牛头刨床设计计算说明书

之五兆芳芳创作学校：河南大学班级：专业：机制学号：指导老师：目录一、课程设计任务书21.任务原理及工艺动作进程22．原始数据及设计要求3二、设计说明书41．画机构的运动简图42.对位置4点进行速度阐发和加快度阐发63．对位置9点进行速度阐发和加快度阐发9速度阐发图：104.对位置9点进步履态静力阐发12心得体会15谢辞16参考文献17一、课程设计任务书1.任务原理及工艺动作进程牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床.刨床任务时,如图(1-1）所示，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，称任务行程，此时要求速度较低并且均匀；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.为此刨床采取有急回作用的导杆机构.刨头在任务行程中，受到很大的切削阻力，而空回行程中则没有切削阻力.切削阻力如图(b）所示.(b)2．原始数据及设计要求Y图（1-1）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、加快度多边形以及刨头的运动线图.以上内容与前面动态静力阐发一起画在1号图纸上.二、设计说明书1．画机构的运动简图1、以O4为原点定出坐标系，按照尺寸辨别定出O2点，B点，C点.确定机构运动时的左右极限位置.曲柄位置图的作法为：取1和8’为任务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标的目的将曲柄圆作12等分的位置（如下图）.图1-2取第I计划的第4位置和第9位置（如下图1-3）.图 1-32. 对位置4点进行速度阐发和加快度阐发（a ） 速度阐发 取速度比例尺l μ=mmsm001.0对A 点：4A V = 3A V + 34A A V 标的目的：4BO ⊥A O 2⊥ //B O 4 大小： ？ √ ？4A V =l μ⨯4pa =sm mm mm s m673239.0239.673001.0=⨯ 4ω=AO A l V 44=sr mm sm38431.1486334.0673239.0=34A A V =l μ43a a l =s m mm mm s m156326.0326.156001.0=⨯ V 5B = V 4B =4ω⨯B O l 4=sm 747530.0对于C 点：C V = B V + CB V 标的目的： //'XX B O 4⊥BC ⊥ 大小： ？ √ ？C V =l μ⨯pc l =mms m001.0s m mm 749708.0708.749=⨯ CB V =l μ⨯bc l =mmsm001.0sm mm 0490895.00895.49=⨯ 5ω=bcl CBl u V =s r 363626.0 速度阐发图：图 1-4(b)加快度阐发 选取加快度比例尺为a μ=mmsm 2001.0对于A 点：4A a = n A a 4 + t A a 4 = 3A a + k A A a 34 + 34r A A a 标的目的：A→4O B O 4⊥ A→2O B O 4⊥//B O 4大小： √ ？ √√ ?由于3A a =22ωA O l 2=234263.4smK A Aa 34=24ω34A A V =2432808.0s mn A a 4=24ωA O l 4=2931975.0s m 已知，按照加快度图1-5可得：t A a 4=a μ''a n l =2549416.0sm ， r A A a 34=a μ''a k l =2298112.3s m .4A a =24ωB O l 4=2081866.1sm ,5ω=CB V /BC l s r .另外还可得出：B a =4A a ⨯AO B O l l 44=2201248.1s mn CBa =25ωBC l =201785.0s m对于C 点C a =B a +n CBa + tCB a 标的目的：//'XX B→4O C→B BC ⊥大小： ？√√ ？由nCBa =25ω⨯BC l = 201785.0sm ,B a =4A a ⨯AO B O l l 44=2201248.1s m 已知，按照按照加快度图可得：C a =a μ''c p l =2617683.0sm ，t CB a =a μ'''c n l =29942344.0s m加快度阐发图：图 1-53．对位置9点进行速度阐发和加快度阐发（a ） 速度阐发 取速度比例尺l μ=mmsm001.0对A 点：4A V = 3A V + 34A A V 标的目的：4BO ⊥A O 2⊥ //B O 4 大小： ？ √ ？4A V =l μ⨯4pa =sm mm mm s m3289949.09949.328001.0=⨯ 4ω=AO A l V 44=sr mmsm 044034.1315119.03289949.0= 34A A V =l μ43a a l =s m mm mm s m60782497.082497.607001.0=⨯ V 5B = V 4B =4ω⨯B O l 4=sm 56377824.0对于C 点：C V = B V + CB V 标的目的： //'XX B O 4⊥BC ⊥大小： ？ √ ？C V =l μ⨯pc l =mms m001.0sm mm 5518355.08355.551=⨯ CB V =l μ⨯bc l =mmsm001.0s m mm 1436768.06768.143=⨯ 5ω=bcl CBl u V =s r 06427.1 速度阐发图：图 1-6(b)加快度阐发 选取加快度比例尺为a μ=mmsm 2001.0对于A 点：4A a = n A a 4+ t A a 4 = 3A a + k A A a 34 + 34r A A a 标的目的： A→4O B O 4⊥ A→2O B O 4⊥ //B O 4大小： √ ？ √√ ?由于3A a =22ωA O l 2=234263.4smKA A a 34=24ω34A A V =226918.1s mn A a 4=24ωA O l 4=24818.343.0s m 已知，按照加快度图1-7可得：t A a 4=a μ''a n l =25498973.2sm ， r A A a 34=a μ''a k l =24106178.2s m4A a =24ωB O l 4=257293.2s m另外还可得出：B a =4A a ⨯AO B O l l 44=24090669.4s mn CBa =25ωBC l =2152911.0s m对于C 点C a = B a + n CBa + tCB a 标的目的：//'XX B→4O C→B BC ⊥大小： ？ √√ ？由nCBa =25ω⨯BC l = 2152911.0sm ,B a =4A a ⨯AO B O l l 44=24090669.4s m 已知，按照按照加快度图可得：C a =a μ''c p l =2247506.4sm ，t CB a =a μ'''c n l =25366925.0s m加快度阐发图：图 1-74. 对位置9点进步履态静力阐发取“9”点为研究对象，别离5、6构件进交运动静力阐发，作阻力体如图1─8所示.图 1-8已知G6=700N ，又ac=ac5=4.2475055m/s2,那么我们可以计较设45R F 与水平导轨的夹角为α，可测得α的大小为2.6456785由0cos 456=-=∑αR I XF F F,∑=-+=0sin 6456G F F FR R Yα可计较出717328.30345=R F , 98071.6856=R F 别离3,4构件进交运动静力阐发，杆组力体图如图1-9所示图 1-9已知： FR54=FR45=303.717328N ，G4=200Nm N J M S I /901.8091855.81.1444=⨯-=⨯-=α按照∑=⨯-+⨯+⨯+⨯=0423435424144h F M h F h F h G MR I R I O ，其中1h ，2h ，3h ，4h 辨别为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 =609.753093N.作力的多边形如图1-10所示图 1-10由图1-10可得：4I R F = 250.04 N对曲柄2进交运动静力阐发，作组力体图如图1-11所示，图 1-1132R F 作用于2O所以曲柄上的平衡力矩为：m N h F M R /0924.1332=⨯=，标的目的为逆时针.心得体会美丽的花朵必须要通过辛勤的汗水浇灌.有开花才有结果,有支出才有收获.通过几天日日夜夜的斗争，在老师亲切地指导下，在同学们的密切配合下，当然也有自己的努力和辛酸,这份课程设计终于完成了,心里无比的欢快,因为这是我们努力的结晶.在这几天中，我有良多的体验，同时也有我也找到许多的毛病，仅就计较机帮助画图而言，操纵的就远远不敷熟练，专业知识也不克不及熟练应用.但是通过这次实践设计，我觉得我有了很打的提高.其次，通过这次设计我学会了查找一些相关的东西书，并初步掌握了一些设计数据的计较办法；再次，自己的计较机画图水平也有了一定的提高，并对所学知识有了进一步的理解.当然，作为自己的第一次设计，其中肯定有太多的缺乏，希望在今后的设计中，能够得到更正，使自己日益臻于成熟，专业知识日益深厚.我在这次设计中感应了协作的力量，增强了自己的团队精神.这将使我受益终生.“功到自然成.”只有通过不锻炼,自己才干迎接更大的挑战和机会,我相信我自己一定能够在锻炼成长.谢辞本论文是在李老师亲自指导下完成的.导师在学业上给了我很大的帮忙，使我在实验进程中避免了许多无为的任务.导师一丝不苟、严谨认真的治学态度，精益求精、诲人不倦的学者风采，以及正直无私、磊落大度的崇高品格，更让我明白许多做人的道理，在此我对老师暗示衷心的感激！参考文献4.《机械原理教程.》申永胜主编. 北京：清华大学出版社， 19995.《机械原理》邹慧君等主编，初等教育出版社，19996.《连杆机构》伏尔默J主编，机械产业出版社7.《机构阐发与设计》华大年等主编，纺织产业出版社8.《机械运动计划设计手册》邹慧君主编，上海交通大学出版社9.《机械设计>>吴克坚，于晓红，钱瑞明主编. . 北京：初等教育出版社，200310.《机械设计>>.龙振宇主编. 北京：械产业出版社，200211. 《机械设计根本（第四版）》杨可桢，程光蕴主编. . 北京：初等教育出版社，199912.《机械设计根本（下册）》张莹主编.. 北京：机械产业出版社， 199713.《机械设计（机械设计根本Ⅱ）》周立新主编. . 重庆：重庆大学出版社， 199614.《机械系统设计》朱龙根，黄雨华主编. 北京：机械产业出版社， 199015.《机械设计学》黄靖远，龚剑霞，贾延林主编. 北京：机械产业出版社， 199916.《机械设计手册》徐灏，第二版. 北京：机械产业出版社， 200017.《设计办法学》黄纯颍主编，机械产业出版社18.《机械传动设计手册》江耕华等主编，煤炭产业出版社19. 《机械原理》（第六版）孙桓等主编初等教育出版社20.《机械原理课程设计指导书》罗洪田编著初等教育出版社21.《机械原理教学大纲》制定人张荣江22. 机械原理郑文经吴克坚等主编。

吉林大学设计计算说明书设计题目：牛头刨床机械科学与工程学院机械工程及自动化专业机械410507班41050705号设计者：指导教师：2007年3月10日目录1 设计题目 (3)1.1 工作原理 (3)1.2 设计要求 (3)1.3 设计内容 (3)2 设计计算过程 (3)2.1 传动方案的拟定与分析 (3)2.2 选择电动机 (4)2.3 机械系统运动和动力参数计算 (5)2.4带传动的设计计算 (6)2.5高速级斜齿轮传动的设计计算 (8)2.6低速级斜齿轮传动的设计计算 (11)2.7 三轴的设计计算及校核 (16)2.8 滚动轴承的选择计算 (20)2.9 键联接的选择及验算 (25)2.10 联轴器的选择 (27)2.11 箱体设计 (27)2.12 润滑方式和密封装置的选择 (27)3 设计小结 (28)3.1 课程设计的体会 (28)3.2 设计的优缺点 (28)3.3 设计的改进意见 (28)4 参考文献 (28)设计计算说明书图1图22 选择轴的材料轴的材料选45钢，调质处理。

由《机械设计》表8-1查得，MPa b 640=σ，MPa s 355=σ，MPa 2751=-σ，MPa 1551=-τ，MPa 60][1=-σ。

由表8-3，取1100=A3 输出轴的功率kW P 39.33=、转速m in /99.493r n =，转矩mm N T ⋅=6476203 图3F F F H t H 591912=-=垂直面支反力d F M a a ⨯==1733212211)(M L L F a V =++L L M L F F a r V 2121=+-=F F F V r V 224512=-=图4L L L L L F F Q H )(323211+-++=F F F F Q R H H 78812=-+=垂直方向支反力3321)(L F L L F t V =+F F t A 6177tan 11==βF F t A 2579tan 22==β水平面支反力)(3211F L L L F H +++L L L L L F F t H )(213211++-+=F F F F t H t H 2112--=垂直方向支反力)(3211+++-V L L L F L L L F F R V )(13211+++=N F F F H t H 591912=-=垂直面支反力d F M a a ⨯⨯==21817332122211)(L F M L L F r a V =++L L M L F F a r V 2.6515022452121⨯=+-=N F F F V r V 224512=-=合成支反力F F F H V r 68521211=+=F F F H V r 156022222=+=。

1、课程标题与目的1.1．课程标题 ----------------牛头刨床机构的课程设计1.2．课程设计目的1、学会机械运动简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合的能力。

4、培养学生进行机械创新设计的能力。

2、设计内容及要求2.1、设计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矩曲线。

根据上述得到的数据，确定飞轮的转动惯量JF。

2.2、机器的工艺功能要求1、刨削尽可能为匀速，并要求刨刀有急回特性。

2、刨削时工件静止不动，刨刀空回程后期工件作横向进给，且每次横向进给量要求相同，横向进给量很小并且随工件的不同可调。

3、工件加工面被抛去一层后，刨刀能沿垂直工件加工面方向下移一个切削深度，然后工件能方便地作反方向间歇横向进给，且每次进给量仍然要求相同。

4、原动机采用电动机。

3、机器运动方案简图的拟定3.1、机器工艺动作分解及要求根据机器的工艺功能要求，其工艺动作分解如下：1、刨刀的切削运动：往复移动，近似均匀，具有急回特性。

2、工件的横向进给运功：间歇运动，每次移动量相同，在刨刀空回程后期完成移动，要求移动量小且调整容易。

工件刨去一层之后能方便地作反向间歇横向移动进给，同样要求反向进给量每次相同且易调整。

3、刨刀的垂直进给运动：间歇移动，工件刨去一层之后刨刀下移一次，移动量调整方便。

3.2、机器运动循环图图3-1 直线式工作循环图图3-2 圆周式工作循环图3.3三个执行机构的选型：3.3.1刨刀的切削运动按照原始条件，原动机采用电动机，电机转子的回转运动经过减速传动装置后再传给刨刀切削运动的执行机构，所以它应具备回转运动转换成双向移动的功能，常用于实现这一功能的执行机构有以下几种：1、移动从动件凸轮机构：一般凸轮作为主动件，做连续回转运动或平移运动，其轮廓曲线的形状取决于从动件的运动规律。

机械原理课程设计（一）设计计算说明书设计题目: 牛头刨床主传动机构设计设计者：指导教师：年月日一、设计任务书1.1设计题目设计的题目：牛头刨床的主传动结构的设计。

(a) (b)图1-1a牛头刨床主传动机构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工。

如图1-1。

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，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的空刀距离)，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。

1.2设计要求1.2.1功能上要求:(1)电机连续回转，而刨头往复移动，因此需要将旋转运动转化为直线运动；(2)电机的高速转动降低为刨头的较低速移动，需要减速；(3)在刨头工作过程中，切削阻力变化较大，需要调节速度波动；(4)刨头切削时还需要实现进给运动。

1.2.2性能上要求:(1)在工作行程时，要速度较低并且均匀，以减少电动机容量和提高切削质量；(2)在回程时速度要高，提高生产率。

机械原理牛头刨床课程设计说明书【课程设计说明书】机械原理牛头刨床一、设计要求设计一台工业用牛头刨床，实现对工件的加工和修整。

具体要求如下：1. 切削平面尺度：500mm×300mm；2.设计应符合牛头刨床机床的常见设计规范，确保机床的稳定性和可靠性；3.确定合适的传动方式，保证工作台的运动平稳、精度高；4.配备适用于牛头刨床的刀具，并设计合理的刀具固定装置；5.设计合适的工作台升降装置，以便对工件进行修整和加工；6.需要制作完整的设计图纸，包括总装图、零件图、工艺图、总体尺寸图等。

二、设计方案1.结构设计：本设计采用C型床身结构，床身采用优质铸铁材料，具有足够的刚性和稳定性。

设计采用铸造床身而非焊接结构，以确保床身的牢固性和寿命。

2.传动方式：采用液压传动和滚珠丝杠传动相结合的方式，保证牛头刨床的刨削平稳性和精确度。

使用液压缸控制工作台的下行速度，滚珠丝杠传动确保工作台的升降精度。

3.刀具固定装置：设计使用可调节的夹具和刀架装置，以便进行不同尺寸工件的加工。

采用刀架的固定方式，提高切削精度和稳定性。

4.工作台调整装置：使用螺杆和手柄的组合进行工作台的调整和锁定，确保工作台的位置在切削过程中保持稳定。

三、关键技术分析1.床身结构设计：床身是整个牛头刨床的基础，需要具备足够的刚性和稳定性。

采用C型床身结构可以有效避免因切削过程中产生的振动对加工质量的影响。

2.传动系统设计：液压传动和滚珠丝杠传动结合，确保切削平稳和升降精度。

液压系统可根据切削要求调节下行速度，滚珠丝杠传动可以精确控制工作台的升降位置。

3.刀具固定方式设计：可调节的夹具和刀架结合，使得牛头刨床可以适应不同尺寸工件的加工。

刀架的固定方式可以提高切削精度和稳定性。

4.工作台调整装置设计：使用螺杆和手柄的组合进行工作台的调整和锁定，使得工作台的位置在切削过程中保持稳定。

确保工件加工精度和切削平面的平整。

四、设计结果经过详细设计和计算，本课程设计的机械原理牛头刨床满足设计要求，具备较高的稳定性、精确度和操作性。

中南大学CENTRAL SOUTH UNIVERSITY课程设计题目：牛头刨床的设计学生姓名： + + + 学院：机电工程学院专业班级：机械++++ 班完成时间： 7月10日指导老师： + + +目录一、设计步骤............................................................................................................. - 2 -二、课程设计的性质、目的和任务 .................................................................. - 2 -三、机械原理课程设计的内容和方法.............................................................. - 2 -四、设计任务分配 ................................................................................................... - 3 -五、设计原始数据 ................................................................................................... - 3 -六、设计内容............................................................................................................. - 4 -七、机构工艺动作分解及运动循环图.............................................................. - 5 -八、杆件机构的分析............................................................................................... - 6 -1.速度分析：........................................................................................ - 6 -2.加速度分析：.................................................................................... - 8 -3.导杆结构的力分析............................................................................ - 9 -九、小组成员数据及其绘制的曲线 ................................................................ - 11 -十、飞轮转动惯量的计算 ................................................................................... - 12 - 十一、电动机的选择与确定 ................................................................................... - 14 - 十二、凸轮机构的设计............................................................................................. - 17 - 十三、参考文献........................................................................................................... - 21 - 十四、心得体会........................................................................................................... - 21 -一、设计步骤（1）确定扭头刨床工作原理。

机械原理课程设计说明书牛头刨床一、设计题目牛头刨床的机械原理设计二、设计目的本次课程设计的目的是通过对牛头刨床的设计，深入理解机械原理中机构的运动和动力传递，掌握机械设计的基本方法和步骤，提高分析和解决实际工程问题的能力。

三、原始数据及设计要求1、刨削行程长度：＿___mm2、刨削速度：＿___m/min3、行程速比系数：＿___4、刨刀工作行程时的平均切削力：＿___N5、刨刀空行程时的平均阻力：＿___N设计要求：1、绘制机构运动简图。

2、对机构进行运动分析和动力分析。

3、确定电动机的功率和转速。

4、设计主要零部件的结构尺寸。

四、机构的选择和工作原理牛头刨床通常采用曲柄摇杆机构来实现刨刀的往复直线运动。

其工作原理是：电动机通过皮带传动将动力传递给飞轮，飞轮带动曲柄旋转，曲柄通过连杆带动摇杆摆动，摇杆与滑枕相连，从而使滑枕带动刨刀作往复直线运动。

五、运动分析1、位移分析设曲柄长度为 r，连杆长度为 l，摇杆长度为 a，偏距为 e。

以曲柄转角φ 为自变量，根据几何关系可以得到摇杆的摆角θ 和滑枕的位移 s 的表达式。

2、速度分析对位移方程求导，可以得到摇杆的角速度ω 和滑枕的速度 v 的表达式。

3、加速度分析对速度方程求导，可以得到摇杆的角加速度ε 和滑枕的加速度 a 的表达式。

六、动力分析1、工作阻力分析根据刨削工艺要求，确定刨刀在工作行程和空行程中的阻力变化规律。

2、惯性力分析计算各构件的质量和转动惯量，根据加速度分析结果计算惯性力。

3、平衡分析考虑惯性力和工作阻力，对机构进行平衡分析，以减小振动和冲击。

七、电动机的选择1、计算工作功率根据刨削力和刨削速度，计算刨削工作所需的功率。

2、考虑传动效率考虑皮带传动、齿轮传动等的效率，计算电动机所需的输出功率。

3、选择电动机根据所需功率和转速，选择合适的电动机型号。

八、主要零部件的设计1、曲柄和连杆的设计根据受力情况和运动要求，确定曲柄和连杆的材料、尺寸和结构形式。

机械设计基础I课程设计说明书设计题目：牛头刨床传动机构设计及其运动分析延陵学院班级06机Y3学号06123127设计者张小丹指导教师黄秀琴2009年2月设计目录1.机构运动简图及原始数据和要求 (3)2.设计过程及主要计算结果 (4)3.计算原程序及注释 (4)4.程序运行结果及图表分析 (6)5.运行结果的图表分析 (7)6.图解法检验 (8)7.小结 (9)8.参考文献 (10)（1）机构运动简图及原始数据和要求：牛头刨床传动机构示意图：原始数据：（2）设计过程及主要计算结果：由K=（180°+θ）/（180°-θ）=1.65 得：θ=180°·(K-1)/（K+1）=44.15°由α=（180°-θ）/2=67.92°及cosα= O2A/O2O3 得：O2A=131.54㎜由sin(90°-α)=0.5H/O3B 得：O3B=665.20㎜又由机构分析得S=-Lo3b*sin(j2)w1=2*PI*n1/(60)w2=w1*z1/z2w3=Lo2a*w2*cos(j1-j2)/Lo3aV=-w3*Lo3b*cos(j2)Va=-Lo2a*w2*sin(j1-j2)aj=-(2*Va*w3+Lo2a*w2*w2*sin(j1-j2))/Lo3aat=Lo3b*aj*cos(j2)an=Lo3b*w3*w3*sin(j2)a=an-at可得出机构刨刀滑枕位移s速度v及加速度a。

（3）计算原程序及注释：#include <math.h>#include <stdio.h>#define PI 3.1415926int i;floatn1=230,m=6,z1=15,z2=55,L1=176,H=500,K=1.65,L2=360,Lo23=350,Lo3b=665.20,Lo2a=131.54 ;/*定义参数*/float j1,j2,tanj2,S,Lo2a,Lo3b,Lo3a,w1,w2,w3,V,Va,aj,at,an,a;/*定义变量(这里设O3A与Y轴夹角为角1,O3A与Y轴夹角为角2)*/PRINT(float j1){ FILE *fp;fp=fopen("d:\\NTB5.txt","a");tanj2=(Lo2a*sin(j1))/(Lo23+Lo2a*cos(j1));j2=atan(tanj2); /*求解角2*/Lo3a=sqrt((Lo23+Lo2a*cos(j1))*(Lo23+Lo2a*cos(j1))+(Lo2a*sin(j1))*(Lo2a*sin(j1)));S=-Lo3b*sin(j2);w1=2*PI*n1/(60);w2=w1*z1/z2;w3=Lo2a*w2*cos(j1-j2)/Lo3a; /*求解O1.O2.O3角速度*/V=-w3*Lo3b*cos(j2); /*求解刨刀速度*/Va=-Lo2a*w2*sin(j1-j2); /*滑块A的法向速度*/aj=-(2*Va*w3+Lo2a*w2*w2*sin(j1-j2))/Lo3a; /*滑块A的法向加速度*/at=Lo3b*aj*cos(j2); /*滑块B的切向加速度*/an=Lo3b*w3*w3*sin(j2); /*滑块B的法向加速度*/a=an-at; /*刨刀的加速度*/printf("%2d%12.3f%16.3f%16.3f%16.3f\n",i,j1/PI*180,S,V,a);fprintf(fp,"%2d%12.3f%18.3f%18.3f%18.3f\n",i,j1/PI*180,S,V,a);fclose(fp);}main(){ FILE *fp;if((fp=fopen("d:\\NTB5.txt","w+"))==NULL)exit(0);printf(" NO:\t j1\t\t S\t\t V\t\t a\n\n");for(j1=0,i=1;j1<=2*PI;j1=j1+(10*PI/180),i++) /*随角1变化定义循环*/{ PRINT(j1);if(i%20==0)system("pause");}fclose(fp);system("pause");}（4）程序运行结果及图表分析：系列角度位移 (mm) 速度(mm/s) 加速度(mm/s2)1 0.000 -0.000 -1193.611 0.0002 10.00 -31.649 -1186.250 554.7743 20.000 -62.906 -1164.052 1118.3854 30.000 -93.372 -1126.651 1700.9965 40.000 -122.636 -1073.379 2315.6086 50.000 -150.262 -1003.161 2979.9417 60.000 -175.780 -914.367 3718.9078 70.000 -198.666 -804.569 4567.8339 80.000 -218.318 -670.223 5576.40110 90.000 -234.020 -506.229 6812.47911 100.00 -244.894 -305.427 8362.83612 110.000 -249.840 -58.197 10322.22013 120.000 -247.470 247.287 12750.26814 130.000 -236.077 622.807 15555.74415 140.000 -213.705 1073.216 18256.81816 150.000 -178.519 1581.651 19648.85917 160.000 -129.655 2088.243 17756.87318 170.000 -68.554 2480.597 10913.57619 180.000 -0.000 2631.014 0.02620 190.000 68.554 2480.598 -10913.53421 200.000 129.655 2088.246 -17756.85522 210.000 178.519 1581.653 -19648.86323 220.000 213.705 1073.218 -18256.82824 230.000 236.077 622.808 -15555.75325 240.000 247.470 247.288 -12750.27626 250.000 249.840 -58.196 -10322.22627 260.000 244.894 -305.427 -8362.84128 270.000 234.020 -506.229 -6812.48329 280.000 218.318 -670.223 -5576.40430 290.000 198.666 -804.568 -4567.83631 300.000 175.780 -914.366 -3718.91032 310.000 150.262 -1003.161 -2979.94433 320.000 122.636 -1073.379 -2315.61034 330.000 93.373 -1126.651 -1700.99835 340.000 62.906 -1164.052 -1118.38736 350.000 31.649 -1186.250 -554.77637 360.000 0.000 -1193.611 -0.002 （5）运行结果的图表分析：（6）图解法检验：取3个位置分别为α1=0°,90°, 40°,分别用图解法求位移，速度，加速度，如图，经检验，所得结果与上述结果在允许误差范围内一致，故结果正确。

一、设计题目与原始数据1．题目：牛头刨床的综合设计与分析2．原始数据：刨头的行程 H=550mm 行程速比系数 K=机架长 LO2O3=400mm质心与导杆的比值 LO3S4/LO3B=连杆与导杆的比值 LBF /LO3B=刨头重心至F点距离 XS6=160mm导杆的质量 m4=15 Kg刨头的质量 m6=58 Kg导杆的转动惯量 JS4= Kgm切割阻力 FC=1300N切割阻力至O2的距离 YP=175mm构件2的转速 n2=80 rpm 许用速度不均匀系数 [δ]=1/40齿轮Z1、Z2的模数 m12=15 mm小齿轮齿数 Z1=18大齿轮齿数 Z2=46凸轮机构的最大摆角φmax=16º凸轮的摆杆长 LO4C=140mm凸轮的推程运动角δ=60º凸轮的远休止角δ01=10º凸轮的回程运动角δ'=60º凸轮机构的机架长 Lo2o4=150mm凸轮的基圆半径 ro=55mm凸轮的滚子半径 rr=15mm二、牛头刨床示意图图1 三、导杆机构设计1、已知：行程速比系数 K= 刨头的行程 H=550mm 机架长度 L O2O3=400mm 连杆与导杆的比 L BF /L O3B =2、各杆尺寸设计如下 A 、求导杆的摆角：ψmax =180°×（K-1）/（K+1）=180°×（）/（+1）=°B 、求导杆长：L O3B1=H/[2sin （ψmax /2）]=550/[2sin （°/2）]=776mmC 、求曲柄长：L O2A =L O2O3×sin （ψmax /2）=400×sin21°=142mm D 、求连杆长：L BF =L O3B ×L BF /L O3B =776×=233mm E 、求导路中心到O 3的距离：L O3M =L O3B -L DE /2=L O3B {1-[1-cos(ψmax /2)]/2}=750mm F 、取比例尺： μL =0.005m/mm在1#图纸中央画机构位置图，机构位置图见1#图纸。

0.05H0.05HH SF maxF图1 刨刀阻力曲线图2 牛头刨床系统图设计计算与说明主要结果主执行机构分析：之所以选择此方案，是因为它的最大压力角比较小，不会出现压力角为90°的情况，不会出现死点。

此外，它是一个Ⅱ级基本杆组，并且结构简单，构件数和运动副数目都比较少。

由左右极限位置处假设曲柄与摇杆垂直，由行程比系数K=1.4,可知极位夹角θ=30°，进而可算出在两极限位置摇杆所夹锐角为30°，又中心距AC=350mm,可知曲柄的长度L AB=90.3mm。

再根据导杆DE与摇杆CD的比值为0.28，通过一系列假设验算，最后去导杆DE的长为：162.3mm，摇杆的为:579.6mm 原动机的选择：1.确定机构效率L AB=90.3mm L DE =162.3mm L y=800mmL CD=579.6mm L AC=350mmD1=100mm 副轮D2=200mm3.齿轮传动比：i’: i’=i0/i=9.6i'=(Z4*Z2)/(Z1*Z3)=9.6设计m=5,Z1=Z3=20,Z2=60,Z4=64各齿轮均为标准齿轮，标准安装。

凸轮机构的设计：1. 我们把基圆半径定为90mm，中心距定为180mm，目的是使得基圆半径不会超过AB的长度，即110mm，并且这样使得推程最大压力角较小。

此时的推程最大压力角为25.033°，回程最大压力角为34.957°。

使得最大压力角均在许用压力角范围内。

m=5,Z1=Z3=20, Z2=60,Z4=642. 推程角与回程角为60°，主要是考虑到刨刀回程为150°，则推程角与回城角之和不能超过150°。

摆动从动件盘形凸轮机构设计基本参数：1.凸轮基本参数：基圆半径 r b=90.000 mm滚子半径 r t=15.000 mm270 233.1 1.412 0.201 285 301.0 1.271 -4.103 300 357.3 0.963 -6.511 315 396.3 0.600 -6.819 330 417.7 0.264 -6.047 345 423.6 -0.017 -5.077 360 416.9 -0.245 -4.238图1 位移—转角曲线图图2 速度—转角曲线图图3 加速度—转角曲线图机械原理课程设计- 20 -。

机械原理课程设计牛头刨床说明书机械原理课程设计计算说明书设计题目：牛头刨床设计学校：xxx院（系）：机械工程学院班级：xxx姓名：xxx学号：xxx指导教师：xxx时间：2月25日至3月8日共两周2013年3月7日通过老师对牛头刨床的讲解，对牛头刨床各个构建的功能有了新一步的认识；目的是绘制出机械运动简图，选取方案二，通过数据绘制出第12和6’点位置机构运动简图，使得整个运动得以更客观的呈现在我们面前，对以后的设计有一个更好的概念；绘制运动线图t a t v t s ---,,，使得运动的数据更直观的表现出来，对整个运动周期的变化有更好的了解；对第12、6’点的速度、加速度分析，并且列出方程和画出速度多边形、加速度多边形，进而得出所要机构的运动随时间的变化；对12，6’两个位置的受力分析、画出力多边形，算出力矩（b M ），然后全班汇总；通过所给数据设计出凸轮，并且画出凸轮轮廓线；最后是飞轮转动惯量的计算。

目录一、设计（计算）说明书 (3)1.画机构的运动简图 (4)2.绘画机构运动线图 (4)3.机构运动分析 (4)(1)对位置12点进行速度分析和加速度分析 (4)(2)对位置6’点进行速度分析和加速度分析 (5)4.机构运动静力分析 (7)(1)对位置12点进行运动静力分析 (7)(2)对位置6’点进行运动静力分析 (8)5.画平衡力矩图（Me-ψ），力矩作功图(Ae-ψ），盈亏功图（△Ae- ψ)(此项画在一张A2号图纸上）二、摆动滚子从动件盘形凸轮机构的设计 (9)1.已知条件、要求及设计数据 (9)2.设计过程 (9)三、心得体会 (11)四、参考文献 (11)一、设计说明书(详情见牛头刨床A1号图纸)1．画机构的运动简图1、以O4为原点定出坐标系，根据尺寸分别定出O2点，B点，C 点。

确定机构运动时的左右极限位置。

曲柄位置图的作法为：取6’和20’为工作行程起点和终点所对应的曲柄位置，7’和18’为切削起点和终点所对应的曲柄位置，其余1、2、3…24等，是由位置1起，顺ω1方向将曲柄圆作24等分的位置（具体图像见任务书或牛头刨床A1号图纸）。

机械原理课程设计--牛头刨床设计说明书机械原理课程设计说明书牛头刨床设计说明书班级：学号:姓名:组别:指导老师：目录一概论 (3)1、设计目的 (3)2、设计任务 (3)3. 扭头刨床机构简介及工作原理 (3)二导杆机构的运动分析 (4)1、刨头位移线图 (11)2、速度分析 (6)三凸轮机构设计 (11)1、凸轮设计要求 (11)2、凸轮机构从动件位移、速度、加速度线图 (13)四齿轮机构设计 (14)1、齿轮设计要求 (14)2、齿轮计算 (15)3、绘制齿轮啮合区图 (18)五课程设计评价与分析六课程设计的心得体会 (18)七课程设计参考文献 (20)一、概论1.1机械原理课程设计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。

机械原理课程设计目的在于巩固和加深所学的理论知识，培养学生独立解决有关本课程实际问题的能力，使学生对于常用机构（连杆机构、凸轮机构和齿轮机构）设计和运动分析有比较完整的认识，。

以及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，进一步提高设计计算和解决工程技术问题的能力。

1.2机械原理课程设计任务及要求机械原理课程设计任务是对主体机构进行设计和运动分析，并根据给定机器的工作要求，在此基础上绘制凸轮、齿轮；或对各机构进行运动分析。

要求：1、学生根据设计任务在规定时间内完成1# 设计图一张，3# 设计图两张，设计说明书一份（20页左右）。

2、要求计算正确、作图规范，图面整洁，说明书步骤清晰有条理，书写端正。

1.3牛头刨床机构简介及工作原理1.3.1扭头刨床简介牛头刨床是刨削类机床中应用较广的一种。

它适合刨削长度不超过1000mm的中、小型零件。

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。

机械原理课程设计说明书设计题目：牛头刨床的设计机构位置编号：8 5方案号：III班级：2504100222姓名：秦璇学号：25041002222012年 1 月 10 日目录一、前言 (1)二、概述§2.1课程设计任务书 (2)§2.2原始数据及设计要求 (2)三、设计说明书§3.1画机构的运动简图 (3)§3.2导杆机构的运动分析 (4)§3.3导杆机构的动态静力分析8号点 (9)§3.4刨头的运动简图 (14)§3.5凸轮机构设计 (15)§3.6齿轮机构设计 (23)四、课程设计心得体会 (26)五、参考文献 (27)一〃前言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。

是培养学生机械运动方案设计、创新设计以及应用计算机对工程实际中各种机构进行分析和设计能力的一门课程。

其基本目的在于：⑴．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。

⑵. 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。

⑶. 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。

⑷. 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。

⑸. 培养学生综合运用所学知识，理论联系实际，独立思考与分析问题能力和创新能力。

机械原理课程设计的任务是对机械的主体机构 连杆机构、飞轮机构凸轮机构，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，或对各机构进行运动分析。

二、概述§2.1课程设计任务书工作原理及工艺动作过程牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图(a）所示，由导杆机构1-2-3-4-5带动刨头5和削刀6作往复切削运动。

工作行程时，刨刀速度要平稳，空回行程时，刨刀要快速退回，即要有极回作用。

i目录一: 机械原理课程设计内容、要求以及目的 1 二：牛头刨床机构简介及原始数据 1 三：机构方案的初步确定 3 1：曲柄滑块机构与摆动导杆机构 32：曲柄滑块机构与扇形齿轮齿条机构 53：综合评定确定方案7 四：机构工艺动作分解及运动循环图8 五：主机构尺度综合及运动特性评定9 六：电动机功率与型号的确定22 七: 主机构受力分析25 八：飞轮转动惯量的计算30 九：减速机构以及工作台进给机构的确定32 十：设计心得与体会35 十一：参考资料36- 1 - 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。

机械原理课程设计说明书设计题目：牛头刨床设计学院：机电工程学院班级：学号：设计者：指导教师：日期：目录一、机械原理课程设计任务书 (3)二、连杆机构对比 (5)1.方案a (5)2.方案b (6)三、机构尺寸 (6)四、导杆机构的运动分析 (8)1.图解法 (8)1）速度分析 (8)2）加速度分析 (10)2.解析法 (13)五、凸轮机构设计 (14)1)确定凸轮机构的基本尺寸 (14)2)凸轮廓线的绘制 (19)六、小结 (20)参考文献 (20)一、机械原理课程设计任务书1工作原理：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。

下图为其参考示意图。

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。

2设计要求：电动机轴与曲柄轴2平行，刨刀刀刃E点与铰链点C的垂直距离为50mm，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。

3设计数据导杆机构运动分析转速n2(r/min) 48 机架l O2O4(mm) 380 工作行程H(mm) 300 行程速比系数K 1.40 连杆与导杆之比0.3凸轮机构设计从动件最大摆角ψmax15°从动件杆长l O9D(mm) 135 许用压力角][α38°推程运动角δ70°远休止角sδ10°回程运动角δ'70°4设计内容及工作量：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。

设 计 任 务 书1.1 设计题目牛头刨床牛头刨床1.2 牛头刨床简介 牛头刨床是加工中小尺寸的平面或直槽的金属切削机床，用于单件或小批量生产。

牛头刨床是加工中小尺寸的平面或直槽的金属切削机床，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（执行构件之二）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。

应具有升降功能，以适应不同高度的工件加工。

1.3设计要求及设计参数 要求主执行机构工作行程切削平稳、压力角较小。

进给机构压力角不超过许用值。

设计参数如表1所示。

所示。

表1 牛头刨床设计参数主执行机构主执行机构曲柄转速n 1 50 机架L AC 430刨刀行程H 400 行程速比系数K1.40 连杆与导杆之比L DE /L CD0.30 工作阻力F (N) 4700 导杆质量m 3(kg) 22 导杆转动惯量J S3(kgm 2)1.2 滑块质量m 5(kg) 80 进给机构进给机构从动件最大摆角y 15° 凸轮从动件杆长(mm) 130 推程许用压力角[a ]推程 40° 回程许用压力角[a ]回程 50° 滚子半径r r (mm) 15 刀具半径r c (mm)0.08刨刀阻力曲线如图4所示。

刨刀在切入、退出工件时均有0.05H 的空载行程。

的空载行程。

图2 2 牛头刨床系统图牛头刨床系统图0.05H0.05HHSF maxF 图1 1 刨刀阻力曲线刨刀阻力曲线1.4设计任务 1）完成各执行机构的选型与设计计算，选择原动机，拟定机械传动方案，确定各级传动比，画出机构运动简图及机械系统传动方案设计图；动比，画出机构运动简图及机械系统传动方案设计图；2）按工艺要求进行执行系统协调设计，画出执行机构的工作循环图；）按工艺要求进行执行系统协调设计，画出执行机构的工作循环图；3）对主执行机构用解析法进行运动分析，用相对运动图解法对其中的一个位置加以验证，并根据计算机计算结果画出刨刀位移线图，速度线图和加速度线图；证，并根据计算机计算结果画出刨刀位移线图，速度线图和加速度线图；4）用图解法对主执行机构的一个位置进行动态静力分析；）用图解法对主执行机构的一个位置进行动态静力分析； 5）用解析法对控制工作台横向进给的凸轮机构进行运动分析；）用解析法对控制工作台横向进给的凸轮机构进行运动分析；6）用图解法绘制控制工作台横向进给的凸轮机构的位移曲线及凸轮轮廓曲线；）用图解法绘制控制工作台横向进给的凸轮机构的位移曲线及凸轮轮廓曲线； 7）根据机电液一体化策略和现代控制（包括计算机控制）理论，大胆提出一种或一种以上与该机现有传统设计不同的创新设计方案。

机械原理课程设计(论文) 题目:牛头刨床学生姓名专业学号班级指导教师成绩_工程技术学院2013年7月目录0. 绪论………………………………………………………………………………………1. 机构的选型………………………………………………………………………………1.1 主执行机构的选型…………………………………………………………………1.2 辅助执行机构的选型………………………………………………………………2. 原动机的选用……………………………………………………………………………3. 拟定传动系统方案………………………………………………………………………3.1 传动系统的选择与设计……………………………………………………………4. 绘制系统工作循环图……………………………………………………………………5. 机构尺度参数确定………………………………………………………………………6. 静力分析和初定各构件的质量参数.…………………………………………………7. 主执行机构的运动分析………………………………………………………..7.1 运动方程…………………………………………………………………….7.2 主程序…………………………………………………………………………7.3 子程序……………………………………………………………8. 主执行机构的动态静力分析……………………………………………………………主执行机构的动态静力分析图解法………………………………………………9. 凸轮机构的曲线设计…………………………………………………………….9.1 凸轮机构位移曲线的设计………………………………………………..9.2 凸轮机构轮廓曲线的设计…………………………………………………参考文献……………………………………………………………………………………牛头刨床大学工程技术学院，0.绪论0.1牛头刨床的简介中小型牛头刨床的主运动大多采用曲柄摇杆机构(见曲柄滑块机构)传动，故滑枕的移动速度是不均匀的。