牛头刨床机构的分析与综合

西南交通大学

本科教学改革

《机械原理》课程设计说明书

年级: 2011级

学号: 20116315

姓名: 王和平

专业: 机电一体化

指导老师: 何俊

2013 年 12 月

《机械原理》课程设计任务书

班级机电一班学生姓名王和平学号 20116315

发题日期： 2013 年 9 月 20 日完成日期： 12 月 10 日题目牛头刨床机构的分析与综合

1、本设计的目的、意义机械原理课程设计是培养学生掌握机械系统运动方案设计能力的技术基础课程，它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，进一步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。

2、学生应完成的任务本课程设计的任务是对牛头刨床的机构选型、运动方案的确定；对导杆机构进行运动分析和动态静力分析。并在此基础上确定飞轮转惯量，设计牛头刨床上的凸轮机构和齿轮机构。

摘要

牛头刨床是用于加工中小尺寸的平面或直槽的金属切削机床，多用于单件或小批量生产。为了适用不同材料和不同尺寸工件的粗、精加工，要求主执行构件—刨刀能以数种不同速度、不同行程和不同起始位置作水平往复直线移动，且切削时刨刀的移动速度低于空行程速度，即刨刀具有急回现象。本文根据牛头刨床这一特性，设计了三种不同的机构，通过对比分析，选择了酸菜动导杆机构和摇杆滑块机构串联而成的机构。该方案传力特性好，机构系统所占空间小，执行件的速度在工作行程中变化也较缓慢。

根据已给的数据算出符合运动条件的机构杆长，凸轮基圆，齿轮传动比，建立三维模型，用adms建模，得出位移线图，速度线图，再根据位移线图利用反转法求出凸轮外形，并用cad画出图形

关键字：牛头刨床杆长凸轮 adams 线图

Abstract

Shaper is used for metal cutting machine tool plane machining of small size or straight groove, used for single or small batch production. In order to coarse,fine processing of different materials and different size workpieces, require the main execution component planes to several different speed, differentdistance and different initial positions of horizontal reciprocating linear motion,and the cutting speed is lower than the air speed planing planing tool, namelythe quick return phenomenon. In this paper, according to the characteristics ofshaper, design three different agencies, through comparative analysis,choose the pickled cabbage moving guide rod mechanism and the rockerslider mechanism formed by series connection mechanism. The force transmission characteristics, mechanism, small occupied space, the actuatorvelocity changes in working process is slow.

According to the given data calculated in line with the movement condition of the mechanism, the cam base circle, gear ratio, establish the three-dimensional model, using ADMS modeling, so out of line drawing, speed line chart, according to the line graph using the inversion method for cam profile,and the figure painting with CAD

Keywords: shaper rod cam adams diagram

目录

第1章绪论 (1)

1.1问题的提出 (1)

1.2国内外研究现状 (1)

1.2本文研究的主要内容、目标与方法 (2)

第2章设计方案的确定 (3)

2.1备选方案 (3)

2.1.1方案 a (3)

2.1.2方案 b (3)

2.1.3方案 c (4)

2.2 方案确定 (4)

2.2.1机构方案确定 (4)

2.2.2减速方案的确定 (4)

第3章确定机构尺寸 (5)

3.1根据所给数据确定杆长 (5)

3.2建模 (6)

3.3 凸轮设计 (6)

3.3.1原理 (6)

3.3.2基圆半径 (6)

第4章运动分析及公式推理 (7)

4.1导杆 (7)

第5章静力分析 (9)

5.1 曲柄 (9)

5.2 导杆 (9)

5.3 滑块 (10)

5.4 连杆 (10)

第6章分析结果 (12)

6.1 位移线图 (12)

6.2 速度线图 (12)

6.3 加速度线图 (13)

6.4 力矩变化曲线 (13)

6.5 根据反转法画凸轮和滚子 (14)

结论 (15)

总结 (15)

参考文献 (16)

第1章绪论

1.1问题的提出

牛头刨床是用于加工中小尺寸的平面或直槽的金属切削机床，多用于单件或小批量生产。但现有的牛头刨床，大都是结构复杂，笨重且精度不高，所以本文希望可以设计一种结构简单，符合牛头刨床运动的机构。

1.2国内外研究现状

为了适用不同材料和不同尺寸工件的粗、精加工，要求主执行构件—刨刀能以数种不同速度、不同行程和不同起始位置作水平往复直线移动，且切削时刨刀的移动速度低于空行程速度，即刨刀具有急回现象。刨刀可随小刀架作不同进给量的垂直进给；安装工件的工作台应具有不同进给量的横向进给，以完成平面的加工，工作台还应具有升降功能，以适应不同高度的工件加工。

图1-1为其参考示意图。电动机经过减速传动装置（皮带和齿轮传动）带动执行机构（导杆机构和凸轮机构）完成刨刀的往复运动和间歇移动。刨床工作时，刨头6由曲柄2带动右行，刨刀进行切削，称为工作行程。在切削行程H中，前后各有一段0.05H的空刀距离，工作阻力F为常数；刨刀左行时，即为空回行程，此行程无工作阻力。在刨刀空回行程时，凸轮8通过四杆机构带动棘轮机构，棘轮机构带动螺旋机构使工作台连同工件在垂直纸面方向上做一次进给运动，以便刨刀继续切削。

图1-1（参考示意图）图1-2（切削阻力变化图）

1.3本文研究的主要内容、目标与方法

本文根据牛头刨床的特性，为了能设计出结构简单，符合运动要求的结构，设计了三种不同的机构，通过对比分析，选择了导杆机构和摇杆滑块机构串联而成的机构。该方案传力特性好，机构系统所占空间小，执行件的速度在工作行程中变化也较缓慢。

根据已给的数据算出符合运动条件的机构杆长，凸轮基圆，齿轮传动比，建立三维模型，用adams建模，得出位移线图，速度线图，再根据位移线图利用反转法求出凸轮外形，并用cad画出图形

图 1-3（牛头刨床结构简图）

第2章设计方案的确定

2.1备选方案

2.1.1方案a

图2-1（方案a）

如图2-1，采用偏置曲柄滑块机构。结构最为简单，能承受较大载荷，但其存在有较大的缺点。一是由于执行件行程较大，则要求有较长的曲柄，从而带来机构所需活动空间较大；二是机构随着行程速比系数K的增大，压力角也增大，使传力特性变坏。

2.1.2方案b

图2-2（方案b）

如图2-3，由曲柄摇杆机构与摇杆滑块机构串联而成。该方案在传力特性和执行件的速度变化方面比方案（a）有所改进，但在曲柄摇杆机构ABCD中，随着行程速比系数K的增大，机构的最大压力角仍然较大，而且整个机构系统所占空间比方案（a）更大。

2.1.3方案c

图2-3（方案c）

如图2-3，由摆动导杆机构和摇杆滑块机构串联而成。该方案克服了方案（b）的缺点，传力特性好，机构系统所占空间小，执行件的速度在工作行程中变化也较缓慢。

2.2方案确定

2.2.1 机构方案确定

比较第1节三种方案，从全面衡量得失来看，方案(c)作为刨削主体机构系统较为合理。

2.2.2减速方案的确定

构思一个合理的传动系统。它可将电机的高速转动（960 转/分）变换为执行机构的低速转动。构思机构传动方案时，能较为合理地分配各部分的传动比，最后绘出机构传动示意图如图2-4。

图2-4（机构传动示意图）

因为执行机构的低速转动 （49转/分） N=49*(2~3)*(8~12)=784~1764 所以取n=1000，满载转速为n=960 所以总的减速比 为960/49=19.59

第3章确定机构的尺寸

已知条件：刨刀的行程H=300 mm ； 行程速比系数K=1.4；最大切削阻力 Pr=4600；机架350mm ；连杆与导杆之比为0.3

3.1根据所给数据确定杆长

极位夹角:

导杆长度： 连杆长度：

曲柄长度

:

为了使机构在运动过程中具有良好的传动力特性；即要求设计时使得机构的最大压力角具有最小，,应此分析得出:只有将构件5即B 点移到两极限位置连线的中垂线上,才能保证机构运动过程的最大压力角具有最小值。分析如下：

当导杆摆到左边最大位置时，最大压力角为3α，刨头可能的最大压力角位置是导杆B 和，设压力角为1α ，2α （见下图）。根据几何关系3α=

12

αθ

+。由于2α与1α，

Z

ο

θ301

4.114.118011180=+-=+-=??

k k 58015

sin 1

23002

sin 124===θH l BO 3

.0=BC L 1745803.0=?=BC L 91

15sin 3502sin 422=?==θ

O O AO l l

'B 3α呈背离关系，即2α增加则1α，3α减小且3α＞1α。则要使机构整体压力最小，

只要有2α=3α，当刨头处于导杆摆弧平1α均置处 =2α，则 BC

BO l l )

2cos 1(2

1arcsin 42θ

α-=

图3-1（牛头刨床简图）

3.2建模

根据已知数据和求出的数据用solidworks 建模如图3-2

图3-2（solidworks 建模）

3.3凸轮设计

3.3.1原理

设计凸轮轮廓依据反转法原理。即在整个机构加上公共角速度（－ω）（ω为原

凸轮旋转角速度）后，将凸轮固定不动，而从动件连同机架将以（－ω）绕凸轮轴心O2逆时针方向反转，与此同时，从动件将按给定的运动规律绕其轴心O9相对机架摆

1.5709.9580)15cos 1(5802

1

580)2cos 1(21444

=-=-?-=--

=θBO BO CO L L

y

动，则从动件的尖顶在复合动中的轨迹就是要设计的凸轮轮廓。

3.3.2基圆半径

基圆半径受到以下三方面的限制：

① 基圆半径r0应大于凸轮轴的半径rs ；

② 应使机构的最大压力角αmax 小于或等于许用压力角[α]； ③ 应使凸轮实际廓线的最小曲率半径大于许用值，即ρsmin ≥[ρ

2

2

e

s -tan e -d ds Romin +????

?

?

??????=α? ]

tan[]tan[]

tan[]tan[)(]tan[)/(]tan[/e ''

p '0''αααααδαδ+--+=

p p p S S d ds d ds ）（ 最后得到的数据如表3-1

表3-1求得数据表

第4章运动分析及公式推理

4.1导杆的运动分析

要求：导杆机构的运动分析。根据已定出的尺寸参数及原动件转速n,用解析法

求出当曲柄转角θ1从刨头处于最左侧起，沿转动方向没隔10度计算一组运动参数，其中包括各构件的角位置，角速度，角加速度以及刨头的位移（以最左侧为零点），速度和加速度；并用计算机辅助设计在同一副图中绘出刨头的位移曲线，速度曲线和加速度曲线，并分析结果合理性步骤：

图4-2（运动分析简图）

如图4-2，建立一直角坐标系，并标出各杆矢及其方位角

由封闭形O2AO402可得： 427s l l =+ （7l 为机架）

分别在X ，Y 轴上投影可得： 4422cos cos θθs l = （1） 44227sin sin θθS l l =+ （2）

由封闭图形2O BCG 2O 可得： c s l l l +=+754 （7'l 为4o G 的距离） 分别在X ，Y 轴上投影得； c s l l =+5544cos cos θθ （3）

’

75544sin sin l l l =+θθ （4）

联解（1）（2）（3）（4）得：

4θ=arctan

2

22

27cos sin θθl l l + θ2∈[0,π/2]?[3/2π,2π]

4θ=π+ arctan

2

22

27cos sin θθl l l + θ2∈[π/2,3/2π]

5θ=arcsin 54'

7sin l l l θ

- θ2∈[0,/π2]?[3/2π,2]π

5θ=π- arcsin 54'

7sin l l l θ

- θ2∈[π/2,3/2π]

C 点的位移：c s = l 4cos θ4+ l 5cos θ5

C 点的速度：C V =5

5444cos )

sin(θθθ?--

L

C 点加速度： c a =5

5

255442

45444cos )cos()sin(θ?θθ?θθαL L l +-+--

第5章 静力分析

5.1 曲柄

图5-1（曲柄受力图）

0F x = 0F F x 02x 21=+

0F y = 0F F y 02y 21=+

0M 02= 0T -cos l F -sin l F n 21y 212121x =θθ

5.2导杆

图5-2（导杆受力图）

F=0, F x04+F x43-F23sinθ4=0 ；

x

F=0, F y04+F y43+ F23cosθ4-m2g=0；

y

M=0, - F x43l3sinθ4+ F y43l3cosθ4-1/2 m2g l3cosθ3+ F23s3=0 04

5.3滑块

图5-3（滑块受力图）

a o x F=0, F32sinθ3-F x23=0

a o y F=0, - F32cosθ4-F y12=0

5.4连杆

图5-4（连杆受力图）

a o x F=0, -F x34-F m ax=0；

a o y F=0, F cy-F y34=0；

a o M04=0，F cy l4cosθ5+ F m ax l4sinθ5=0 综上所述联立方程求得

F

x

34=- F

m ax

F

cy =- F

m ax

tanθ

5

F34y=- F max tanθ5

F23=（F max l3sinθ4- F max tanθ5l3cosθ4+1/2 m2g l3cosθ4）/ s3

F4O x=- F max+（F max l3sinθ4- F max tanθ5l3cosθ4+1/2 m2g l3cosθ4）sinθ3/ s3

F4O y= m2g- F max tanθ5-（F max l3sinθ4- F max tanθ5l3cosθ4+1/2 m2g l3cosθ4）cosθ4/ s3

F12x=-（F max l3sinθ4- Ftanθ5l3cosθ4+1max/2 m2g l3cosθ4）sinθ4/ s3

F12y=（F max l3sinθ4- F max tanθ5l3cosθ4+1/2 m2g l3cosθ4）cosθ4/ s3 2o x

F= F12x

2o y

F= F12y

T N=（F max l3sinθ4- F max tanθ5l3cosθ4+1/2 m2g l3cosθ4）l1cos(θ2-θ4)/ s3

第6章分析结果

6.1刨头的位移曲线

图6-1（位移曲线）6.2刨头的速度曲线

图6-2（速度曲线）

6.3刨头的加速度曲线

图6-3（加速度曲线）

6.4平衡力矩的变化曲线

图6-4（平衡力矩曲线）

6.5根据反转法画凸轮和滚子

图6-5（凸轮理论轮廓）

图6-6（凸轮实际轮廓）

结论

在本设计中，我经过多种方案的设计，定性的选择了一种比较优化的结构，然后根据已知数据求得了机构的极位夹角和杆长，还设计了相应的凸轮，最后，经过解析法和运动仿真得出了机构的运动线图，速度线图和加速度线图，经分析，该结构简单、合理，能够达到牛头刨床的运动要求

总结

通过本学期的课程设计，我学到了很多，机构的选择，让我更加了解各种机构的特性，杆长的计算让我加深了机械原理中学到的知识，总之这次课程设计让我这学期非常有意义，虽然这期间有过很多困难，但是经过不懈努力，终于解决了困难，完成了设计。

牛头刨床机构的综合设计与分析

牛头刨床机构的综合设计与分析 ** 工业大学机械设计课程设计说明书题目：牛头刨床机构的综合设计与分析院：机械工程与自动化学院专业班级：数控071学号：070104024学生姓名：********指导教师：* *教师职称：高级工程师起止时间：～辽宁工业大学课程设计说明书目录一、设计题目与原始数据………………………………………………………2 二、牛头刨床示意图……………………………………………………………3三、导杆机构设计………………………………………………………………4四、机构运动分析…………………………………………

……………………5 五、机构动态静力分析…………………………………………………………11 六、飞轮设计……………………………………………………………………16 七、设计凸轮轮廓曲线…………………………………………………………18 八、齿轮设计及绘制啮合图……………………………………………………19 九、解析法………………………………………………………………………22 1．导杆机构设计………………………………………………………………22 2．机构运动分析………………………………………………………………22 3．机构动态静力分析…………………………………………………………25 4．凸轮设计………………………………………

………………….………26 十、本设计的思想体会…………………………………………….…………29 十一、 辽宁工业大学课程设计说明书滑块尺寸：7*10节圆半径：r1=mz1/2=13*18/2=135mm r2=mz2/2=13*56/2=345mm 四、机构的运动分析已知：曲柄转速n2=80rpm 5 辽宁工业大学课程设计说明书第4’点: A. 速度分析○1求V A3 V A3= V A2= LO2πn/30 =×80π/30 =/s○2求V A4 →→ → V A4= V A3 +V A4A3 大小：？？方向：⊥O3A ⊥O2A ∥O3A ○3取μv= V A3/Pa3=(m/s)/mm作速度多边形○4求VB 用速度影像法求VB ○5求VF →→ → VF = VB +VFB 大小：？√ ？方向：∥导路⊥BO3 ⊥BF 接着速度多边形，速度多边形求得

牛头刨床机构设计.

机械原理设计说明书 设计题目：牛头刨床机构设计 学生：汪在福 班级：铁车二班 学号：20116473 指导老师：何俊

机械原理设计说明书 设计题目：牛头刨床机构设计 学生姓名汪在福 班级铁车二班 学号20116473 一、设计题目简介 牛头刨床是用于加工中小尺寸的平面或直槽的金属切削机床，多用于单件或小批量生产。 为了适用不同材料和不同尺寸工件的粗、精加工，要求主执行构件—刨刀能以数种不同速度、不同行程和不同起始位置作水平往复直线移动，且切削时刨刀的移动速度低于空行程速度，即刨刀具有急回现象。刨刀可随小刀架作不同进给量的垂直进给；安装工件的工作台应具有不同进给量的横向进给，以完成平面的加工，工作台还应具有升降功能，以适应不同高度的工件加 二、设计数据与要求

电动机轴与曲柄轴2平行，刨刀刀刃D点与铰链点C的垂直距离为50mm，使用寿命10年，每日一班制工作，载荷有轻微冲击。允许曲柄2转速偏差为±5％。要求导杆机构的最大压力角应为最小值；凸轮机构的最大压力角应在许用值[α]之内，摆动从动件9的升、回程运动规律均为等加速等减速运动。执行构件的传动效率按0.95计算，系统有过载保护。按小批量生产规模设计 回 6 三、设计任务 1、根据牛头刨床的工作原理，拟定2～3个其他形式的执行机构（连杆机构），并对这些机构进行分析对比。 2、根据给定的数据确定机构的运动尺寸。并将设计结果和步骤写在设计说明书中。 3、用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。。 4、导杆机构的动态静力分析。通过参数化的建模，细化机构仿真模型，并给系统加力，写出外加力的参数化函数语句，打印外加力的曲线，并求出最大平衡力矩和功率。 5、凸轮机构设计。根据所给定的已知参数，确定凸轮的基本尺寸（基圆半径ro、机架lO2O9和滚子半径rr），并将运算结果写在说明书中。将凸轮机构放在直角坐标系下，在软件中建模，画出凸轮机构的实际廓线，打印出从动件运动规律和凸轮机构仿真模型。 6、编写设计说明书一份。应包括设计任务、设计参数、设计计算过程等。 四.设计过程 （一）方案选择与确定 方案一：如图（1）采用双曲柄六杆机构ABCD，曲柄AB和CD不等长。

牛头刨床机构运动分析

高等机构学 题目: 牛头刨床机构运动分析 院系名称：机械与动力学院 专业班级：机械工程 学生姓名：学号： 学生姓名：学号： 学生姓名：学号： 指导教师： 2015年12 月17日

目录 一问题描述................................................................................................................................ - 1 -二运动分析................................................................................................................................ - 1 - 2.1矢量法构建机构独立位置方程 ............................................................................. - 1 - 2.2机构速度分析 ............................................................................................................. - 2 - 2.3机构加速度分析......................................................................................................... - 2 - 2.4机构运动线图绘制.................................................................................................... - 3 -三总结......................................................................................................................................... - 4 -附录一：Matlab程序............................................................................................................... - 4 -

牛头刨床主传动机构设计

目录 一、牛头刨床主传动机构设计 二、机械系统运动方案的拟定 三、所选机构的运动分析与设计 四、所选机构的动力分析与设计 五、设计原理说明 六、参考文献 七、心得体会

一课程设计题目 1题目：牛头刨床主传动机构设计 2设计数据： 内容导杆机构的运动分析 符号n2L O2O4L O2A L o4B L BC L o4s4xS6yS6单位r/min mm 方案Ⅱ64 350 90 580 0.3L o4B0.5 L o4B200 50 3课程设计要求 牛头刨床主传动机构的设计，要求将电动机 输出的旋转运动动转换为刨刀的直线运动。整个 行程中，工作行程要求速度较低，以提高切削质量。工作行程结束后，为提高工作效率，需要有 急回运动，整个机构要求简洁实用。 二机械系统运动方案的拟定 方案一： 电动机输出转速经变速箱变速到达齿轮带 动齿轮转动，同时通过齿轮轴带动圆弧齿轮转动，工作行程结束或由附属的弹簧机构将刨刀迅速拉 回工作开始位置。

评价：该机构为齿轮传动机构，传动精确稳定，机会性较好，但工作冲击较大，且圆弧齿轮与齿条初始咬合时，冲击较大因而机构寿命短，维修保养费用高。 方案二： 电动机带曲柄，曲柄带动连杆，连杆带动滑块直线运动。 评价：该方案机构设计简单，传动性能价差，不宜承受较大的工作阻力，急回性能不够好，效率较低不宜选用。 方案三： 电动机带动曲柄，曲柄带动滑块移动滑块带

动摇杆摆动，摇杆带动另一滑块直线运动。 评价：该方案的工作性能相当好，无论从传动性还是急回性。精确性上相比较，都很合适。 三所选机构的运动分析与设计

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ω2方向将曲柄圆作12等分的位置（如上图）。 取第Ⅱ方案的第4位置和第10位置（如上图）速度分析 以速度比例尺:(0.01m/s)/mm和加速度比例尺:( 0.01m/s2)/mm用相对运动的图解法作该两个位 的置的速度多边形和加速度多边形如下图，

机械原理大作业-牛头刨床运动分析(附图)

机械原理大作业 ——10A 班级：姓名：学号： 位置方程 利用两个封闭图形ABDEA 和EDCGE ，建立两个封闭矢量方程，由此可得： ? ??+=++=+' s l l s l l l l 56431 643(1)

把(1)式分别向x 轴、y 轴投影得： ??? ? ? ??=+=++=++=+ h l l s l l l h s l l h s l 334 45 334411133441 123344sin sin cos cos sin sin sin cos cos cos θθθθθθθθθθ(2) 在（2）式中包含3s 、5s 、3θ、4θ四个未知数，消去其中三个可得到只含4θ一个未知数 方程： [][]{}[ ] [] sin sin sin 2sin cos cos sin sin 2 441112 3 442 4 2242 441122 44111 =-+--+-++-+θθθθθθθθl l h l hl h l l l h l l h (3) 当1θ取不同值时，用牛顿迭代法解(3)式，可以求出每个4θ的值，再根据方程组(2)可以求出其他杆件的位置参数3s 、5s 、3θ的值： ? ?? ? ???-+=+=-= 3 4 41113334453 4 43sin sin sin cos cos )sin arcsin( θθθθθθθl l h s l l s l l h (4) 速度方程 对(2)式对时间求一次导数并把结果写成矩阵的形式得： ????????????-=????????????? ???????? ??? ? ?-----00cos sin 0 cos cos 01sin sin 00cos cos sin 0sin sin cos 11 111 434 43344334 43334 4333θθωωωθθθθθθθθθθl l v v l l l l l s l s C e B (5) 其中C v 为刨刀的水平速度，v e B 为滑块2相对于杆3的速度。由于每个1θ对应的3s 、3θ、 4θ已求出，方程组式（5）的系数矩阵均为常数，采用按列选主元的高斯消去法可求解（式 5）可解得角速度ω3、ω4、e B v 、 C v 加速度方程 把（5）对时间求导得矩阵式：

牛头刨床机构运动分析

牛头刨床机构运动分析 程序编写： #include #include #define PI 3.1415926 void main() { double a=0.115,b=0.630,c=0.170,d=0.300,e=0.620,f=3.5; double B,C,E,F,G,I,L,M,O,P,Q; double x=0; printf(" @1 @3 @4 Se W3 W4 Ve A3 A4 Ae S3 S33 \n"); while(x<6.3) { B=atan((d+a*sin(x))/(a*cos(x))); if(B<0)B=PI+B; C=PI-asin((e-b*sin(B))/c); if(C<0)C=PI+C; E=b*cos(B)+c*cos(C); F=(a*f*(a+d*sin(x)))/(d*d+a*a+2*d*a*sin(x)); G=-(F*b*cos(B))/(c*cos(C)); I=-(F*b*sin(B-C))/cos(C); 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))); M=(F*F*b*sin(B)+G*G*c*sin(C)-L*b*cos(B))/(c*cos(C)); O=-(L*b*sin(B-C)+F*F*b*cos(B-C)-G*G*c)/cos(C); P=a*cos(x)/cos(B); Q=-f*a*sin(x-B); printf("%3.0f %3.3f %3.3f %3.3f %3.3f %3.3f %3.3f %3.3f %3.3f %3.3f %3.3f %3.3f\n",x*180/PI,(B *180)/PI,(C*180)/PI,E,F,G,I,L,M,O,P,Q); x=x+PI*2/180; } }

牛头刨床机械原理课程设计5、12点

课程设计说明书—牛头刨床 1. 机构简介 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床。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，以提高生产率。为此刨床采用有急回作用的导杆机构。刨刀每次削完一次，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，使工作台连同工件作一次进给运动，以便刨刀继续切削。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。因此刨头在整个运动循环中，受力变化是很大的，这就

影响了主轴的匀速运转，故需安装飞轮来减少主轴的速度波动，以提高切削质量和减少电动机容量。 图1-1 1．导杆机构的运动分析 已知曲柄每分钟转数n2，各构件尺寸及重心位置，且刨头导路x-x位于导杆端点B所作圆弧高的平分线上。 要求作机构的运动简图，并作机构两个位置的速度、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1号图纸上。 1.1设计数据

牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床。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，称工作切削。此时要求速度较低且均匀，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。为此刨床采用急回作用得导杆机构。刨刀每切削完一次，利用空回行程的时间，凸轮8通过四杆机构1-9-10-11与棘轮机构带动螺旋机构，使工作台连同工件作一次进给运动，以便刨刀继续切削。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。因此刨头在整个运动循环中，受力变化是很大的，这就影响了主轴的匀速运转，故需装飞轮来减小株洲的速度波动，以减少切削质量和电动机容量。 设计 导杆机构的运动分析 内容 符号n2L O2O4L O2A L o4B L BC L o4s4xS6yS6 mm 单位r/mi n 方案 60 380 110 540 0.25l o4B0.5 l o4B240 50 Ⅲ 1.2曲柄位置的确定

(完整版)牛头刨床运动分析实例

例： 如图所示为一牛头刨床的机构运动简图。设已知各构件尺寸为：1125mm l =， 3600mm l =，4150mm l =，原动件1的方位角1=0~360θ??和等角速度1=1rad/s w 。试用 矩阵法求该机构中各从动件的方位角、角速度和角加速度以及E 点的位移、速度和家速度的运动线图。 解：先建立一直角坐标系，并标出各杆矢量及方位角。其中共有四个未知量3θ、4θ、3s 及 E s 。为求解需建立两个封闭矢量方程，为此需利用两个封闭图形ABCA 及CDEGC ，由此 可得， 613346,'E l l s l l l s +=+=+ (1-1) 写成投影方程为： 3311 33611334433446cos cos sin sin cos cos 0sin sin ' E s l s l l l l s l l l θθθθθθθθ==++-=+= (1-2) 解上面方程组，即可求得3θ、4θ、3s 及E s 四个位置参数，其中23θθ=。 将上列各式对时间取一次、二次导数，并写成矩阵形式，即可得以下速度和加速度方程式。 速度方程式：3331133331131334443344cos sin 00sin sin cos 00cos 0sin sin 1000cos cos 0E s l s s l w w l l w l l v θθθθθθθθθθ??--????????????????=??????---?????? ???????? g (1-3)

机构从动件的位置参数矩阵：333 33333443344cos sin 00sin cos 000sin sin 10cos cos 0s s l l l l θθθθθθθθ-????????---???? 机构从动件的的速度列阵：334E s w w v ?????? ???????? g 机构原动件的位置参数矩阵：1111sin cos 00l l θθ-???????????? 1w ：机构原动件的角速度 加速度方程式： 333 333333344433443333333 3333333 33344433344cos sin 00sin cos 000sin sin 10cos cos 0sin sin cos 00cos cos sin 000cos cos 00 sin sin E s s s l l l l w s s w w s s w l w l w l w l w θθθθαθθαθθαθθθθθθθθθθ??-???????????? ??---?? ???????? ----=-----g g g g 11131113144cos sin 000E l w s l w w w w v θθ? ???-????????? ?-????+????????????? ??????? ????g (1-4) 机构从动件的位置参数矩阵求导：3333333 33 33333333444333444sin sin cos 00cos cos sin 000cos cos 00sin sin 0w s s w w s s w l w l w l w l w θθθθθθθθθθ? ? ---??? ?-????--? ?--???? g g 机构从动件的的加速度列阵：334E s ααα?? ???? ???????? g g

机械原理课程设计-牛头刨床(完整图纸)

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: 0405110057 目录

. 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：

牛头刨床导杆机构的运动分析、动态静力分析(含内容和排版简要说明)

青岛理工大学琴岛学院 课程设计说明书 课题名称：机械原理课程设计 学院：机电工程系 专业班级：机械设计制造及其自动化081 学号：20080201019 学生：刘浩然 指导老师：胡之杨 青岛理工大学琴岛学院教务处 2010 年12 月23 日

《机械原理课程设计》评阅书

目录 1摘要 (2) 1概述 (2) 2任务: (2) 2 运动分析: (4) 1. 工作原理及工艺动作过程 (4) 2 导杆机构的运动分析速度分析 (5) 速度分析 (5) 加速度分析 (6) 3导杆机构的动态静力分析 (8) 3.1 (8) 3.2分离3,4构件进行运动静力分析， (8) 4总结 (10) 5方案比较 (11) 6参考文献 (13)

1摘要 1概述 机械原理课程是高等学校机械类近机类专业本、专科学生较全面地运用已学过的知识，特别是机械原理部分已学过的知识的知识第一次较全面地对一项工程实际的应用问题从任务分析、调查研究、方案比较、方案确定、绘制出机构运动简图、进行机械运动和动力学分析与设计的基本训练，是该课程的一个重要实践环节。其目的在于运用已学过的知识培养学生创新能力，用创新思想确定出解决工程实际问题的方案及其有关尺寸，并学会将方案绘制出机构运动简图的能力。培养学生对确定的机构运动简图进行机构运动分析及动力分析，学会按任务进行调研、实验、查阅技术资料、设计计算、制图等基本技能。在此基础上初步掌握计算机程序的编制，并能用计算机解决工程技术问题。学会运用团队精神，集体解决技术难点的能力。 2任务: 1.按设计任务书要求调研、比较设计的可能方案，比较方案的优劣，最终确定所选最 优设计方案； 2.确定杆件尺寸； 3.绘制机构运动简图； 4.对机械行运动分析，求出相关点或相关构件的参数，如点的位移、速度、加速度； 构件的角位移、角速度、角加速度。列表，并绘制相应的机构运动线图如位移与原动件角曲线；速度与原动转角曲线；加速度与原动件转角曲线； 5.根据给定机器的工作要求，在此基础上设计飞轮；

牛头刨床机构设计方案

牛头刨床机构设计方案 一、机械原理课程设计的目的与任务 1、课程设计的目的 机械原理课程设计是继机械原理课程之后独立的设计课程。其目的是进一步加深学生对所学知识的理解。使学生对于机构分析与综合的基本理论、基本方法有一个系统的完整的概念，培养学生综合运用所学知识独立解决机构设计问题的能力和使用计算机解决工程技术问题的能力。同时培养学生的创新精神。 2、课程设计题目 牛头刨床机构设计或其他自选题目 3、课程设计的任务 课程设计的任务是根据要求拟定和论证机器的主体机构的设计方案，并对选定方案进行运动分析，确定飞轮转动惯量，对齿轮机构进行设计计算，最后完成设计图纸，设计说明书（A4纸）（如果在计算过程中借助计算机计算，则需要打印源程序和计算结果、图表结果）。设计说明书统一按《北京林业大学本科毕业论文》（教务处网站下载专区里有下载）的格式要求撰写。 课程设计包括，主体机构设计，齿轮机构设计两个部分。主体机构由学生自定设计方案，齿轮机构采用统一设计方案。 4、课程设计的准备和注意事项 在课程设计前要阅读指导书，复习有关课程内容，拟定主体机构的设计方案前要查阅有关资料，观看录像片，了解各种机构及其使用场合。

图1 切削力图2 牛头刨床机构 二、主体机构设计 主体机构是指实现刨刀往复运动（主运动）的传动机构，设计方案由学生在作方案比较和论证的基础上自选。 1、主体运动的运动要求和动力要求 （1）刨刀工作行程要求速度比较平稳，空回行程时刨刀快速退回，机构行程速比系数在1.2左右。 （2）刨刀行程H=300mm或H=150mm。曲柄转速、切削力、许用传动角等见表1。（3）切削力P大小及变化规律如图1所示，在切削行程的两端留出一点空程。 2、设计要求 在满足运动要求和动力要求的条件下，每组拟出1个设计方案（可自己设计，也可从3的建议中选取），对选定的方案用图解法作一个一般位置的运动分析，包括机构运动简图，速度，加速度图（要保留作图痕迹）。

牛头刨床机构运动分析报告

高等机构学 题目:牛头刨床机构运动分析 院系名称：机械与动力学院 专业班级：机械工程 学生姓名：学号： 学生姓名：学号： 学生姓名：学号： 指导教师： 2015年12月17日

目录 一问题描述........................................................ - 1 -二运动分析........................................................ - 1 - 2.1矢量法构建机构独立位置方程................................ - 1 - 2.2机构速度分析.............................................. - 2 - 2.3机构加速度分析............................................ - 2 - 2.4机构运动线图绘制.......................................... - 2 -三总结............................................................ - 4 -附录一：Matlab程序............................................... - 4 -

牛头刨床机构运动分析 一 问题描述 如图1-1所示的牛头刨床机构中，800h mm =，1360h mm =，2120h mm =， 200AB l mm =，960CD l mm =，160DE l mm =。设曲柄以等角速度15/rad s ω=逆时针方向 回转，试对其进行运动分析，求出该机构中各从动件的方位角、角速度和角加速度以及各机构的运动线图。 图1-1 牛头刨床机构 二 运动分析 2.1矢量法构建机构独立位置方程 如图2-1所示，以E 为坐标原点建立直角坐标系，并标出各杆矢量及其方位角。其中共有四个未知量334,,,c S S θθ。 图2-1 坐标系建立

机械原理牛头刨床设计

牛头刨床设计 一、设计题目 (a) (b) 图 3-18 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图3－18a 。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，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，刨刀切削，称空回行程。此时要求速度较高，以提高生产率。刨刀每切削完一次，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。刨头在工作行程中，受到很大的切削阻力(在切削的前后各有一段约H 05.0的空刀距离，见图3-18b )，而空回行程中则没有切削阻力。因此刨头在整个运动循环中，受力变化是很大的，这就影响了主轴的匀速运转．故需安装飞轮来减小主轴的速度波动，以提高切削质量和减少电动机容量。 二、设计数据，见表3-1和表3-2 表3-1 方案 导杆机构的运动分析 导杆机构的动态静力分析 n 2 l O2O4 l O2A l O4B l BC l O4S4 x S6 y S6 G 4 G 6 P y p J S4 r/min mm N mm kg.m 2 1 60 380 110 540 0.25 l O4B 0.5l O4B 240 50 200 700 7000 80 1.1 2 64 350 90 580 0. 3 l O4B 0.5l O4B 200 50 220 800 9000 80 1.2 3 72 430 110 810 0.36 l O4B 0.5l O4B 180 40 220 620 8000 100 1.2 表3-2 方案 飞轮转动惯量的确定 凸轮机构设计 齿轮机构的设计 δ n O’ z 1 z O ’ z 1’ J O2 J O1 J O" J O ’ ψmax l O9D [α] Ф Фs Ф’ d O ’ d O" m 12 m O"1’ α r/min Kg.m 2 o mm o mm o 1 0.15 1440 10 20 40 0.5 0.3 0. 2 0.2 15 125 40 75 10 75 100 300 6 3.5 20 2 0.15 1440 1 3 16 40 0.5 0. 4 0.2 5 0.2 15 135 38 70 10 70 100 300 6 4 20

牛头刨床主体机构说明书

图2牛头刨床的主体结构 课程设计的内容包括： 1）牛头刨床主传动系统总体传动方案的设计 构思一个合理的传动系统。它可将电机的高速转动（1440转/分）变换为安装有刨刀的滑枕5的低速往复移动（要求有三挡速度：60，95，150次/分）。其中，将转动变为移动的装置（主体机构）采用图2所示的连杆机构。在构思机构传动方案时，能做到思路清晰，各部分的传动比分配合理，最后在计算机上绘出主传动机构的原理示意图。 2）牛头刨床主体机构的尺度综合 给定条件：刨头的最大行程H=500mm，行程速比系数k=2，各滑块的长度均为100mm，要求合理确定主体机构的其它尺度参数。 3）牛头刨床主体机构的运动分析 根据已定出的主体机构的尺度参数，按曲柄处于最低转速、滑枕处于 最大行程的工况对主体机构进行运动分析。设各具有旋转运动的构件对x轴的转角分别为iiθ,(为旋转构件的标号），相应的角速度和角加速度分别为ωi,εi；用解析法求出当曲柄转角θ1从刨刀处于最右侧时起，沿逆时针方向转动每隔100计算一组运动参数，其中包括：各杆的角位置、角速度、角加速度及刨刀的位置刀s（以最

右点为零点）、速度刀v 和加速度刀a ，应用计算机在同一幅图中绘出刨刀的位移曲线、速度曲线和加速度曲线，并分析计算结果的合理性。 4）牛头刨床主体机构的受力分析 设摆杆3的质心在其中点处，质量为40kg ，摆杆3对质心的转动惯量为3kg.m2；滑枕5的质量为50kg ，质心在E 点处；其余构件的质量和转动惯量以及运动的摩擦忽略不计。假定刨刀在空回行程不受力，在工作行程中 所受的阻力为水平力，其大小见图3，作用点在滑枕下方100mm 处。用解析法求出机构处于不同位置时应加在曲柄上的驱动力矩TN 以及各运动副的约束总反 力的大小和方向。 表1 方案 转速min)/(n 2r 机架 )(42mm l o o 工作行程H （mm) 行程速比系数K 连杆与导杆之比 B o B C L L 4/ 5 50 370 380 1.53 0.3 表2 方案（1） 导杆机构的动态静力分析 44L s o 6X s 6y s 4G 6G P p y 4s J mm N mm 2.kg m

牛头刨床机械原理课程设计方案一位置和位置

课程设计说明书 学院:_________xxxxxxxxxxxxxxx__ 班级:xxxxxxxxxxxxx 学生姓名: xxx 学号:xxxxxxxxxxx 设计地点（单位）___________xxxxxxxxxxxxxxxxxx ____________ 设计题目:_____________牛头刨床__________________________ 完成日期：2015年7 月10日 成绩(五级记分制):______ __________ 教师签名:_________________________ 年月日 设计数据 (2) 1、概述 1.1 牛头刨床简介 (3) 1.2 运动方案分析与选择 (4) 2、导杆机构的运动分析 2.1 位置4的速度分析 (6) 2.4 位置4的加速度分析 (7) 2.3 位置9的速度分析 (11) 2.4 位置9的加速度分析 (12) 3、导杆机构的动态静力分析 3.1 位置4的惯性力计算 (15) 3.2 杆组5,6的动态静力分析 (15) 3.3 杆组3.4的动态静力分析 (16)

3.4 平衡力矩的计算 (17) 4、飞轮机构设计 4.1 驱动力矩 (19) 4.2 等效转动惯量 (19) 4.3 飞轮转动惯量 (20) 5、凸轮机构设计 (22) 6、齿轮机构设计 (26) 1.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。 1.1牛头刨床的简介 一．机构简介： 机构简图如下所示：

牛头刨床机械原理

摘要 机械原理课程是高等学校机械类近机类专业本、专科学生较全面地运用已学过的知识，特别是机械原理部分已学过的知识的知识第一次较全面地对一项工程实际的应用问题从任务分析、调查研究、方案比较、方案确定、绘制出机构运动简图、进行机械运动和动力学分析与设计的基本训练，是该课程的一个重要实践环节。其目的在于运用已学过的知识培养学生创新能力，用创新思想确定出解决工程实际问题的方案及其有关尺寸，并学会将方案绘制出机构运动简图的能力。培养学生对确定的机构运动简图进行机构运动分析及动力分析，学会按任务进行调研、实验、查阅技术资料、设计计算、制图等基本技能。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，学会运用团队精神，集体解决技术难点的能力。

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总结参考文献 一、设计任务 1.1 、牛头刨床的机构简介 1.2 、原始数据及设计要求 1.3 、设计内容 1.4 、画机构的运动简图 二、导杆机构的运动分析 2.1 、速度分析 2.2 、加速度分析 三、导杆机构的动态静力分析 3.1 、运动副反作用力分析 3.2、曲柄平衡力矩分析目录 .3. .6.. 9.. .1.0.. 1..1.

9 1.1、牛头刨床的机构简介 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图所示。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 &刨床工作时，由导杆机构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，以提高生产率。为此刨床采用有急回作用的导杆机构。 刨刀每切削 完一次，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， 使工作台连同工件作一次进给运动，以便刨刀继续切削。刨头在工作行程中， 的切削阻力，而空回行程中则没有切削阻力。因此刨头在整个运动循环中， 很大的，这就影响了主轴的匀速运转，故需安装飞轮来减小主轴的速度波动， 削质量和减小电动机容量。 受到很大 受力变化是 以提高切 r ?fe 电动机 * P 0仍片 ——H

牛头刨床刨刀的往复运动机构

牛头刨床刨刀的往复运 动机构 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

机械原理课程设计 计算说明书 课题名称：牛头刨床刨刀的往复运动机构 姓名： 院别：工学院 学号： 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机设1201 指导教师： 2014年6月7日 工学院课程设计评审表

目录 一．设计任务书 (4) 设计题目 (4) 牛头刨床简介 (4) 牛头刨床工作原理 (4) 设计要求及设计参数 (6) 设计任务 (7) 二．导杆机构的设计及运动分析 (8) 机构运动简图 (8) 机构运动速度多边形 (9)

机构运动加速度多边形 (11) 三．导杆机构动态静力分析 (14) 静态图 (14) 惯性力及惯性力偶矩 (14) 杆组拆分及用力多边形和力矩平衡求各运动反力和曲柄平衡力 (15) 心得与体会 (21) 参考文献 (22) 一、设计任务书 设计题目：牛头刨床刨刀的往复运动机构 牛头刨床简介： 牛头刨床是用 牛头刨床外形图 于加工中小尺寸的 平面或直槽的金属 切削机床，多用于 单件或小批量生 产。 为了适用不同 材料和不同尺寸工 件的粗、精加工， 要求主执行构件—刨刀能以数种不同速度、不同行程和不同起始位置作水平往复直线移动，且切削时刨刀的移动速度低于空行程速度，即刨刀具有急回现象。刨刀可随小刀架作不同进给量的垂直进给；安装工件的工作台应具有不同进给量

的横向进给，以完成平面的加工，工作台还应具有升降功能，以适应不同高度的工件加工。 牛头刨床工作原理： 牛头刨床是一种刨削式加工平面的机床，图1所示为较常见的一种机械运动的牛头刨床。电动机经皮带传动和两对齿轮传动，带动曲柄2和曲柄相固结的凸轮转动，由曲柄2驱动导杆2－3－4－5－6，最后带动刨头和刨刀作往复运动。当刨头右行时，刨刀进行切削，称为工作行程。当刨头左行时，刨刀不切削，称为空回行程。当刨头在工作行程时，为减少电动机容量和提高切削质量，要求刨削速度较低，且接近于匀速切削。在空回行程中，为节约时间和提高生产效率，采用了具有急回运动特性的导杆机构。此外，当刨刀每完成一次刨削后，要求刨床能利用空回行程的时间，使工作台连同工件作一次进给运动，以便于刨刀下一次切削。为此，该刨床采用凸轮机构，双摇杆机构经棘轮机构和螺旋机构（图中未示出），带动工作台作横向进给运动。

牛头刨床六杆机构的设计

本科毕业设计（论文）通过答辩 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。

目录 概述 (1) 一、机构机械原理课程设计的目的： (1) 二、机械原理课程设计的任务： (1) 三、械原理课程设计的方法： (1) 第一章机构简介： (3) 第二章设计数据： (4) 第三章设计内容： (4) 第一节导杆机构的运动分析 (4) 第二节凸轮机构的设计 (10) 第三节齿轮机构的设计： (16) 第四章设计总结 (18) 第五章参考资料： (19)

[设计名称]牛头刨床 第一章机构简介： 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。

牛头刨床机构设计说明书

机械原理课程设计（普通高等教育） 论文题目牛头刨床机构设计说明书 学院工学院 专业名称机械设计及其自动化 班级机械11-4班 学号111014416 姓名李鹏 小组成员 指导教师康峰 第- 1 - 页共6 页

第 2 页 共 6 页 机械原理课程设计实验指导书 一、机械原理课程设计的目的与任务 1、课程设计的目的 机械原理课程设计是继机械原理课程之后独立的设计课程。其目的是进一步加深学生对所学知识的理解。使学生对于机构分析与综合的基本理论、基本方法有一个系统的完整的概念，培养学生综合运用所学知识独立解决机构设计问题的能力和使用计算机解决工程技术问题的能力。同时培养学生的创新精神。 2、课程设计题目：牛头刨床机构设计或其他自选题目 3、课程设计的任务 课程设计的任务是根据要求拟定和论证机器的主体机构的设计方案，并对选定方案进行运动分析，确定飞轮转动惯量，对齿轮机构进行设计计算，最后完成设计图纸，设计说明书（A4纸）（如果在计算过程中借助计算机计算，则需要打印源程序和计算结果、图表结果）。 课程设计包括，主体机构设计，齿轮机构设计两个部分。主体机构由学生自定设计方案，齿轮机构采用统一设计方案。 4、课程设计的准备和注意事项 在课程设计前要阅读指导书，复习有关课程内容，拟定主体机构的设计方案前要查阅有关资料，观看录像片，了解各种机构及其使用场合。

图1 切削力图2 牛头刨床机构 二、主体机构设计 主体机构是指实现刨刀往复运动（主运动）的传动机构，设计方案由学生在作方案比较和论证的基础上自选。 1、主体运动的运动要求和动力要求 （1）刨刀工作行程要求速度比较平稳，空回行程时刨刀快速退回，机构行程速比系数在1.4左右。 （2）刨刀行程H=300mm或H=150mm。曲柄转速、切削力、许用传动角等见表1。 （3）切削力P大小及变化规律如图1所示，在切削行程的两端留出一点空程。 2、设计要求 在满足运动要求和动力要求的条件下，每组拟出1个设计方案（可自己设计，也可从3的建议中选取），对选定的方案用图解法作一个一般位置的运动分析，包括机构运动简图，速度，加速度图。 3、主体机构设计方案选择 A、摆动导杆机构与摇杆滑块机构组合 B、转动导杆机构与对心曲柄滑块机构组合 C、偏置曲柄滑块机构 D、曲柄摇杆机构与摇杆滑块机构组合 E、双曲柄机构与对心曲柄滑块机构组合 F、摆动导杆机构与齿轮齿条机构组合 G、摆动从动件凸轮机构与摇杆滑块机构组合 第 3 页共6 页