目录
1 : 机械原理课程设计内容及要求 1
2 ：牛头刨床机构简介及原始数据 1 2-1：牛头刨床简介 1 2-2：机构的要求 1 2-3：牛头刨床设计原始数据 2
3 ：机构方案的初步确定 2
3-1：曲柄滑块机构与摆动导杆机构 2
3-2：曲柄滑块机构与扇形齿轮齿条机构 4
3-3：综合评定确定方案 6
4 ：机构工艺动作分解及运动循环图 7
5 ：主机构尺度综合及运动特性评定 8 5-1：2号位置动态静力学分析 8 5-2：7号位置动态静力学分析 11
6 ：电动机功率与型号的确定 13
7 : 主机构受力分析 14 7-1：2号受力分析 14 7-2：7号受力分析 15
8 ：飞轮转动惯量的计算 16
9 ：减速机构以及工作台进给机构的确定 19 9-1：减速机构的确定 20
9-2：工作台进给方案的确定 20
10 ：设计心得与体会 22
11 ：参考文献 24
一：课程设计题目、内容及其目的
题目：牛头刨床
内容：平面刨削机床运动简图设计及分析，计算刨削机构在指定位置的速度、加速度、受力、绘制位移、速度、加速度曲线、平衡力
矩曲线、等效阻力矩曲线以及等效驱动力曲线。根据上述得到的
数据，确定飞轮转动惯量。
目的：
1：学会机械运动见图设计的步骤和方法；
2：巩固所学的理论知识，掌握机构分析与综合的
基本方法；
3：培养学生使用技术资料，计算作图及分析与综
和能力；
4：培养学生进行机械创新设计的能力。
二：牛头刨床简介,机构的要求及原始数据
1：牛头刨床简介
牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图1。电动机经皮带和齿轮传动，经过减速机构减速从而带动曲柄1。刨床工作时，由导杆3
经过连杆4带动刨刀5作往复运动。刨头左行时，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，刨头右行时，刨刀不切削，称空行程，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（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0.05H的空刀距离，见图2，b），而空
回行程中只有摩擦阻力。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小电动机容量。
2：机构的要求
牛头刨床的主传动的从动机构是刨头，在设计主传动机构时，要满足所
设计的机构要能使牛头刨床正常的运转，同时设计的主传动机构的行程要有急回运动的特性，刨削速度尽可能为匀速运动，以及很好的动力特性。尽量是设计的结构简单，实用，能很好的 实现传动功能。
3：牛头刨床设计原始数据
表2-3 原始数据
F r x
0.05H
0.05H
H
(b)
三：机构方案的初步确定
1：曲柄滑块机构与摆动导杆机构
（1）机构简图如下图
2 刨削平均速度m V （mm/s ） 580 行程速度变化系数K
1．50
刨刀冲程H （mm ）
400 切削阻力r F （N ） 4000 空行程摩擦阻力（N ） 200 刨刀越程量S ?（mm ） 20 刨头重量（N ） 620 杆件比重（N/m ）
300 机器运转速度许用不均匀系数[]δ 0．05
图3-1
（2）机械功能分析
该构件中完成主运动的是由杆1、2、3、6组成的四连杆机构，杆4带动该构件中与其铰接的5杆完成刨床的刨削运动。在由杆1、
2、3、6所组成的曲柄摇杆机构中，曲柄1在原动机的带动下做
周期性往复运动，从而连杆4带动滑块5作周期性往复运动实现
切削运动的不断进行。
（3）工作性能分析
从机构简图中可以看出，该机构得主动件1和连杆4的长度相差很大，这就是的机构在刨削的过程中刨刀的速度相对较低，
刨削质量比较好。杆1和杆4 在长度上的差别还是的刨刀在空
行程的急回中，有较快的急回速度，缩短了机械的运转周期，
提高了机械的效率。
（4）传递性能和动力性能分析
杆1、2、3、6所组成的曲柄摇杆机构中其传动角是不断变化传动性能最好的时候出现在A，B，C，D四点共线与机构处
于极位时两者传动角相等该机构中不存在高副，只有回转副和滑
动副，故能承受较大的载荷，有较强的承载能力，可以传动较大
的载荷。当其最小传动角和最大传动角相差不大时，该机构的运
转就很平稳，不论是震动还是冲击都不会很大。从而使机械又一
定的稳定性和精确度。
（5）结构的合理性和经济性分析
该机构多以杆件为主，抗破坏能力较差，对于较大载荷时对杆件的刚度和强度要求较高。会使的机构的有效空间白白浪
费。并且由于四连杆机构的运动规律并不能按照所要求的运动精
确的运行只能以近似的规律进行运动。
2：曲柄滑块机构与扇形齿轮齿条机构
（1）机构简图如下图
图3-2
（2）机械功能分析
根据机构图可知，整个机构的运转是由原动件1带动的。杆1通过滑块2带动扇形齿轮3的运动。扇形齿轮3和与刨头连接的齿条啮
合。从而实现刨刀的往复运动。
（3）工作性能分析
该机构中原动件1对滑块2的压力角一直在改变。但是原动件1的长度较小，扇形齿轮的半径较大，即原动件1的变化速度对于扇
形齿轮3的影响不是很大，同时机构是在转速不大的情况下运转
的，也就是说，在扇形齿轮作用下的齿条的速度在切削过程中变
化不大，趋于匀速运行。
原动件1在滑块2上的速度始终不变，但是随着原动件1的运转，在一个周期里，BC的长度由小到大，再变小。而BC的长度是扇形
齿轮3的回转半径，也就是说，在机构的运行过程中，推程的速
度趋于稳定，在刨头回程时，由于扇形齿轮受到齿条的反作用力
减小。`还有扇形齿轮3的回转半径减小，使扇形齿轮的回程速
度远大于推程时的速度。即可以达到刨床在切削时速度较低，但
是在回程时有速度较高的急回运动的要求。在刨头往返运动的过
程中，避免加减速度的突变的产生。
（4）机构的传递性能动力性能分析
该机构中除了有扇形齿轮和齿条接触的两个高副外，所有的运动副都是低副，齿轮接触的运动副对于载荷的承受能力较强，所以，该
机构对于载荷的承受能力较强，适于加工一定硬度的工件。同
时。扇形齿轮是比较大的工件，强度比较高，不需要担心因为载
荷的过大而出现机构的断裂。
在整个机构的运转过程中，原动件1是一个曲柄，扇形齿轮3只是在一定的范围内活动，对于杆的活动影响不大，机构的是设计上不
存在运转的死角，机构可以正常的往复运行。
该机构的主传动机构采用导杆机构和扇形齿轮，齿条机构。
齿条固结于刨头的下方。扇形齿轮的重量较大，运转时产生的惯
量也比较大，会对机构产生一定的冲击，使机构产生震动。
（5）机构的合理性与经济性能分析
该机构的设计简单，尺寸可以根据机器的需要而进行选择，不宜过高或过低。同时，扇形齿轮的重量有助于保持整个机构的平衡。使
其重心稳定。由于该机构的设计较为简单。所以维修方便。，除
了齿轮的啮合需要很高的精确度外没有什么需要特别设计的工
件，具有较好的合理性。
该机构中扇形齿轮与齿条的加工的精度要求很高，在工艺上
需要比较麻烦的工艺过程，制作起来不是很容易。此方案经济成
本较高。
3: 综合评定确定方案
1 机构功能的实现
两种机构均可以很好的实现切削功能。
2 工作性能
第一种方案在刨削的过程中刨刀的速度相对较低，刨削质量比较好，可以很好的满足急回特性；第二种方案切削速度近似
均匀且变化缓和平稳,摆动导杆机构也可使其满足急回特性。
3 传递性能
第一种方案适合于低速轻载的工作情况；第二情况由于滑块和导杆压力角恒为90度,齿轮和齿条传动时压力角不变,且可承
受较大载荷，所以重载情况也适用。
4 动力性能
第一种方案冲击震动较大；第二种方案齿轮和齿条传动平稳,冲击震动较小。
5 结构合理性
第一种方案均由杆件构成尺寸比较大，重量轻，制造简单，维修方便；第二种方案扇形齿轮尺寸和重量大, 齿轮和齿
条制造复杂,磨损后不宜维修。
6 经济性
根据实际工况中刨刀一般为低速轻载。所以第一种方案比较适合于量产，经济效益比较好；而第二种方案扇形齿轮要求一
定的精度,工艺难度大,且扇形齿轮和齿条中心距要求较高，所以
不适合推广。
综上所述应选择第一种方案。
主机构尺寸确定： θ 2BO L 2AO L BC L 21O O L
H 36
647mm 120mm 162mm 389mm
400mm
错误！未找到引用源。=ο
ο36
1
1180=+-K K s rad n /46.530
1
2==
πω
1601(1)
m v n H K =
+
=52.2r/min
四：机构工艺动作分解及运动循环图
（1）机构工艺工作：
牛头刨床的主运动为电动机→变速机构→ 摇杆机构→滑枕往复运动；
牛头刨床的进给运动为电动机→变速机构→ 棘轮进给机构→工作台横向进给运动。 （2）机构运动循环图
图4-1
五：主机构尺度综合及运动特性评定
机构位置划分简图
图5-1
等分为12等分，取上述方案的第2位置和第7位置进行运动分析
（1）曲柄位置“2”做速度、加速度分析（列矢量方程、画速度图、加速度图）
取曲柄位置“4”进行速度分析。
取构件3和4的重合点A进行速度分析。
有ω1=5.62 rad/s 其转向为逆时针方向。
（a）速度分析用速度影像法
对A 点： 4
A V
= 3
A V
+ 3
4
A A
V （3-1）
方向： 4BO ⊥ A O 2⊥ //B O 4 大小： ？ √ ？
式中： 4
A V
=l μ?4
pa
4ω=
A
O
A
l V 4
4
4
A V
=0.6048m/s
4ω=0.887rad/s
3
4A A V
=l μ4
3a a
l V 4
B =4ω?B
O
l 4
3
4A A V
=0.3902 m/s
V 4
B
=0.5676 m/s
对于C 点： C V = B V + CB
V
（3-2）
方向： // 'XX B O 4⊥ BC ⊥ 大小： ？ √ ？
式中： C V =l μ?pc l CB
V =l μ?bc l C V =0.4789 m/s
5ω =
bc
l CB
l u V
CB
V
=0.1064 m/s
5
ω
=0.788rad/s
图4-2 “2”位置速度分析
(b)加速度分析 用加速度影像法
对于A 点：
4
A a
= n A a 4
+ t A a 4
= 3
A a + k
A A
a 3
4 + 3
4
r
A A
a （3-3）
方向： A →4O B O 4⊥ A →2O B O 4⊥ //B O 4
大小： √ ？ √ √ ? 式中： 3
A a =22ωA
O
l 2
K
A A a 3
4
=24ω3
4
A A
V
3
A a
=4.064m/s 2
n A
a 4
=24ωA
O
l 4
t A a 4
=a μa
n l
K
A A a 34=0.830 m/s 2
r A A a
34=a μa k l
n A
a
4
=0.346 m/s
2
B a =4
A a
?A
O
B O
l l 4
4
n
CB a =25
ω
BC
l
t A
a
4
=2.190 m/s 2
r A A a
3
4=3.065 m/s 2
B a =3.224
m/s 2
n
CB
a =0.084 m/s 2
对于C 点:
C
a = B a + n CB a + t
CB a （3-4）
方向：//'XX B →4O C →B BC ⊥ 大小： ？ √ √ ？
式中： C a =a μc p l t
CB a =a μc n l C a =3.139
m/s 2
图4-3
（2）对位置7进行速度和加速度分析 （a ） 速度分析 用速度影像法
对A 点： 4
A V
= 3
A V
+ 3
4
A A
V （3—5）
方向：4BO ⊥ A O 2⊥ //B O 4 大小： ？ √ ？ 式中： 4
A V
=l μ?4
pa
4ω =
A
O
A
l V 4
4
4
A V
=0.6048m/s
4
ω
=0.311rad/s 3
4A A V
=l μ4
3a a
l V B = V 4
B =4ω?B
O
l 4
3
4A A V
=0.064m/s
B
V 5
=0.199m/s
对于C 点： C V = B V + CB
V
（3-6）
方向： //'XX B O 4⊥ BC ⊥ 大小： ？ √ ？
式中： C V =l μ?pc l CB
V
=l μ?bc l C V =0.181m/s
CB
V
=0.064m/s
5ω=
bc
l CB
l u V
5ω=0.311rad/s
图4-4 “7”位置速度分析
(b)加速度分析 用加速度影像法
对于A 点：
4
A a
= n A a 4
+ t A a 4
= 3
A a + k
A A
a 3
4 + 3
4
r
A A
a （3-7）
方向： A →4O B O 4⊥ A →2O B O 4⊥ //B O 4 大小： √ ？ √ √ ? 式中 ：3
A a =22ωA
O
l 2
K
A A
a 3
4
=24ω3
4
A A
V
3
A a
=4.064 m/s 2
n A
a
4
=24ωA
O
l 4
t A
a
4
=a μa n l r
A A
a 3
4
=a μa k l K
A A a 3
4
=0.368 m/s 2
n A
a 4
=0.038 m/s 2
t A
a
4
=4.109 m/s 2
4
A a =24ωB
O
l 4
B a =4
A a ?
A
O
B O
l l
4
4
n
CB a =25
ω
BC
l B a =6.656 m/s 2
4
A a
=4.064
n
CB
a =0.064 m/s 2
对于C 点 ：
C
a = B a + n CB a + t
CB a （3-8）
方向：//'XX B →4O C →B BC ⊥ 大小： ？ √ √ ？
式中： C a =a μc p l t
CB a =a μc n l C a =6.311
m/s 2
图4-5 “7”位置加速度分析
六：电动机功率与型号的确定
由30
1
1n M w M
P d
d
π==刨刀刨削运动的功率为1470. 2W ，考虑到机械摩擦损
失及共建横向进给运动所需功率，按照P P d 2.1==1.7kW ，查资料可知转速应为中等转速比较好，减速机构齿轮齿数不会太大，根据牛头刨床的工况为低速轻载，速度比较稳定，具有飞轮调速，冲击较小等特点，初步定为六级三相异步交流电动机
电机型号 功率（KW ）
转速（r/s ）
Y 2-100L1-4 2.2 1403 Y 2-112M-6 2.2 940 Y 2-132S-8 2.2 710 Y 2-112M-6E
2.2 940
由以上数据可得
应选型号为Y 2-112M-6的电动机，其额定功率为2,2KW ，转速为940r/s ，符
合基本要求
七: 主机构受力分析
取上述方案一的第2位置和第7位置进行受力分析 对“2”位置进行受力分析
取“2”点为研究对象，分离5、6构件进行运动静力分析：
已知： G 6=520N
F I6=-
G 6/g×a c （6-1）
∑Fx= F I4+Fr- F R45=0 （6-2）
由此可得： F R45=4891.6N
由分离3,4构件进行运动静力分析：
已知： F R54=F R45
由此可得： F I4 = - G 4/g × a 4 （6-3）
M S4=-J S4·αS4=-0.9984×3.35=21.74 N.m （6-4）
∑
=?-+?+?+?=04
23435424144h F M h F h F h G M R I R I O （6-5） 其中1h ，2h ，3h ，4h 分别为4G ,4I F ,54R F ,23R F 作用于4O 的距离（其大小可以测得），可以求得：23R F =6983.4N
图6-1 “2”位置的力的多边形
由力的多边形可知：F ox =2169.7N, F oy =1286.06N
对曲柄2进行运动静力分析, 32R F 作用于2O 的距离为h ，其大小为0.15m
由此可得曲柄上的平衡力矩为：
M=32R F ×h=401.55N.m （6-7） 方向为逆时针
对位置“7”进行受力分析
取“7点为研究对象，分离5、6构件进行运动静力分析：
已知： G6=520N
F I6=-
G 6/g×a c （6-8）
由此可得 ： F R45=256.93N
由分离3,4构件进行运动静力分析：
已知： F R54=F R45
由此可得： F I4 = - G 4/g × a 4 （6-9） M S4=-J S4·αS4=4.456N. m
（6-10）
方向与α4运动方向相反（逆时针）
∑
=?-+?+?+?=04
23435424144h F M h F h F h G M R I R I O （6-11）
其中1h ，2h ，3h ，4h 分别为4G ,4I F ,54R F ,23R F 作用于4O 的距离（其大小可以测得），可以求得：23R F =281N
图6-2 “7”位置的力的多边形
由力的多边形可知：F ox =444.765N, F oy =169.508N
对曲柄2进行运动静力分析，32R F 作用于2O 的距离为h ，其大小为0.08m
由此可得曲柄上的平衡力矩为：
M=32R F ×h=7.03N.m （6-12） 方向为逆时针
八：飞轮转动惯量的计算
1 环取取曲柄AB 为等效构件，根据机构位置和切削阻力Fr 确定一个运
动循的等效阻力矩Mr （?）
根据Mr （?）值，采用数值积分中的梯形法，计算曲柄处于各个位置时Mr （?）的功??
??0
)d （Mr 。因为驱动力矩可视为常数，所以按照
Md= ?π
??20
)d （Mr /2 π确定等效驱动力矩Md 。
Md=192.57N*m
2 Mr （?）及Md 的数值和图形如下。注：横坐标采用位置
位置 1
2
3 4 5 6 7
8
9
10 11
12
Mr/(N*m) 15.2 401.6
618.8
750.5
548.3
425.7 7.1 87.6 55.3
57,2
11.8 5.76
Md/(N-m)
192
等效阻力距和驱动力矩
-100
100
200
300
400
500
600
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
位置
M/(N*m)
Md
Mr
图8-1
3 估算飞轮转动惯量
（1） 由M(?)=Md-Mr(?)确定等效力矩M （?）。列表如下：
位置
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
M （?）
-261 125.3 351.5 550.5 281.0 158.4 -
260.
3
-
179.
7
-212 -
210.
3
-
225.
2
-
261.
5 （2）作图，采用积分法。
-300
-200
-100
100
200
300
400
12345678910111213
系列1
图8-2
得出?W（?），作图：
位置1-3 3-7 7-12
?W（?）（J）-34.1 873.0 -839.0
图8-3
由此最大盈亏功?W max=873.1J，Je不记，J f=?W max/（ω2m*δ）
873.0
34.1
839.0
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。
牛头刨床课程设计心得 篇一：牛头刨床的设计与分析 一、概述 、课程设计的任务 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。、课程设计的任务 （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（5）根据给定机器的工作要求，在此基础上设计飞轮； （6）根据方案对各机构进行运动设计，如对连杆机构按行程速比系数进行设 计；对凸轮机构按从动件运动规律设计凸轮轮廓曲线；对齿轮机构按传动比要求设计齿轮减速机构，确定齿轮传动类型，传动比并进行齿轮几何尺
寸计算，绘制齿轮啮合图。按间歇运动要求设计间歇运动机等等； （7）要求学生根据设计任务，绘制必要的图纸； （8）编制设计计算程序及相应曲线、图形；编写设计说明书。 、课程设计的方法 （9）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，图解法的几 何概念气清晰、直观，但需逐个位置分别分析设计计算精度较低； 1速度分析： 1、曲柄位置“1”速度分析，（列矢量方程，画速度图，加速度图） 取曲柄位置“1”进行速度分析。因构件2和3在A处的转动副相连，故V A2=V A3，其大小等于W2lO2A，方向垂直于O2 A线，指向与ω2一致。 ω2=2πn2/60 rad/s=/s υA3=υA2=ω2·lO2A=×/s=/s（⊥O2A） 取构件3和4的重合点A进行速度
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：
中南大学 机械原理课程设计 ——说明书 班级：机械1007 姓名：台永丰 学号：0806100904 指导老师：何竞飞 分组：Ⅵ方案 题目：牛头刨床
目录 第1章 1.1设计题目........................................ (3) 1.2机构简介 (3) 1.3设计任务 (4) 第2章 2.1电动机的选择 (5) 2.2齿轮变速装置设计 (5) 2.3导杆机构尺寸设计 (6) 2.4机构的运动分析 (7) 2.5机构的动态静力分析 (16) 2.6速度波动的调节与飞轮设计 (19) 第3章 3.1体会心得 (22) 参考文献 (23)
第1章 1.1设计题目 牛头刨床 1.2机构简介 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图1-1 a。电动机经一级带传动和二级齿轮传动驱动执行机构，使刨头6和刨刀7作往复直线运动。刨头右行时，刨刀进行切削加工，称为工作行程，要求速度较低并且均匀。刨头左行时，刨刀不进行切削，称为空回行程，要求速度快以节省时间。因此刨头在整个运动循环中受力变化大，对主轴（曲柄2）匀速运转有很大影响，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小电动机功率。同时，要求刨刀不进行切削的过程中，工件随工作台实现自动进给运动。 图1-1
1.3设计任务 （1）电动机的选择； （2）设计齿轮变速装置； （3）设计导杆机构； （4）设计刨程及其位置的调节方法； （5）机构运动分析； （6）机构的动态静力分析； （7）速度波动的调节与飞轮设计。 图1-2
第2章2.1电动机的选择 电动机转速选择1440r.p.m 2.2齿轮变速装置设计 如图1-2 i13H=n1?n H n3?n5=?z2z3 z1z2 ……………………………………[2-1] * 式中i——转速比 n——转速 z——齿数 i45=n4 n3=?z5 z4 …………………………………………[2-2] i67=n6 n7=?z7 z6 …………………………………………[2-3] 联立以上各式，并令n1n H n H n7 =24，可选取z1=50,z2=50,z3=150,z4=55,z5=78 可得各齿轮数据
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，
机械原理课程设计说明书 系部名称: 机电工程学院 专业班级: 机自093 姓名： 学号:
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。
海南大学 机械原理课程设计说明书 设计题目:牛头刨床 小组成员: 20110504310007 20110504310006 专业班级：11级交通运输（一）班 指导老师：陈致水 2013年6月26日
目录 一、概述........................................................... (2) 二、机构简介与设计数据 (3) 三、课程设计的内容和步骤……………………………… ..4 四、参考文献 (11) 五、设计小结 (12)
一、概述 1．课程设计的题目 牛头刨床 2．课程设计的任务和目的 1)任务： a.导杆机构进行运动分析； b.导杆机构进行动态静力分析； c.齿轮机构设计； 2）目的：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。 .3．课程设计的要求 牛头刨床的主传动的从动机构是刨头，在设计主传动机构时，要满足所设计的机构要能使牛头刨床正常的运转，同时设计的主传动机构的行程要有急回运动的特性，以及很好的动力特性。尽量是设计的结构简单，实用，能很好的实现传动功能。
二.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。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。 2.2设计数据
机械原理课程设计——牛头刨床（1）待续 2008-11-21 02:13 目录 一、概述 §1.1、课程设计的题目---------------------------------------2 §1.2.、课程设计的任务和目的-----------------------------2 §1.3、课程设计的要求---------------------------------------3 §1.4、课程设计的数据---------------------------------------3 二、运动分析及程序 §2.1、拆分杆组------------------------------------------------4 §2.2、方案分析------------------------------------------------4 §2.3、程序编写过程------------------------------------------5 §2.4、程序说明------------------------------------------------6 §2.5、C语言编程及结果------------------------------------6 §2.6、位移，速度，加速度图------------------------------10 三、各运动方案的分析与评价 §3.1 方案一的运动分析和评价--------------------------12 §3.2 方案二的运动分析和评价--------------------------13 §3.3 方案三的运动分析和评价--------------------------15 §3.4 方案四的运动分析和评价--------------------------16 四、小结--------------------------------------- 19 五、参考文献---------------------------------20 一、概述 §1.1．课程设计的题目 此次课程设计的题目是：牛头刨床的主传动结构的设计. §1.2．课程设计的任务和目的 1）任务： 1 牛头刨床的机构选型、运动方案的确定； 2 导杆机构进行运动分析； 3 导杆机构进行动态静力分析； 根据要求发挥自己的创新能力，设计4到5种牛头刨床的主传动机构，使其可以满足牛头刨床的传动需要。 2）目的：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。 §1.3．课程设计的要求 牛头刨床的主传动的从动机构是刨头，在设计主传动机构时，要满足所设计的机构要能使牛头刨床正常的运转，同时设计的主传动机构的行程要有急回运动的特性，以及很好的动力特性。尽量是设计的结构简单，实用，能很好的实现传动功能。 §1.4．课程设计的数据 方案导杆机构的运动分析导杆机构的动态静力分析
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
牛头刨床课程设计报告
1题目要求 如下图所示牛头刨床的功能简图。刨刀水平作往复直线运动，切削安装在工作台上的工件。刨刀每切削一次，工作台沿着刨刀运动的水平垂直方向进给0.3，0.4，0.5mm/次，分3档 2题目解答 2.1工艺动作分析 由设计题中牛头刨床的功能可得，牛头刨床加工平面（槽）时由两个工艺动作协调完成。即刨刀每刨削一次，工作台沿着刨刀运动水平垂直方向（上下垂直方向）进给一定的距离，为了避免两个动作发生干涉，工作台沿着刨刀运动的水平垂直方向（上下垂直方向）移动，必须在刨刀切削运动完成后在退刀运动时进行；为了避免工作台的进给与退刀时刀具产生干涉，刀具装有自动弹起装置。据此，可以画出牛头刨床的运动循环图。 刨刀工作行程（切削）空回行程 工作台停止进给停止 2.2运动功能分析及运动功能系统图 ①动机及其运动形式分析
一般情况下，牛头刨床是在工厂车间使用。在工厂车间里的设备大多是电动机，具有连续回转的运动特点。由题知电动机转速n=1420r/min，因此牛头刨床原动机的运动功能单元符号表达如图。 ②机械传动部分及其运动形式分析 根据牛头刨床使用功能描述，牛头刨床每分钟切削102,126,158次，一般原动机转速要远大于这个值。因此需要减速，即传动比i>1，也就是说，机械传动部分应具有传动缩小功能，把一个转速较大的输入传动转换为转速较小的输出运动，其运动功能单元符号如图。
③ 过载保护及其分析 金属加工机床的原动机与传动部分之间通常会加载一个过载保护单元，以便在过载时保护机床免于损坏。多数情况下，这一过载保护单元同时还有减速功能，表达符号如图。 ④ 滑移齿轮变速机构及其分析 在过载保护与机械传动输出之间 ，要实现牛头刨床每分钟切削102，126，158次，要采用有级变速。由于电机转速为1420r/min 。为了输出转速达到要求的值则传动比为： 99 .8158142027 .11126142092.131021420 321====== z z z i i i 过载保护系统的传动比为3.21，让传动比为 92.13102 1420 == 总i ，经过过载保护后，33.421 .392 .13=='i ，机械传动部分采用两个变速齿轮使其转速降至102r/min 。得：
海南大学机械原理课程设计说明书 设计题目:牛头刨床 小组成员: 专业班级：11级交通运输（一）班 指导老师：陈致水 2013年6月26日 目录 一、概述........................................................... (2) 二、机构简介与设计数据 (3) 三、课程设计的内容和步骤……………………………… ..4 四、参考文献 (11) 五、设计小结 (12) 一、概述 1．课程设计的题目 牛头刨床 2．课程设计的任务和目的 1)任务： a.导杆机构进行运动分析；
b.导杆机构进行动态静力分析； c.齿轮机构设计； 2）目的：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。 .3．课程设计的要求 牛头刨床的主传动的从动机构是刨头，在设计主传动机构时，要满足所设计的机构要能使牛头刨床正常的运转，同时设计的主传动机构的行程要有急回运动的特性，以及很好的动力特性。尽量是设计的结构简单，实用，能很好的实现传动功能。 二.机构简介与设计数据 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
机械原理课程设计 说明书 设计题目：牛头刨床设计 学校：广西科技大学 院（系）：汽车与交通学院 班级：车辆131班 姓名： M J 学号： 指导教师： 时间：
1、机械原理课程设计的目的和任务 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学生第一次全 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教学环节。起 目的在于进一步加深学生所学的理论知识，培养学生的独立解决有关课程实际问 题的能力，使学生对于机械运动学和动力学的分析和设计有一个比较完整的概 念，具备计算，和使用科技资料的能力。在次基础上，初步掌握电算程序的编制， 并能使用电子计算机来解决工程技术问题。 2、课程设计的任务：机械原理课程设计的任务是对机器的主题机构进行运 动分析。动态静力分析，并根据给定的机器的工作要求，在次基础上设计；或对 各个机构进行运动设计。要求根据设计任务，绘制必要的图纸，编制计算程序和 编写说明书等。 2、机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 比较清晰、直观；解析法精度较高。 3、机械原理课程设计的基本要求 1．作机构的运动简图，再作机构两个位置的速度，加速度图，列矢量运动方程； 2．作机构两位置之一的动态静力分析，列力矢量方程，再作力的矢量图； 3.用描点法作机构的位移，速度，加速度与时间的曲线。 4、设计数据 设计 内容 导杆机构的运动分析导杆机构的动态静力分析符号n2 L0204 L02A L04B L BC L04S4 X S6 Y S6 G4 G6 P Y P J S4 单位r/min mm N mm kgm2 方案Ⅰ60 380 110 540 0.25 L04B 0.5 L04B 240 50 200 700 7000 80 1.1 Ⅱ64 350 90 580 0.3 L04B 0.5 L04B 200 50 220 800 9000 80 1.2 Ⅲ72 430 110 810 0.36 L04B 0.5 L04B 180 40 220 620 8000 100 1.2 表1-1
牛头刨床机械原理课程设 计方案一位置和位置 Last updated on the afternoon of January 3, 2021
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 牛头刨床简介 (3) 运动方案分析与选择 (4) 2、导杆机构的运动分析 位置4的速度分析 (6) 位置4的加速度分析 (7) 位置9的速度分析 (11) 位置9的加速度分析 (12) 3、导杆机构的动态静力分析 位置4的惯性力计算 (15) 杆组5,6的动态静力分析 (15) 杆组的动态静力分析 (16)
平衡力矩的计算 (17) 4、飞轮机构设计 驱动力矩 (19) 等效转动惯量 (19) 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：
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）。
牛头刨床课程设计文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
目录 工作原理 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图a）所示。电动机经过皮带和齿轮传动， 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。刨头左行时，刨刀不切削，称为空回行程，此时要求速度较高，以提高 生产率。为此刨床采用有急回运动的导杆机构。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（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。刨头在工作过程中，受到很大的切削阻力（在切削的 前后各有一段的空刀距离，见图b），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转动，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。 (a) (b) 图d
一.设计任务 1、运动方案设计。 2、确定执行机构的运动尺寸。 3、进行导杆机构的运动分析。 4、对导杆机构进行动态静力分析。 5、汇总数据画出刨头的位移、速度、加速度线图以及平衡力矩的变化曲线。 二.设计数据 本组选择第六组数据 表1 表2
三.设计要求 1、运动方案设计 根据牛头刨床的工作原理，拟定1～2个其他形式的执行机构（连杆机构），给出机构简图并简单介绍其传动特点。 2、确定执行机构的运动尺寸 根据表一对应组的数据，用图解法设计连杆机构的尺寸，并将设计结果和步骤写在设计说明书中。 注意：为使整个过程最大压力角最小，刨头导路位于导杆端点B所作圆弧高的平分线上(见图d)。 3、进行导杆机构的运动分析 根据表一对应组的数据，每人做曲柄对应的1到2个位置（如图2中1，2，3，……，12各对应位置）的速度和加速度分析，要求用图解法画出速度多边形，列出矢量方程，求出刨头6的速度、加速度，将过程详细地写在说明书中。 4、对导杆机构进行动态静力分析 根据表二对应组的数据，每人确定机构对应位置的各运动副反力及应加于曲柄上的平衡力矩。作图部分与尺寸设计及运动分析画在同一张纸上（2号或3号图纸）。
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
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：
牛头刨床课程设计精编 W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
目录工作原理............................................................ 一.设计任务......................................................... 二.设计数据......................................................... 三.设计要求......................................................... 1、运动方案设计................................................. 2、确定执行机构的运动尺寸....................................... 3、进行导杆机构的运动分析....................................... 4、对导杆机构进行动态静力分析................................... 四.设计方案选定..................................................... 五.机构的运动分析................................................... 2.加速度分析.................................................... 2.加速度分析.................................................... 七.数据总汇并绘图................................................... 九.参考文献.........................................................
目录 一、概述........................................................... (2) 二、机构简介与设计数据 (3) 三、课程设计的内容和步骤……………………………… ..4 四、参考文献 (11) 五、设计小结 (12)
一、概述 1．课程设计的题目 牛头刨床 2．课程设计的任务和目的 1)任务： a.导杆机构进行运动分析； b.导杆机构进行动态静力分析； c.齿轮机构设计； 2）目的：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。 .3．课程设计的要求 牛头刨床的主传动的从动机构是刨头，在设计主传动机构时，要满足所设计的机构要能使牛头刨床正常的运转，同时设计的主传动机构的行程要有急回运动的特性，以及很好的动力特性。尽量是设计的结构简单，实用，能很好的实现传动功能。
二.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。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。 2.2设计数据