目录
摘要 (1)
英文摘要 (1)
1 引言 (2)
1.1 牛头刨床现状 (2)
1.1.1 国际牛头刨床使用现状 (2)
1.1.2 我国牛头刨床使用现状 (3)
1.2 液压牛头刨床与机械牛头刨床的简单比较 (5)
1.3 牛头刨床传动系统关键部件设计 (5)
1.3.1 牛头刨床传动系统关键部件设计要求 (6)
1.3.2 牛头刨床传动系统关键部件设计的数据 (7)
2 原动机的选用 (9)
3 牛头刨床带传动装置确定与分析 (11)
4 牛头刨床导杆机构分析 (12)
4.1 其他方案与原方案的对比分析 (12)
4.2 导杆机构的方案确定 (13)
4.3 导杆机构的运动尺寸 (13)
4.3.1 导杆的机构尺寸 (14)
4.4 导杆机构的运动分析 (15)
4.4.1 速度分析 (15)
4.4.2 加速度分析 (17)
4.5 导杆机构的动态静力分析 (19)
4.5.1 取构件5、6基本杆组为示力体 (19)
4.5.2 取构件3、4基本杆组为示力体 (20)
4.5.3 取构件2为示力体 (21)
5 凸轮机构设计 (23)
5.1 凸轮机构基本尺寸的设计 (23)
5.2 计算各分点的角位移值 (24)
5.2.1 推程运动阶段 (24)
5.2.2 回程运动阶段 (25)
5.3 用解析法计算凸轮理论轮廓和实际轮廓 (26)
总结 (32)
参考文献 (33)
牛头刨床传动系统关键部件设计摘要：牛头刨床是一种靠刀具的往复直线运动及工作台的间歇运动来完成工件的平面切削加工的机床。通过给定的原始数据，从牛头刨床原动机的分析选择、带传动的分析选择，到进行执行机构运动尺寸的分析计算，然后进行运动分析、动态静力分析，找到其最优的设计方案。然后再简单对凸轮机构进行设计分析。综合所有设计分析的方案，选择设计出相对最优的牛头刨床传动系统关键部件的设计。
关键词：牛头刨床；传动系统；关键部件；最优设计
The key components of the shaper drive
system design
College of electrical and Information Engineering
Mechanical engineering and automation professional
Weilu （20906071064）
Director：Jiangyu(Lecturer)
Abstract：The shaper is a plane cutting a straight reciprocating motion of tool and the work table of intermittent movement to complete the work of the machine tool. Through the original data given, selection, selection of belt drive from the analysis of shaper motive, to analyze actuator size calculation, and then motion analysis, static and dynamic analysis, to find the optimal design scheme. Then a simple design and analysis of cam mechanism. All design and analysis of the choice of design scheme, design of key components of the shaper drive system relatively optimal.
Key Words：shaping machine; transmission system; key parts; optimal design；asp；b/s
1 引言
目前我国已经拥有了机械牛头刨床，液压牛头刨床等多种型号的牛头刨床。但是每一种型号都不是全面的全能的，各有优点和缺点，每一种机床都需要进行
改进突破和创新。二零零八年机械行业增长形式一片大好，国民经济高速增长促进了对牛头刨床的强烈需求从而提供了发展的良好契机。
牛头刨床的工作运动是，经过一定功率的电动机，通过V带轮的传递，输出经过齿轮变速之后，通过一个固定短轴连接的大齿轮，短轴和齿轮之间有一定的间距，在这个间距之间安装一个方形滑块。动力的传输装置是靠一个长槽摇杆，它的运动通过方形滑块被控制在长槽内滑动。当原动机带动大齿轮以一定的速度转动时，摇杆带动滑块摆动，摇杆通常可以摇摆较大的角度，我们可以通过对大齿轮的中心距进行调整，就能够对滑块行程进行调整。
1.1 牛头刨床现状
在第一次工业革命时期，首先牛头刨床被发明于英国，就在这个时期，还发明多种其他形式的机床。对于机床的发明，可以改善我们的生活质量水平，在提高生活质量的同时，又可以促进社会的进步。
从世界上牛头刨床的拥有量上看，德国是使用牛头刨床最多的国家，保守估计拥有75万台左右，美国的牛头刨床拥有量也是很多的大概在61万台左右。
而我国是新型国家，牛头刨床拥有量仅次于德国和美国，位于世界第三位，但是中国至改革开放以来，一直以高速的发展速度和水平，实现中国的现代化和伟大复兴，相信在未来的多年以后，凭着中国的高速发展和世界对于中国这个世界工厂的需求，中国将成为世界上牛头刨床拥有量最多的国家。
纵观我国牛头刨床，都只是简单的技术改造，技术水平还停留在8，90年代，与国外差距很远，它能进行一些精度不高的加工。当然中国也没有太多的高精度加工要求，这包括模具行业，真正需要高精度的是航空航天，军事装备方面。
目前我国已经拥有了机械牛头刨床，液压牛头刨床，数控牛头刨床，还有正在研究的双向牛头刨床。但是每一种型号都不是全面的全能的，各有优点和缺点，每一种机床都需要进行改进突破和创新。二零零八年机械行业增长形式一片大好，国民经济高速增长促进了对牛头刨床的强烈需求从而提供了发展的良好契机。当然中国也没有太多的高精度加工要求，这包括模具行业，真正需要高精度的是航空航天，军事装备方面。
1.1.1 国际牛头刨床使用现状
德国的牛头刨床首先从外形上来看，整个机床造型墩实厚重，从铸件到每个零部件绝对不会偷工减料，都用足了料。比如刨削长度是1米的重量可以达到5吨多，吨位上面来说看重。这样可以增加牛头刨床的稳定性，稳定性增加之后，精度就会提高。
还有一个方面是德国的牛头刨床工作效率很高，华枕速度很快可以达到国内同等质量水平的一点5倍以上，电机功率也很大质量也很好所以效率高，能源耗
费少。所以干起活来很快，据我们在当地进行一项测试，同样是刨削一块钢板，人家的用时11分钟，我们的34分钟。质量好坏一目了然。呵呵，当然价格有点难以接受，3万多欧元，国人一时不能承受。
史上最大牛头刨床产自俄罗斯，它的刨削长度达到1.8米，比国内生产的最大牛头刨床多出30公分。目前我国最大型号是来自沈阳的1米5的。如果超过1米5就很难生产，对机床的各个零件的性能要求就比较高。机床总重量达到8吨，属于重型设备。据了解它主要应用于船舶螺旋桨的加工和刨削，以及大型设备的加工。精度也非常高，目前只在北京和上海有现货和的样品。一个机床的最大型号能否进行突破和向上发展，代表了一个国家的综合实力，此次俄罗斯试生产成功表明了他的重工业非常发达非常有实力。
1.1.2 我国牛头刨床使用现状
目前我国已经拥有了机械牛头刨床，液压牛头刨床，数控牛头刨床，还有正在研究的双向牛头刨床。但是每一种型号都不是全面的全能的，各有优点和缺点，每一种机床都需要进行改进突破和创新。二零零八年机械行业增长形式一片大好，国民经济高速增长促进了对牛头刨床的强烈需求从而提供了发展的良好契机，但是最近一年两年，国内经济普遍不好，我们应该如何发展这是一个很大的问题。
应该大力发展装备制造业，特别是高端的高技术含量。国外机床很多领域都统治着占据主导地位，中国制造都是中低端产品。开发具有自主知识产权的中国制造，已成为全社会的共识。靠收购不可行，因为高科技是人家的核心机密，是国外经济命脉，国外怎么可能会轻易把技术传给你，在几乎是不可能的，所以我们只有一条路可走，那就是自己研发。这种境况已经迫在眉睫，很多机床都是低效率的，精度不高的，所生产出来的产品，质量很差。比如说汽车，国产车经常出问题，磨损大，耗油高，性能不好，是什么原因。那就是因为生产汽车零部件的机床精度不够造成。
这个方面的例子比比皆是，从各个方面都能够反映出来，甚至是1颗小小的螺丝钉都能够反映出这个国家整体质量水平如何，它关系着人们生活水平的提高，所以我们要切切实实的提高机床的质量，牛头刨床厂家要切切实实的提高牛头刨床的质量。过去的五年规划是机床行业的黄金发展时期，机床行业总产值突破5000亿元大关，为了继续巩固国民经济支柱产业，国家计划在未来的五年内要继续扶持和振兴机床行业，这是我们国家跨入发达国家必须要做的功课。国家从政策上以及税收的各方面进行鼓励，在高端装备领域继续扩大投资重点发展高新高科技工厂设备。
自从迈入21世纪以来，中国经济突飞猛进，人民生活水平有了大幅度的提
高，各行各业都有了较大的增长，无论是ＧＤＰ的增长还是人民存款的增长都显示了这个国家经济蓬勃向上。
国家的宏观政策也表明中国应该向机床强国迈进，机床行业应该制定中长期发展规划，我国的机床行业有条不紊地向机床强国进军。目前我国正在处于工业化国家中期发展阶段，很多行业需要进一步的巩固，现在正处于关键发展阶段，如果再努1把力就可以跨入发达国家行列，如果稍有不慎就可能会原地踏步走或者是倒退。所以在这一期间，我们可以向一些支柱性工业，比如数控车床行业，再比如牛头刨床行业，但是这些中小机床满足了我国机床工程量72%以上的项目，从发达国家的发展历史经验来看，这一阶段期间最主要的特点就是制造业设备更新发展速度明显很快，而且其设备改造加速，企业设备更新改造投资占固定资产投资的比将要逐步提高。随着信息化产业升级需求的释放及国家对于我国装备制造业的大力扶植和国家出台的对于“装备制造业振兴规划”等一系列利好政策，我国的机床制造行业一定会迎来更好的发展，和长期高速的进步。
学习国外先进技术，在一些欧美发达国家，他们国家的机床行业相当发达许多中小机床，数控机床的应用相当普遍。但是在我国机床人均占有量很低，特别是高端设备方面人均拥有量更少，这就是我们国家与发达国家的差距之所在，从这一点上来说在很长一段时间内我国的机床行业还有很大的发展空间，无论是在牛头刨床上还是在高端设备数控机床方面都需要一个量的增长和质量的增长，作为一个企业和商人也应该看到这个商机。我国经济和社会发展第十二个五年(2011-2015年)规划纲要，未来我国制造的发展将是前所未有的。政府明确了产业发展的计划，机床的发展也将是前所未有的在整个规划中，中国政府明确表示要提高人民的生活水平，主要加强经济建设。机床和机械企业尤其注重外在政策的调整，因为他和整个国民经济息息相关。
在过去的五年时间李米娜中国政府证明了英明领导，社会国家的发展赢得了飞跃的进步，大幅提升了综合国力，2010年国内生产总值GDP达到39.8万亿元，跃居世界第二位，国家财政收入也达到了质的飞跃；调整经济结构加快步伐，粮食生产在于农业方面特别是连年获得好收成，产业结构积极进展取得了优化升级。
未来五年机床行业面临大发展时期，据一些经济学家预测，除非国家发生重大事件或者全球化生突发性事件，比如战争或者是全球性经济危机。由此看到未来的经济规模是现在的好几倍，那么机床需求量会大幅上升，可见未来机床市场大有潜力面临大发展时期。必定会促进加工中心，数控行机床大发展，由于中国的经济基数大，所以对中小机床需求量也会大增，向摇臂钻、牛头刨床、铣床将会增长100%左右。
1.2 液压牛头刨床与机械牛头刨床的简单比较
从经济环保上来看，对来说比较好的
机械式牛头刨床还是相，因为他有简单结构可以由电动机直接带动来回运动，免除了中间动力传输的环节和通过的液压泵的这一个过程，所以更直接更经济和环保，动力传输消耗方面也是比较小。
从动力强劲上面来说，还是液压牛头刨床要好，虽然在过程传输中有一些损耗动力，可是通过液压泵，一部分动力传输到刨刀上被加强了，对于加工大型的零部件还是液压的牛头刨床要好。
虽说中国现阶段市场上最主要的还是机械式和液压式牛头刨床，但对于日后的发展而言，数控机床还是日后发展的方向。出于本国实情出发，由于劳动力成本低，机械式牛头刨床价格低廉，操作简单，无需技术过硬的特殊人才，易于上手加工，维修维护方便、简单等这些种种因素都促使大多生产厂商不愿购买使用更为先进的数控牛头刨床；另一方面则是来自于国际上的因素，中国的数控机床虽然产量很大，市场将来也会很大，但是高等技术还是被欧洲所控制，中国最好的数控机床也赶不上美国和欧洲的一流机床。据统计我国2012年第一季度，数控机床进口80多亿美元同比增长40%，大部分为高档机床。虽然中国经济降温，但是进口量仍然高速飞涨。这意味着许多行业正在向高精、高细、高速、柔性、智能，方向发展。目前市场上五轴联动加工中心多用于航天航空、军事军工、高精密仪器、卫星部件。
1.3 牛头刨床传动系统关键部件设计
牛头刨床是一种靠往复直线运动的刀具及间歇运动的工作台来完成平面切削加工工件的的机床。如图1-1所示，电动机经过减速箱的减速传动装置，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。工作行程时，刨刀速度要平稳；空回行程时。刨刀要退回快速，即要有急回作用。