1、三、機(jī)構(gòu)選型、方案分析及方案的確定方案一的運(yùn)動(dòng)分析及評價(jià)（1）運(yùn)動(dòng)是否具有確定的運(yùn)動(dòng)該機(jī)構(gòu)中構(gòu)件n=5。在各個(gè)構(gòu)件構(gòu)成的的運(yùn)動(dòng)副中Pl=6,Ph=1.凸輪和轉(zhuǎn)子、2桿組成運(yùn)動(dòng)副中有一個(gè)局部自由度，即F=1。機(jī)構(gòu)中不存在虛約束。.由以上條件可知：機(jī)構(gòu)的自由度F=3n-(2Pl+Ph-p)-F=1機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件是凸輪機(jī)構(gòu)，原動(dòng)件的個(gè)數(shù)等于機(jī)構(gòu)的自由度，所以機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。（2）機(jī)構(gòu)傳動(dòng)功能的實(shí)現(xiàn)在原動(dòng)件凸輪1帶動(dòng)桿2會(huì)在一定的角度范圍內(nèi)搖動(dòng)。通過連桿3推動(dòng)滑塊4運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)滑塊(刨刀)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。（3）主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作性能凸輪1的角速度恒定，推動(dòng)2桿搖擺，在凸輪1隨著角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連桿3也隨著

2、桿2的搖動(dòng)不斷的改變角度，使滑塊4的速度變化減緩，即滑塊4的速度變化在切削時(shí)不是很快，速度趨于勻速；在凸輪的回程時(shí)，只有慣性力和摩擦力，兩者的作用都比較小，因此，機(jī)構(gòu)在傳動(dòng)時(shí)可以實(shí)現(xiàn)刨頭的工作行程速度較低，而返程的速度較高的急回運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)過程中會(huì)出現(xiàn)最小傳動(dòng)角的位置，設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意增大基圓半徑，以增大最小傳動(dòng)角。機(jī)構(gòu)中存在高副的傳動(dòng)，降低了傳動(dòng)的穩(wěn)定性。（4）機(jī)構(gòu)的傳力性能要實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的往返運(yùn)動(dòng)，必須在凸輪1和轉(zhuǎn)子間增加一個(gè)力，使其在回轉(zhuǎn)時(shí)能夠順利的返回，方法可以是幾何封閉或者是力封閉。幾何封閉為在凸輪和轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)成齒輪形狀，如共扼齒輪，這樣就可以實(shí)現(xiàn)其自由的返回。機(jī)構(gòu)在連桿的作用下可以有效的將

3、凸輪1的作用力作用于滑塊4。但是在切削過程中連桿3和桿2也受到滑塊4的作用反力。桿2回受到彎力，因此對于桿2的彎曲強(qiáng)度有較高的要求。同時(shí)，轉(zhuǎn)子與凸輪1的運(yùn)動(dòng)副為高副，受到的壓強(qiáng)較大。所以該機(jī)構(gòu)不適于承受較大的載荷，只使用于切削一些硬度不高的高的小型工件。該機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)上不存在影響機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)的死角，機(jī)構(gòu)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不會(huì)因?yàn)闄C(jī)構(gòu)本身的問題而突然停下。（5）機(jī)構(gòu)的動(dòng)力性能分析。由于凸輪的不平衡，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，會(huì)引起整個(gè)機(jī)構(gòu)的震動(dòng)，會(huì)影響整個(gè)機(jī)構(gòu)的壽命。所以在設(shè)計(jì)使用的過程中應(yīng)處理好機(jī)械的震動(dòng)問題，可以增加飛輪減少機(jī)械的震動(dòng)，以免造成不必要的損失和危險(xiǎn)。（6）機(jī)構(gòu)的合理性此機(jī)構(gòu)使用凸輪和四連桿機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)簡

4、單，維修，檢測都很方便。同時(shí)，機(jī)構(gòu)的尺寸要把握好，如桿2太長的話，彎曲變形就會(huì)很大，使桿2承受不了載荷而壓斷，如果太短的話，就不能有效的傳遞凸輪1的作用力和速度。同時(shí)。凸輪具有不平衡性，在設(shè)計(jì)中盡量使凸輪的重量小一些，減小因?yàn)橥馆喴鸬恼麄€(gè)機(jī)構(gòu)的不平衡和機(jī)器的震動(dòng)。（7）機(jī)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性該機(jī)構(gòu)使用的連桿和凸輪都不是精密的結(jié)構(gòu)，不需要特別的加工工藝，也不需要特別的材料來制作，也不需要滿足特別的工作環(huán)境，所以該機(jī)構(gòu)具有好的經(jīng)濟(jì)效益，制作方便，實(shí)用。不過機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)可能會(huì)造成一定的噪音污染；凸輪機(jī)構(gòu)為高副機(jī)構(gòu)，不宜承受較大的載荷。方案二的運(yùn)動(dòng)分析和評價(jià)（1）運(yùn)動(dòng)是否具有確定的運(yùn)動(dòng)該機(jī)構(gòu)由齒條、扇形齒輪3、

5、滑塊2和桿1組成，其中桿1為主動(dòng)件?；瑝K2以移動(dòng)副的方式和扇形齒輪3連在一起。機(jī)構(gòu)具有3個(gè)活動(dòng)構(gòu)件。機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副有原動(dòng)件1的鉸接，1和2的轉(zhuǎn)動(dòng)副以及2和3的移動(dòng)副。機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副全都是低副，且Pl=4.在該機(jī)構(gòu)中沒有高副，也不存在局部自由度和虛約束。由此可知：F=3n-(2Pl+Ph-p)-F=1機(jī)構(gòu)中有一個(gè)原動(dòng)件，原動(dòng)件的個(gè)數(shù)等于該機(jī)構(gòu)的自由度。所以，該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。（2）機(jī)構(gòu)功能的實(shí)現(xiàn)根據(jù)機(jī)構(gòu)圖可知，整個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)是由原動(dòng)件1帶動(dòng)的。桿1通過滑塊2帶動(dòng)扇形齒輪3的運(yùn)動(dòng)。扇形齒輪3和與刨頭連接的齒條嚙合。從而實(shí)現(xiàn)刨刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。（3）機(jī)構(gòu)的工作性能該機(jī)構(gòu)中原動(dòng)件1對滑塊2的壓力角一直

6、在改變。但是原動(dòng)件1的長度較小，扇形齒輪的半徑較大，即原動(dòng)件1的變化速度對于扇形齒輪3的影響不是很大，同時(shí)機(jī)構(gòu)是在轉(zhuǎn)速不大的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)的，也就是說，在扇形齒輪作用下的齒條的速度在切削過程中變化不大。趨于勻速運(yùn)行。原動(dòng)件1在滑塊2上的速度始終不變，但是隨著原動(dòng)件1的運(yùn)轉(zhuǎn)，在一個(gè)周期里，BC的長度由小到大，再變小。而BC的長度是扇形齒輪3的回轉(zhuǎn)半徑，也就是說，在機(jī)構(gòu)的運(yùn)行過程中，推程的速度趨于穩(wěn)定，在刨頭回程時(shí)，由于扇形齒輪受到齒條的反作用力減小。還有扇形齒輪3的回轉(zhuǎn)半徑減小，使扇形齒輪的回程速度遠(yuǎn)大于推程時(shí)的速度。即可以達(dá)到刨床在切削時(shí)速度較低，但是在回程時(shí)有速度較高的急回運(yùn)動(dòng)的要求。在刨頭往返

7、運(yùn)動(dòng)的過程中，避免加減速度的突變的產(chǎn)生。（4）機(jī)構(gòu)的傳遞性能該機(jī)構(gòu)中除了有扇形齒輪和齒條接觸的兩個(gè)高副外，所有的運(yùn)動(dòng)副都是低副，齒輪接觸的運(yùn)動(dòng)副對于載荷的承受能力較強(qiáng)，所以，該機(jī)構(gòu)對于載荷的承受能力較強(qiáng)，適于加工一定硬度的工件。同時(shí)。扇形齒輪是比較大的工件，強(qiáng)度比較高，不需要擔(dān)心因?yàn)檩d荷的過大而出現(xiàn)機(jī)構(gòu)的斷裂。在整個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，原動(dòng)件1是一個(gè)曲柄，扇形齒輪3只是在一定的范圍內(nèi)活動(dòng)，對于桿的活動(dòng)影響不大，機(jī)構(gòu)的是設(shè)計(jì)上不存在運(yùn)轉(zhuǎn)的死角，機(jī)構(gòu)可以正常的往復(fù)運(yùn)行。（5）機(jī)構(gòu)的動(dòng)力性能分析該機(jī)構(gòu)的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和扇形齒輪，齒條機(jī)構(gòu)。齒條固結(jié)于刨頭的下方。扇形齒輪的重量較大，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的慣

8、量也比較大，會(huì)對機(jī)構(gòu)產(chǎn)生一定的沖擊，使機(jī)構(gòu)震動(dòng)，不過在低速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，影響不會(huì)很大。（6）機(jī)構(gòu)的合理性該機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)簡單，尺寸可以根據(jù)機(jī)器的需要而進(jìn)行選擇，不宜過高或過低。同時(shí)，扇形齒輪的重量有助于保持整個(gè)機(jī)構(gòu)的平衡。使其重心穩(wěn)定。由于該機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)較為簡單。所以維修方便。，除了齒輪的嚙合需要很高的精確度外沒有什么需要特別設(shè)計(jì)的工件，具有較好的合理性。（7）機(jī)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性能該機(jī)構(gòu)中扇形齒輪與齒條的加工的精度要求很高，在工藝上需要比較麻煩的工藝過程，制作起來不是很容易。此方案經(jīng)濟(jì)成本較高。方案三：1.機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)，自由度為F=3n-（2Pl+Ph）=35-(27+0)=1，曲柄為機(jī)構(gòu)原動(dòng)件；2.通

9、過曲柄帶動(dòng)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和滑塊機(jī)構(gòu)使刨刀往復(fù)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)切削功能，能滿足功能要求3.工作性能，工作行程中，刨刀速度較慢，變化平緩符合切削要求，擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)使其具有急回作用，可滿足任意行程速比系數(shù)K的要求；4.傳遞性能，機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角恒為90，傳動(dòng)性能好，能承受較大的載荷，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)鏈較長，傳動(dòng)間隙較大；5.動(dòng)力性能，傳動(dòng)平穩(wěn)，沖擊震動(dòng)較?。?.結(jié)構(gòu)和理性，結(jié)構(gòu)簡單合理，尺寸和質(zhì)量也較小，制造和維修也較容易；7.經(jīng)濟(jì)性，無特殊工藝和設(shè)備要求，成本較低。3.3、機(jī)構(gòu)尺寸的計(jì)算與確定由已知數(shù)據(jù)經(jīng)過計(jì)算得AC=400mmAB=103.5mmCD=580mmh=570mmDE=150mm4.2、運(yùn)動(dòng)曲線圖五、心得體會(huì)通過這次課程設(shè)計(jì)我有了很多收獲。首先，通過這一次的課程設(shè)計(jì)，我進(jìn)一步鞏固和加深了所學(xué)的基本理論、基本概念和基本知識(shí)，培養(yǎng)了自己分析和解決與本課程有關(guān)的具體機(jī)械所涉及的實(shí)際問題的能力。對平面連桿機(jī)構(gòu)有了更加深刻的理解，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。而且，這次課程設(shè)計(jì)過程中，與同學(xué)激烈討論，團(tuán)結(jié)合作，最終完美的實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目的，大家都受益匪淺，也對這次經(jīng)歷難以忘懷。其次通過這次課程設(shè)計(jì)，對牛頭刨床的工作原理及內(nèi)部各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及機(jī)構(gòu)選型、運(yùn)動(dòng)方案的確定以及對