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牛头刨床机械设计

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太原理工大学阳泉学院 机械原理课程设计说明书 设计题目： 牛头刨床设计 班 级： 13级机制专升本 姓 名： 原朝 学 号： 指导教师： 张立仁 2014年 1 月 10 日

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： （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

成绩 签字 日期 计算机和查阅技术资料的能力。 （5）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。 目录 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，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2。刨床工作时，由导杆4经过连杆5带动刨刀6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作一次进给运动，以便刨刀继续切削。 二、 设计要求 电动机轴与曲柄轴2平行，刨刀刀刃点与铰链点的垂直距离为50，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计算，系统有过载保护。按小批量生产规模设计。 三、设计数据 其设计数据如表1所示。 本组选择第三组数据 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 导转速n248 49 50 52 50 48 47 55 60 杆机构运动分析 （r/min） 机架lO2O4(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 连杆与导杆之比 l BC/ lO4B

四、设计内容 1.机构的运动尺寸 已知摆动导杆机构的行程速比系数K为，根据公式K=﹙π＋θ﹚／﹙π－θ﹚，可求出极位夹角θ=30°，由极位夹角可知导杆的摆角为30°。 图1 由机架长度和摆角可求出曲柄的长度，曲柄的长度=430mm×sin15°=111mm。 由于BC平行且等于B1C1，可得四边形BCC1B1是平行四边形，根据平行四边形法则，得出BB1=CC1=H=400mm，导杆O4B=200mm／sin15°=。 连杆与导杆之比l BC/ lO4B =，连杆的长度=×=278mm。 导杆机构的最大压力角要求应为最小值，取图中所示位置的压力角为45°，可求得C点到O4点的垂直距离为885mm。 2.机构的运动分析 图2 导杆的速度、加速度分析 解题时应从构件2开始，构件2和构件3的运动关系符合两构件重合点的关系，适当选择重合点是解题的关键。因为构件2上各点的速度、加速度均已知，重合点的选择取决于构件3，在构件3上应选择速度方向和加速度方向已知的点作为重合点。本题中重合点应选择A点，因构件3上A点的速度方向垂直于O4B,向心加速度方向由A指向O4，且速度分析后大小可求，切向加速度方向垂直于O4B，满足上述要求。 解 首先按长度比例尺绘出机构运动简图，如图2所示。 （1）速度分析 VA3=LO2A·ω m／s=／s VA4 = VA3 + VA4A3 方向：⊥O4B ⊥O2A ∥O4B 大小： ？ √ ？ 式中，仅V A4和VA4A3大小未知，可以求解。选择速度比例尺 μv=（m/s）/mm 任选速度极点P，过P作PC1代表VA3，然后过C1点作平行于O4B的方向线C1C2，再过P点作PC2垂直于O4A，交C1C2于C2点，则PC2代表VA4，C1C2代表VA4A3，VA4和VA4A3的大小分别为 VA4=μv·PA4=9× m/s =s ω4= VA4／lO4A=s (2) 加速度分析 加速度的分析步骤与速度分析的步骤基本相同。 aA4 = aA4n + aA4τ = aA3 + aA4A3K + aA4A3r

方向： A→O4 ⊥O4B A→O2 ⊥O4B ∥O4B 大小: lO2Aω42 √ 2ω4VA4A3 式中，aA4A3K的方向是将VA4A3 的方向沿ω4 的方向转90°，于O4B指向右下方。选择加速度比例尺 μa= （m／s2)/mm 任选加速度极点p ，pA3的长度代表A3的加速度,长度为30mm, 、aA4A3K长度8mm 方向⊥O4B ，再作aA4A3r方向∥O4B。再过p点作aA4n长度为方向∥O4B，aA4τ方向 ⊥O4B，aA4τ与aA4A3r交点即为A4点。 aA4=μa·PA4=×27=／s2 aA4τ=μa·aA4τ=×25= ／s2 α4= aA4τ／lO4A=／s2 刨头的速度、加速度分析 （1）速度分析 VB= lO4B·ω4=× m／s =／s VC = VB + VCB

方向：水平 ⊥O4B ⊥BC

大小： ？ lO4B·ω4 ？ 式中，仅V C和VCB大小未知，可以求解。选择速度比例尺 μv = (m/s)/mm VC=μv·pC= ×23= m／s W5= VCB/LCB=4×=／s (2)加速度分析 ɑCBn= lCB·ω52=／s2 ɑB=ɑA·(lO4B／lO4A) = m／s2 ɑC = ɑB + ɑCBn + ɑCBτ

方向：水平 √ C→B ⊥BC 大小： ？ √ √ ？ 选择加速度比例尺 μa=（m／s2）／mm 任选加速度极点P1，作P1B代表ɑB，过B点作ɑCBn，其长度等于ɑCBn／μ

a。再作垂直于BC的方向线ɑCBτ。然后过P1点作水平线，交于ɑCBτ的点

C，则P1C代表ɑC。 ɑC=μa·P1B=×54=／s2 4.凸轮的机构设计 该凸轮机构从动件的运动规律为等加速、等减速运动。各数据如下，本组选择第三组数据。 凸轮 机构 从动件最大摆角

15o 15o 15o 15o 15o 15o 15o 15o 15o 设计 从动件杆长 125 135 130 122 123 124 126 128 130

许用压力角 40° 38° 42° 45° 43° 44° 41° 40° 42°

推程运动角 75° 70° 65° 60° 70° 75° 65° 60° 72°

远休止角 10° 10° 10° 10° 10° 10° 10° 10° 10°

回程运动角 75° 70° 65° 60° 70° 75° 65° 60° 72°

凸轮基圆半径、行程的确定 已知从动件lO9D的长度为130mm，在图中任选一点O9，以130mm为半径画一段圆弧，当从动件处于静休止位置，设此时的压力角为30°。当从动件转过15°，到达远休止位置，设此时的压力角为35°，两条力的方向线的交点A即为凸轮的转动中心，因为当凸轮处于静休止、远休止位置，凸轮对从动件的力的方向过凸轮转动中心。量出AD的长度即为凸轮的基圆半径，DD1的长度即为凸轮的行程。AD=92mm，DD1=34mm。滚子半径=×AD= 从动件运动规律位移图的确定 从动件的运动规律为等加速、等减速运动，根据凸轮的行程和推程运动角画出推程的位移图，如下图所示。 凸轮轮廓曲线的设计 1）设计原理 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相对机架摆动，则从动件的尖顶在复合运动中的轨迹就是要设计的凸轮轮廓。 2）设计凸轮轮廓的步骤如下 （1）将位移曲线s-δ的推程运动角进行等分，得各等分点的位移线。 （2）以O点为圆心、34mm为半径作凸轮的基圆，在基圆上从A0点开始逆时针方向量取近休止角、推程运动角、远休止角和回程运动角，并作推程运动角和回程运动角的各等分点A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8，O点分别与其相连并延长。 （3）在O点与各点的连线上，从基圆起向外截取从动件相应的位移量，得到滚子中心相对于凸轮的一系列位置B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8，回程的做法与其相同。 （4）将各点连成光滑的曲线，即得所求的凸轮理论轮廓曲线，然后在理论轮廓线上取一系列的点为圆心，以滚子半径为半径，作一

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机械原理课程设计——牛头刨床

机械原理课程设计——牛头刨床

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。

牛头刨床机械原理课程设计1点

牛头刨床机械原理课程设计1点

牛头刨床机械原理课程设计1点摘要：I.引言- 介绍牛头刨床机械原理课程设计的背景和意义II.牛头刨床的工作原理- 解释牛头刨床的基本工作原理- 分析牛头刨床的主要部件及其功能III.牛头刨床的设计方法- 介绍牛头刨床的设计步骤和方法- 说明牛头刨床设计中需要考虑的因素IV.牛头刨床的运动分析和动态静力分析- 详细阐述牛头刨床的运动分析和动态静力分析方法- 分析牛头刨床在运动和静止状态下的力学性能V.牛头刨床的设计实践- 介绍一个具体的牛头刨床设计案例- 分析案例设计中的优缺点和改进空间VI.结论- 总结牛头刨床机械原理课程设计的重要性和收获- 展望牛头刨床设计的未来发展趋势正文：牛头刨床机械原理课程设计是一种重要的实践教学方式，旨在帮助学生掌握机械原理的基本知识和技能，培养学生进行机械创新的能力。

在牛头刨床的设计过程中，学生需要综合运用机械原理、力学、材料科学等多方面的知识和技能，完成一个具有实际应用价值的机械设计。

牛头刨床是一种典型的金属切削机床，主要用于加工大型零件的平面和沟槽。

其工作原理是利用牛头刨刀具的直线运动，通过导轨和刀架的配合，实现对金属工件的切削。

牛头刨床的主要部件包括床身、刀架、刀具、导轨、进给机构和控制系统等。

在设计过程中，需要考虑各部件的尺寸、形状、材料和加工工艺等因素，确保机床的性能、精度和稳定性。

牛头刨床的设计方法主要包括以下几个步骤：首先，根据加工零件的要求，确定机床的类型和规格；其次，分析机床的工作原理和运动关系，设计机床的传动系统；然后，设计机床的支撑结构、刀具和控制系统等部件；最后，对机床进行总体布局和结构设计，绘制施工图纸和编制设计说明书。

在牛头刨床的设计过程中，运动分析和动态静力分析是重要的环节。

运动分析主要包括机床各部件的运动关系和运动轨迹分析，以及机床的加工过程分析。

动态静力分析主要包括机床在运动和静止状态下的力学性能分析，如刚度、强度和稳定性等。

通过运动分析和动态静力分析，可以评估机床的性能和可靠性，为机床的优化设计提供依据。

牛头刨床机械原理课程设计6点

牛头刨床机械原理课程设计6点

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。

牛头刨床课程设计

牛头刨床课程设计

牛头刨床课程设计牛头刨床是一种常见的木工机械，用于加工木材表面，使其平整光滑。

在木工行业中，牛头刨床是必不可少的工具之一。

本文将介绍牛头刨床的基本原理、结构和使用方法，并提供一些课程设计的思路。

一、牛头刨床的基本原理牛头刨床的基本原理是利用刨刀在木材表面切削，使其表面平整光滑。

刨刀是由刨刀架和刨刀组成的，刨刀架固定在刨床上，刨刀则通过刨刀架与刨床相连。

当刨床启动时，刨刀开始旋转，同时向前推进，切削木材表面，使其平整光滑。

二、牛头刨床的结构牛头刨床的结构主要由以下几个部分组成：1.床身：床身是牛头刨床的主体部分，通常由铸铁或钢板制成。

床身上有一条长槽，用于固定刨刀架。

2.刨刀架：刨刀架是用于固定刨刀的部件，通常由铸铁或钢板制成。

刨刀架上有一个或多个刨刀槽，用于固定刨刀。

3.刨刀：刨刀是用于切削木材表面的部件，通常由高速钢制成。

刨刀有不同的形状和尺寸，可根据不同的加工需求进行选择。

4.进给机构：进给机构是用于控制刨刀前进速度的部件，通常由电机、减速器和传动装置组成。

进给机构的速度可根据加工需求进行调整。

5.调整机构：调整机构是用于调整刨刀高度和角度的部件，通常由手轮、螺杆和导轨组成。

调整机构的精度和稳定性对加工质量有重要影响。

三、牛头刨床的使用方法使用牛头刨床时，需要注意以下几点：1.选择合适的刨刀：根据加工需求选择合适的刨刀，刨刀的形状和尺寸应与木材的形状和尺寸相匹配。

2.调整刨刀高度和角度：根据加工需求调整刨刀高度和角度，确保刨刀与木材表面接触的角度和深度正确。

3.调整进给速度：根据加工需求调整进给速度，确保刨刀前进速度适当，不过快或过慢都会影响加工质量。

4.保持刨床清洁：定期清理刨床上的木屑和灰尘，保持刨床清洁，以免影响加工质量。

四、课程设计思路针对牛头刨床的课程设计，可以从以下几个方面入手：1.设计一个简单的木工制品，如木制书架或木制餐桌，要求学生使用牛头刨床进行加工。

2.设计一个刨床加工实验，要求学生使用不同的刨刀和进给速度进行加工，比较不同加工参数对加工质量的影响。