信息来源：互联网   发布时间：2024-12-25

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word导入可能部分内容出现乱码等情况，请点击文末阅读原文获取机械原理课程设计成绩评阅表题目牛头刨床机构的运动学及动力学分析（3点）评分项目分值评价标准得分工作态度20遵守纪律，工作认真，勤奋好学工作态度一般。

设计布局与图纸质量30设计图纸比例尺准确，线形清晰，图纸表达准确，设计图纸质量高，错误较少设计图纸比例尺准确，图纸质量一般，有较多错误设计说明书30设计说明书结构完整，层次清楚，语言流畅设计说明书结构一般，层次较清楚，无重大语法错误。

答辩情况20介绍、发言准确、清晰，回答问题正确介绍、发言情况一般，回答问题有较多错误总体评价总分评语注：1、总体评价栏填写“优”、“良”、“中”、“及格”、“不及格”之一2、评语栏填写对设计材料的总结评语。

摘  要本次机械原理课程设计的目的是对牛头刨床机构的运动学及动力学分析根据任务书中指定的曲柄在位置“3”，对各构件进行具体的运动学分析当构件进行加速度分析、速度分析时，列出速度、加速度的矢量方程，利用图解法绘制出加速度多边形图、速度多边形图。

根据其他组同学的计算结果绘制出滑块的运动线图，包括位置线图、速度线图和加速度线图根据任务书中指定曲柄在位置“3”时做结构的力学分析，采用杆组拆分法对牛头刨床机构中的杆组进行分解，对各杆组进行动态精力分析。

关键词：运动分析；力分析；图解法AbstractThe purpose of this mechanical principle course design is to analyze the kinematics and dynamics of the shaper mechanism. According to the crank position "12" specified in the task book, the kinematics and dynamics of each component are analyzed. When analyzing acceleration and velocity of components, the vector equations of velocity and acceleration are listed, and the acceleration polygon and velocity polygon are drawn by graphic method. According to the calculation results of other groups, the motion line diagram of the slider is drawn, including the position line diagram, the velocity line diagram and the acceleration line diagram. According to the mechanical analysis of the structure when the crank is at the position "1" specified in the assignment book, the rod group in the shaper mechanism is decomposed by using the rod group splitting method, and the dynamic analysis of each rod group is carried out.

Key words：Motion analysis; Force analysis; Graphic method目录摘  要 IAbstract II第1章 绪  论 11.1 课程设计的目的 11.2课程设计的研究内容 1

1.3课程设计研究方法 1第2章  机构简介与设计数据 22.1 机构简介 22.2 设计数据 3第3章 连杆机构运动分析 43.1位置3的速度分析 43.2 位置3的加速度分析 63.3 滑块运动线图 8

第4章 各杆组动态静力分析 10结  论 13致  谢 14参考文献 15第1章  绪  论1.1 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1.2课程设计的研究内容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。

本次课程设计需画出牛头刨床机构运动简图、所指定位置的速度和加速度多边形运动分析图，作出杆组的受力分析图，统计同组同学数据，作滑块运动线图（位置、速度、加速度），所有图确定适当比例画在A1图纸上，整理说明书。

1.3课程设计研究方法本次课程设计对指导教师给定的条件画出机构运动简图，在此基础上对其进行分析，列出矢量方程，并利用所学方法算出速度、加速度和力的具体值机械原理课程设计的方法大致可分为图解法、解析法和试验法，图解法几何概念较清晰、直观。

根据教学大纲的要求，本设计主要应用图解法进行设计掌握图解法是学习机械原理的必要环节，是建立机构形象思维的重要手段，是学生了解课程基本概念、基本原理最直接和最有效的途径，是进行解析设计计算的基础，也是实际工程上进行机构分析设计的重要方法之一。

第2章  机构简介与设计数据2.1 机构简介牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床刨床工作时，如图2-1所示，由导杆机构1-2-3-4-5带动刨头5和刨刀6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；刨头左行时，刨刀不切削，称空回行程，此时要求速度较高，以提高生产率。

为此刨床采用有急回作用的导杆机构刨头在工作行程中，受到很大的切削阻力，而空回行程中则没有切削阻力以C为原点定出坐标系，根据尺寸分别定出A点，D点，E点确定机构运动时的左右极限位置曲柄位置图的作法为：取1和8’为工作行程起点和终点所对应的曲柄位置，1’和7’为切削起点和终点所对应的曲柄位置，其余2、3…12等，是由位置1起，顺。

ω：方向将曲柄圆作12等分的位置（如下图）。切削阻力如图2-2所示。

图2-1 牛头刨床机构运动简图及位置分布图2-2 刨刀阻力曲线2.2 设计数据设计内容导杆机构的设计及运动分析符号n1单位r/minmm数值643509058017429020050表2-1 运动分析数据

设计内容导杆机构的动态静力分析符号P单位NmmKg·m2数值2208009000801.2表2-2 力分析数据己知：曲柄每分钟转数n1，各构件尺寸及重心位置，且刨头导路位于导杆端点D所作圆弧高的平分线上。

要求：作机构的运动简图，并作滑块在“3”位置的速度、加速度多边形以及刨头的运动线图以上内容与后面动态静力分析一起画在A3图纸上第3章 连杆机构运动分析3.1位置3的速度分析根据指导教师布置任务取曲柄位置“3”，绘制出机构运动简图（图3-1）并对其进行速度分析。

图3-1 曲柄在位置3处机构运动简图根据公式[1]：（3-1）式中  v——线速度ω——角速度r——半径因构件1和2在B处的转动副相连，因此，大小等于，方向垂直于AB，指向与一致得到B1、B2点的速度之后，可得到。

B3点的速度，根据公式[2]：v=ve+vr                         （3-2）式中  v——绝对速度ve——牵连速度vr——相对速度取构件3和4的重合点B进行速度分析列速度矢量方程，得：。

大小：？  √   ？方向：⊥A ⊥ ∥取速度极点P，速度比例尺=0.01(m/s)/mm ，作速度多边形如图3-2：

图3-2 构件2和3的速度多边形由图3-2可知：用速度影像法求得:取5构件作为研究对象，列速度矢量方程得：大小： ？  √     ?方向：//xx   ⊥  ⊥BC取速度极点P，速度比例尺=0.01(m/s)/mm ,作速度多边形如图3-2:

则由图3-2可知：3.2 位置3的加速度分析取曲柄位置“3”进行加速度分析因构件2和3在A处的转动副相连，因此，大小等于，方向由A指向根据公式[3]：（3-3）式中  aa——绝对加速度ae——牵连加速度。

ar——相对加速度aC——科氏加速度取构件3和4为研究对象进行加速度分析列加速度矢量方程得：大小：?   ?  √   ？方向：?   B-A ⊥  A- ⊥ //(沿导路)取加速度极点为P＇,加速度比例尺=0.05（m/s。

2）/mm，作加速度多边形如图3-4所示。

图3-4构件2和3的加速度多边形则由图3-4知：==3.2640.52取5构件的研究对象，列加速度矢量方程，得:大小：？√  ?方向：//x  √  C-B ⊥BC取加速度极点为P＇,加速度比例尺=0.1（m/s

2）/mm,作加速度多边形图3-4所示。3.3 滑块运动线图

第4章  各杆组动态静力分析在分析动态静力的过程中可以分为刨头，摇杆滑块，曲柄三个部分首先说明刨头的力的分析过程：(1)取曲柄在位置“1”为研究对象(2)已知=800N，又==,那么我们可以计算 又，作为多边形如图4-2所示，=10N/mm。

图4-2 力的多边形由力的多边形可得：X=736.013m(3)分离3,4构件进行运动静力分析，杆组力体图如图4-3所示

图4-3 3、4构件静力分析已知 ；G4=220N由此可得:=1.01由此可得：-26.01N-1.21.39=-1.67在图4-3中，对点取矩得：代入数据得：(4)作力的多边形如图4-4所示，=20N/mm

图4-4 力的多边形由图解得：(5)对曲柄进行运动静力分析，共受两个力和一个力偶M作组力体图如图4-5所示，由于滑块为二力杆，所以F32=F12。=20N/mm。

图4-5 曲柄力的多边形结  论本次机械原理课程设计的目的是对牛头刨床机构的运动学及动力学分析根据任务书中指定的曲柄在位置“3”，对各构件分别进行具体的运动学分析和力分析当曲柄在位置“3”时，对构件进行加速度分析、速度分析，首先列出速度、加速度的矢量方程，根据矢量方程的信息且通过图解法绘制出加速度多边形图、速度多边形图，得到v。

A3=0.6m/s、vB=0.67m/s、vCB=0.1m/s，aC=40.52 m/s2当曲柄在位置“3”时做结构的力学分析，采用杆组拆分法对牛头刨床机构中的杆组进行分解，得到曲柄1的运动副反力Fr21

=-67.2N，构件2的运动副反力Fr32=-21192以上是本次课程设计得出的具体结果，利用图解法分析出机构各点的速度、加速度和构件的运动副反力通过理论知识在课程设计中具体的运用，为我们将来完成毕业设计和在工程实际应用打下了良好的基础。

参考文献[1]张铁强. 大学物理学[M].高等教育出版社,2007.[2] 王译，程勒.理论力学（第六版）[M].北京:北京高等教育出版社,2002.03.[3]赵连生.《机械原理》中四杆机构的运动分析[J].常熟理学院学报,2011,25(06):115-117.

[4] 孙恒,陈作模.机械原理（第八版）[M].北京:高等教育出版社,2013.08.[5] 王世刚.机械设计实践与创新[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2008.08.-End-免责声明：本文系网络转载或改编，仅供学习，交流

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