一．机构简介：
机构简图如下所示：
牛头刨床机构简图
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：
第一节 导杆机构的运动分析
㈠导杆机构设计要求概述：
已知曲柄每分钟的转数2n ，各构件尺寸，且刨头导路x x
-位于导杆端头B 所作圆弧的平分线上。要求作机构的运动简图，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：
㈡计算过程：
由已知数据n
2=60r/min得ω
2
=2π×60/60(rad/s)= 2πrad/s .
1、求C点的速度：
⑴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υA3=υA2。
又υA2=ω2l O2A =0.110×2π=0.22πm/s=0.69m/s. ⑵求
4
A
V的速度：
选取速度比例尺：μv=0.023(m/s)/mm;
υA4 = υA3 + υA4A3 方向：⊥BO4 ⊥AO2 ∥BO4
大小：？ω2l O2A？
用图解法求解如图1：
图1
式中υA3、υA4表示
构件3和构件4上 A 点的绝对速度，υA4A3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BO 4，大小未知；构件4上A 点的速度方向垂直于线段BO 4，大小未知。在图上任取一点P ，作υA3 的方向线p a3 ，方向垂直于AO 2，指向与ω2的方向一致，长度等于υA3/μv ，（其中μv 为速度比例尺）。过点p 作直线垂直于⊥BO 4 代表υA4的方向线，再过a 3作直线平行于线段BO 4 代表υA4A3的方向线这两条直线的交点为a 4，则矢量p a 4和a 3a 4分别代υA4和υ
A4A3 。
由速度多边形43a pa 得：
υA4=μv ´ p a 4=μv ´ 20 = 0.483 m/s
υA4A3=μv ´ a 3a 4=μv ´ 19 = 0.437 m/s ⑶ 求BO 4的角速度4ω：
曲柄位于起点1时位置图如设计指导书图（1）：此时42O AO ∠为： 又由1位置起将曲柄圆周作12等分则当曲柄转到10位置时，如图（1）： ∠ο83.1617.7327036042=︒ ︒ ︒=O AO 杆BO 4的角速度4ω：
4ω=V A4/l BO 4= 0.4830.277
rad/s =1.75 rad/s
杆BO 4的速度V 4:
V 4=4ω× l BO 4=1.75*1.54m/s =0.9431m/s
⑷ 求C 点的速度υc ：
υc = υB + υCB
方向： ∥X-X ⊥BO 4 ⊥BC 大小： ？ ω4l O 4B ？
图2
速度图见图2：式
中υc 、υB 表示点的绝对速度。υCB 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υB 的矢量pb 其方向垂直于BO 4指向于2ω转向相反，长度等于v B V μ/（v μ为速度比例尺）。过点p 作直线平行于X-X ，代表υc 的方向线，再点b 作直线垂直于BC 代表υCB 的方向线，这两方向线的交点为C 则矢量pc 和bc 便代表 υ
c 、υCB 。
则C 点的速度为：υc =μv ×pc =μv × 40 = 0.92 m/s υCB =μv ×cb=μv × 5 = 0.115 m/s 2、求C 点的加速度：
⑴ 求a A2：
因曲柄匀速转动：故
选取加速度比例尺：μa =0.15（m/s 2）/mm ⑵ 求a A4：
3
434344A A A A K A A n A a a a a a γ
τ++=+方向： ⊥BO 4 B →O 4 A →O 2 ⊥BO 4 ∥BO 4 大
小： ？ 42
4
AO l •ω √ 3442A A V •ω ？
