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一、概述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. 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；4.飞轮设计；5.凸轮机构设计。
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1，机构简介牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图4-1。
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，以提高生产效率。
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（图中没有画出），使工作台连同工件一次进级运动，以便刨刀继续切削。
刨头在工作行程过程中，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4-1，b）而空回行程中则没有切削阻力。
目录牛头刨床机构的分析与综合 .................................................................................................. 1设计题目及原始数据...............................................................................................................1.1 题目：牛头刨床机构的分析与综合 ..............................................................................1.2 原始数据..........................................................................................................................1.3 名称符号的意义 .............................................................................................................. 2机构运动简图........................................................................................................................... 3导杆机构的尺寸综合 ...............................................................................................................3.1已知数据...........................................................................................................................3.2设计步骤........................................................................................................................... 4导杆机构的运动分析 ...............................................................................................................4.1已知数据...........................................................................................................................4.2设计步骤...........................................................................................................................4.2.1 位置划分 ......................................................................................................................4.2.2 1’,6,9位置的运动分析.....................................................................................4.2.3 运动分析结果汇总表 ................................................................................................ 5导杆机构动态静力分析 ...........................................................................................................5.1已知数据 ...........................................................................................................................5.2 设计步骤 .........................................................................................................................5.2.1惯性力及力矩结果汇总表...........................................................................................5.2.2求齿轮的重量..............................................................................................................5.2.3 1’,6,9位置动态静力分析....................................................................................5.2.4 动力分析结果汇总表 ................................................................................................ 6齿轮机构设计计算 ...................................................................................................................6.1 已知数据 ........................................................................................................................6.2 设计步骤 ........................................................................................................................6.2.1 确定变位系数 .............................................................................................................6.2.2 计算齿轮几何尺寸 .....................................................................................................牛头刨床机构的分析与综合1设计题目及原始数据1.1 题目：牛头刨床机构的分析与综合1.2 原始数据1.3 名称符号的意义第1页第2页c F刨头所受切削阻力p Y切削阻力 FC 至 O2 的垂直距离 2n曲柄 2，齿轮 5 及凸轮 7 的转速 m齿轮 4、5 的模数 4Z ,5Z分别为齿轮 4、5 的齿数2机构运动简图第3页3导杆机构的尺寸综合3.1已知数据 3.2设计步骤1.导杆机构的极位夹角θ与导杆的最大摆角ψ：2.求导杆长O3L B ：3.求曲柄长2O A L ：4.求连杆长BF L ：5.求刨头导路 x —x 至 3O 点的距离 3O M L ；从受力情况（有较大的传动角）出发，x —x 常取为通过12B B 的扰度DE 的中点M 。
机械原理课程设计(论文) 题目: 牛头刨床学生姓名专业_ 机械类学号_ 222012322220171班级_ 2012级6班指导教师成绩_工程技术学院2014年7月目录1 牛头刨床机构简介 (3)2 拟定传动系统方案 (6)2.1传动系统的选择与设计 (5)2.1.1 主执行机构的设计计算 (6)2.2主执行机构运动简图的绘制 (8)2.2.1 主执行机构运动简图的绘制 (8)2.2.2 主执行机构的工作循环图 (8)2.3主执行机构的运动分析 (9)3 对主执行机构进行运动分析 (15)3.1速度分析 (15)3.1.1 曲柄的速度分析 (15)3.1.2 第二类II组的速度分析 (15)3.1.3 第三类II组的速度分析 (16)3.2加速度分析 (16)3.2.1 曲柄的加速度分析 (17)3.2.2 第二类II组的加速度分析 (17)3.2.3 第三类II组的加速度分析 (17)4 主执行机构的动态静力分析 (18)5 凸轮的设计································································································错误！未定义书签。
牛头刨床主运动机构方案设计
本题需要综合考虑牛头刨床的加工要求和机构设计要素，以下是一个可能的主运动机构方案设计：
1. 传动系统：由电机、齿轮传动组成。
电机提供动力，通过齿轮传动转化成旋转运动。
为了保证牛头刨床的加工精度，需要使用精密级别的齿轮传动。
2. 工作台：采用滑动式工作台。
工作台由导轨、枕头等部件构成，可以沿X、Y两向滑动，实现工件的移动。
3. 主轴系统：牛头刨床的主轴系统需要能够实现高精度的切削，所以需要采用精密的轴承系统和刀具装置。
主轴系统由主轴、轴承、电动刀架等组成。
4. 牛头系统：主要由牛头、滑块、限位器构成。
牛头可以沿Z
轴方向移动，实现对工件的切削。
滑块用于限制牛头的移动范围，保证加工精度。
限位器则起到保险作用，避免牛头过度移动，损坏工件或设备。
总体来说，牛头刨床的主运动机构设计需要注重精度和稳定性，同时考虑到加工和维护的实际操作。
需要根据具体的加工要求和设备条件，结合先进的技术和材料，来选择最佳的机构组合及相关部件。
9点牛头刨床课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解牛头刨床的基本结构、工作原理及功能；2. 学生掌握牛头刨床的操作步骤、加工流程及相关参数设置；3. 学生了解9点牛头刨床在机械加工中的应用及其重要性。
技能目标：1. 学生能够正确操作牛头刨床，完成指定零件的加工；2. 学生能够根据加工要求，合理选择切削用量，提高加工效率；3. 学生能够分析并解决牛头刨床加工过程中出现的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱机械加工专业，增强职业责任感；2. 培养学生严谨、细致的工作态度，提高安全意识；3. 培养学生团队协作精神，提升沟通与交流能力。
课程性质：本课程为机械加工专业课程，以实践操作为主，理论教学为辅。
学生特点：学生为中职二年级学生，已具备一定的基础知识和技能，但对牛头刨床的了解相对较少。
教学要求：结合学生特点，注重实践操作，强调理论知识与实际应用相结合，提高学生的综合能力。
通过本课程的学习，使学生能够熟练掌握牛头刨床的操作技能，为今后的工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 牛头刨床的基本结构：介绍牛头刨床的床身、刀架、工作台、滑枕等主要部件的结构及功能；2. 牛头刨床的工作原理：讲解牛头刨床的切削原理、运动关系及其加工特点；3. 牛头刨床的操作步骤：详细讲解牛头刨床的启动、加工、停止等操作流程；4. 牛头刨床的加工参数设置：介绍切削速度、进给量、切削深度等参数的设置原则及方法；5. 牛头刨床的加工应用：分析9点牛头刨床在机械加工中的应用案例，强调加工技巧及注意事项；6. 牛头刨床的维护与保养：讲解牛头刨床的日常维护、保养方法及故障排除。
教材章节关联：《机械加工技术》第五章第三节“牛头刨床加工”。
教学进度安排：1. 第1课时：牛头刨床的基本结构及工作原理；2. 第2课时：牛头刨床的操作步骤及加工参数设置；3. 第3课时：牛头刨床的加工应用及案例分析；4. 第4课时：牛头刨床的维护与保养。
教学内容注重理论与实践相结合，强调操作技能的培养，使学生在掌握基本知识的基础上，提高实际操作能力。
机械原理课程设计编程说明书设计题目: 牛头刨床的设计及运动分析（1）指导老师: 席本强, 郝志勇设计者: 迟宇学号: **********班级: 液压09-1班2011年6月30号辽宁工程技术大学机械原理课程设计任务书五、要求:1）作机构的运动简图（A4或A3图纸）。
2）用C语言编写主程序调用子程序, 对机构进行运动分析, 并打印出程序及计算结果。
3）画出导轨4的角位移, 角速度, 角加速度的曲线。
4）编写设计计算说明书。
指导教师:开始日期: 2010年6月26日完成日期: 2010年6月30日目录1.设计要求及参数 (1)2.数学模型 (2)3.程序框图 (4)4.程序清单及运行结果 (5)5.设计总结 (14)6.参考文献 (14)一、设计要求及参数已知: 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所作圆弧的平分线上, 数据见下表要求:（1）作机构的运动简图（2）用C语言编写主程序调用子程序, 对机构进行运动分析, 动态显示, 并打印程序及运算结果。
（3）画出导轨4的角位移Ψ, 角速度Ψ’, 角加速度Ψ”。
（4）编写设计计算说明书二、数学模型如图四个向量组成封闭四边形, 于是有0321=+-Z Z Z按复数式可以写成a （cos α+isin α）-b(cos β+isin β)+d(cos θ3+isin θ3)=0（1）由于θ3=90º, 上式可化简为a （cos α+isin α）-b(cos β+isin β)+id=0（2）根据（2）式中实部、虚部分别相等得acos α-bcos β=0(3)asin α-bsin β+d=0(4)(3)(4)联立解得 β=arctan acosaasinad + (5)b=2adsina d2a 2++ (6)将（2）对时间求一阶导数得ω2=β’=baω1cos(α-β)(7)υc =b ’=-a ω1sin(α-β)(8)将（2）对时间求二阶导数得ε3=β”=b1[a ε1cos(α-β)- a ω21sin(α-β)-2υc ω2] (9)a c =b ”=-a ε1sin(α-β)-a ω21cos(α-β)+b ω22(10)ac 即滑块沿杆方向的加速度, 通常曲柄可近似看作均角速转动, 则ε1=0。
设计题目：牛头刨床附图1：导杆机构的运动分析与动态静力分析附图2：齿轮机构的设计目录一.设计题目…………………………….……………………. .4二. 牛头刨床机构简介……………………………….………. .4三.机构简介与设计数据……………………………………. .. .5四. 设计内容…………….………………………….…………. .6五. 体会心得 (14)一、设计题目：牛头刨床1.）为了提高工作效率，在空回程时刨刀快速退回，即要有急回运动，行程速比系数在1.4左右。
2.）为了提高刨刀的使用寿命和工件的表面加工质量，在工作行程时，刨刀要速度平稳，切削阶段刨刀应近似匀速运动。
3.）曲柄转速在64r/min,刨刀的行程H在300mm左右为好，切削阻力约为9000N，其变化规律如图所示。
二、牛头刨床机构简介牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图4-1。
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5H的空刀距离，见图4-1，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。
三、机构简介与设计数据3.1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。
机械原理课程设计题目
牛头刨床设计
一、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。
刨头右行时，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0.05H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)
d）
图1
二、设计数据见表1和表2
表1
方案 1 2 3 4 5 6 7 8 9
导杆机构运动分析转速n2（r/min）48 49 50 52 50 48 47 55 60 机架l O2O4(mm) 380 350 430 360 370 400 390 410 380 工作行程H(mm) 310 300 400 330 380 250 390 310 310 行程速比系数K 1.46 1.40 1.40 1.44 1.53 1.34 1.50 1.37 1.46 连杆与导杆之比
l BC/ l O4B
0.25 0.3 0.36 0.33 0.3 0.32 0.33 0.25 0.28
表1
方案10 11 12 13 14 15
导杆
机构
运动
分析
转速n2（r/min）60 50 55 49 50 48
机架l O2O4(mm) 400 450 430 360 400 400
工作行程H(mm) 310 300 300 300 380 300
行程速比系数K 1.46 1.40 1.40 1.44 1.50 1.50
连杆与导杆之比
l BC/ l O4B
0.3 0.36 0.3 0.25 0.36 0.3
表2
方案
导杆机构的动态静力分析
l O4S4x S6y S6G4G6P y p J S4 mm N mm kg.m2
1，2，3 0.5l O4B240 50 200 700 3500 80 1.1 4，5，6 0.5l O4B200 50 220 800 4500 80 1.2 7，8，9 0.5l O4B180 40 220 620 4000 100 1.2 10，11，12 0.5l O4B220 50 250 750 3000 80 1.3 13，14，15 0.5l O4B260 50 240 850 4500 100 1.3
表3
三、设计内容及要求
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x x -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）。
提示：如果所给数据不方便作图可稍微改动数据，但各组数据应该一致，并列出改动值。
5. 每组最后根据汇总数据画出一份刨头的位移、速度、加速度线图以及平衡力矩的变化曲线。
(可电脑绘图) 6、飞轮设计
根据表3中机器运转的不均匀系数δ，具有定传动比的各构件的转动惯量1O J 、2O J 、
O J '、O J ''，曲柄(飞轮安装在曲柄轴上)的转速2n 及某些齿轮的参数1z 、0''z 、1'z 。
由动态
静力分析所得的平衡力矩b M ，驱动力矩为常数，进行飞轮计算。
7. 每人编写设计说明书一份。
写明组号，对应曲柄的角度位置（编号）。
分组情况说明：
1. 6人一组数据，每人分析2个对应位置（如1、7；2，8；3、9；….）的速度、加速度和动态静力分析，要画出该位置对应的机构简图，其他图形都与其对应，并严格按比例画图。
2. 分组可自由组合，要方便统计数据，且第2步的尺寸设计结果要统一。
四、方案设计举例
牛头刨床的主传动机构的原动件是曲柄；从动件为刨头(滑块),行程中有急回特性；机构应有较好的动力特性。
要满足这些要求，用单一的四杆机构是难以实现的。
下面介绍几种仅供参考。
1、如图2所示，牛头刨床的主传动机构采用导杆
机构、连杆滑块机构组成的6杆机构。
采用导杆机构，
滑块与导杆之间的传动角γ始终为90o，且适当确定
构件尺寸，可以保证机构工作行程速度较低并且均匀，
而空回行程速度较高，满足急回特性要求。
适当确定
刨头的导路位置，可以使压力角α尽量小。
图 2
2、如图3所示，牛头刨床的主传动机构采用凸轮机构和摇杆滑块机构。
适当选择凸轮运动规律，设计出凸轮廓线，可以实现刨头的工作行程速度较低，而返回行程速度较高的急回特性；在刨头往复运动的过程中，避免加减速度的突变发生(采用正弦加速度运动规律)。
刨刀切削工件时，受到较大的切削阻力作用，空程返回时无切削力作用，只须克服惯性力及运动副摩擦阻力。
凸轮机构为高副机构，不宜承受较大的载荷。
3、如图4所示，牛头刨床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。
导杆机构如1中所述，扇形齿轮、齿条机构具有精确的传动比，能够承受较大的载荷。
扇形齿轮的加工，要求保证一定的精度，工艺上的难度大一些；且扇形齿轮、齿条的中心距要求较高。
图 3 图 4
其它设计方案可由学生自行构思。
附加题目：（选做）
可根据设计指导书，自行设计某种简单机构的运动方案，如洗瓶机，剥豆机，自动打印机等等。
