牛头刨床设计说明书重庆理工大学机械原理课程设计

机械原理课程设计---牛头刨床主体机构的分析与综合1 课程设计的目的和任务牛头刨床是常见的一种金属加工机床如图1所示。

其主体机构的机构运动简图有多种形式，图2所示的是常用的五种主体机构的示意图。

图 1 牛头刨床图2 牛头刨床的主体结构机构运动简图课程设计的内容包括：1）牛头刨床主传动系统总体传动方案的设计构思一个合理的传动系统。

它可将电机的高速转动（1440 转/分）变换为安装有刨刀的滑枕5 的低速往复移动（要求有三挡速度：60，95，150 次/分）。

其中，将转动变为移动的装置（主体机构）采用图2 所示的连杆机构。

在构思机构传动方案时，能做到思路清晰，各部分的传动比分配合理，最后在计算机上绘出主传动机构的原理示意图。

2）牛头刨床主体机构的尺度综合已知数据如表1所示图中的参数如图3所示。

图3参数表达形式表13）牛头刨床主体机构的运动分析根据已定出的主体机构的尺度参数，按曲柄处于最低转速、滑枕处于最大行程的工况对主体机构进行运动分析。

设各具有旋转运动的构件对x 轴的转角分别为i i θ , ( 为旋转构件的标号），相应的角速度和角加速度分别为ωi ,εi ；用解析法求出当曲柄转角θ1 从刨刀处于最右侧时起，沿逆时针方向转动每隔100 计算一组运动参数，其中包括：各杆的角位置、角速度、角加速度及刨刀的位置刀s （以最右点为零点）、速度刀v 和加速度刀a ，应用计算机在同一幅图中绘出刨刀的位移曲线、速度曲线和加速度曲线，并分析计算结果的合理性。

4）牛头刨床主体机构的受力分析杆的受力以及质量如表2所示。

已知数据其余构件的质量和转动惯量以及运动的摩擦忽略不计。

假定刨刀在空回行程不受力，在工作行程中所受的阻力为水平力，其大小见图3。

用解析法求出机构处于不同位置时应加在曲柄上的驱动力矩TN 以及各运动副的约束总反力的大小和方向。

图3 刨刀的有效阻力课程设计的主要内容包括：设计任务（包括设计条件和要求）；②传动方案的确定；③机构综合的方法和结果；④运动分析的方法和结果；⑤受力分析的方法和结果；⑥结束语；⑦主要参考文献；⑧附件（计算机程序等）。

机械原理课程设计之邯郸勺丸创作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。

为了适用分歧资料和分歧尺寸工件的粗、精加工，要求主执行构件—刨刀能以数种分歧速度、分歧行程和分歧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。

刨刀可随小刀架作分歧进给量的垂直进给；装置工件的工作台应具有分歧进给量的横向进给，以完成平面的加工，工作台还应具有升降功能，以适应分歧高度的工件加工。

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，此时要求速度较低而且均匀，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，受力变更是很大的，这就影响了主轴的匀速运转．故需装置飞轮来减小主轴的速度动摇，以提高切削质量和减少电动机容量。

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，切削阻力变更较大，需要调节速度动摇；(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，要速度较低而且均匀，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。

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设计者：指导教师：20 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)图1图2 ）两种方案的比较与选择。

2 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=-=（4）计算轴的弯矩，并画弯矩图图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 =+L L L F F t V 651556527173231+⨯=+=N F F F 1914=-=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=+=。

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。

机械原理牛头刨床课程设计----运动分析第一篇：机械原理牛头刨床课程设计----运动分析3的角位移l1=120;l6=240;x=-pi/6:2*pi/36:11*pi/6;y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));fori=14:1:31 y(i)=pi+y(i);end >> plot(x*180/pi,y*180/pi) E的位移 l1=120;l6=240;x=-pi/6:2*pi/36:11*pi/6;y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));for i=14:1:31 y(i)=pi+y(i);end l=466.507;l3=500;l4=97.929;a=pi-asin((l-l3*sin(y))./l4);b=l3*cos(y)+l4*cos(a);plot(x*180/pi,b) 4的角位移l1=120;l6=240;x=-pi/6:2*pi/36:11*pi/6;y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));for i=14:1:31 y(i)=pi+y(i);end l=466.507;l3=500;l4=97.929;a=pi-asin((l-l3*sin(y))./l4);>> plot(x*180/pi,a*180/pi)3的角速度l1=120;l6=240;x1=-pi/6:2*pi/36:11/6*pi;y1=l1*2*pi*(l1+l6*sin(x1))./(l6*l6+l1*l1+2*l6 *l1*sin(x1));plot(x1*180/pi,y)4的角速度l1=120;l6=240;>> x=-pi/6:2*pi/36:11*pi/6;>> y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));>> for i=14:1:31 y(i)=pi+y(i);end >> l=466.507;l3=500;l4=97.929;>> a=pi-asin((l-l3*sin(y))./l4);>>y1=l1*2*pi*(l1+l6*sin(x))./(l6*l6+l1*l1+2*l6*l1*sin(x));>>y4=(y1.*l3.*cos(y))./(l4.*cos(a));>> plot(x*180/pi,y4)E的速度l1=120;l6=240;x=-pi/6:2*pi/36:11*pi/6;y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));fori=14:1:31 y(i)=pi+y(i);end l=466.507;l3=500;l4=97.929;a=pi-asin((l-l3*sin(y))./l4);y1=l1*2*pi*(l1+l6*sin(x))./(l6*l6+l1*l1+2*l6*l1*sin(x ));>> v=-(y1.*l3.*sin(y+a))./cos(a);>> plot(x*180/pi,v)3的角加速度l1=120;l6=240;x=-pi/6:2*pi/36:11*pi/6;y3=(l6.*l6-l1.*l1).*l6.*l1.*2.*2.*pi.*pi.*cos(x)./((l6.*l6+l1.*l1+2.*l6.*l1.*sin(x)).* (l6.*l6+l1.*l1+2.*l6.*l1.*sin(x)));>>plot(x*180/pi,y3)4的角加速度>> l1=120;l6=240;x=-pi/6:2*pi/36:11*pi/6;y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));fori=14:1:31 y(i)=pi+y(i);end l=466.507;l3=500;l4=97.929;a=pi-asin((l-l3*sin(y))./l4);y1=l1*2*pi*(l1+l6*sin(x))./(l6*l6+l1*l1+2*l6*l1*sin(x ));y4=-(y1.*l3.*cos(y))./(l4.*cos(a));>> y3=(l6.*l6-l1.*l1).*l6.*l1.*2.*2.*pi.*pi.*cos(x)./((l6.*l6+l1.*l1+2.*l6.*l1.*sin(x)).* (l6.*l6+l1.*l1+2.*l6.*l1.*sin(x)));a4=((y3.*l3.*cos(y)-y1.*y1.*l3.*sin(y)).*l4.*cos(a)+y1.*l3.*l4.*cos(y).*sin(a).*y4)./((l4.*c os(a)).*(l4.*cos(a)));>> plot(x*180/pi,a4)E的加速度l1=120;l6=240;x=-pi/6:2*pi/36:11*pi/6;y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));fori=14:1:31 y(i)=pi+y(i);end l=466.507;l3=500;l4=97.929;a=asin((l-l3*sin(y))./l4);y1=l1*2*pi*(l1+l6*sin(x))./(l6*l6+l1*l1+2*l6*l1*sin(x ));y4=-(y1.*l3.*cos(y))./(l4.*cos(a));y3=(l6.*l6-l1.*l1).*l6.*l1.*2.*2.*pi.*pi.*cos(x)./((l6.*l6+l1.*l1+2.*l6.*l1.*sin(x)).* (l6.*l6+l1.*l1+2.*l6.*l1.*sin(x)));>> e=-((y3.*l3.*sin(y-a)+y1.*l3.*cos(y+a).*(y1+y4)).*cos(a)+y1.*l3.*sin(y+a).*sin(a).*y4). /(cos(a).*cos(a));>> plot(x*180/pi,e)第二篇：机械原理课程设计牛头刨床机械原理课程设计——牛头刨床设计说明书（3）待续2.6．滑块6的位移，速度，加速度随转角变化曲线§其位移，速度，加速度随转角变化曲线如图所示：三．设计方案和分析§3.1方案一3.1.1方案一的设计图3.1.2方案一的运动分析及评价（1）运动是否具有确定的运动该机构中构件n=5。

机械原理课程设计---牛头刨床设计1.设计目的本设计旨在设计一台能够切削各种金属材料的牛头刨床。

该牛头刨床应具备高效率、高稳定性、切削精度高的特点，便于操作和维护。

2.设计原理牛头刨床是一种高速旋转的加工设备。

其主要原理是通过旋转锯齿式的切削工具，将工件表面上的金属材料逐渐削除，使得工件表面变得更加平整，并且加工出所需的形状和尺寸。

牛头刨床是一种中等负荷，高精度的机床。

牛头刨床通常由牛头床身、床身导轨、剪刀手柄、剪刀架、加工刀具等组成。

牛头刨床的加工过程是由电机驱动削刀旋转，刀架在滑轨的带动下来回作直线摆动，使牛头刨床作工件表面直线切削运动，从而切出工件所需的形状和尺寸。

3.设计要求3.1工件加工精度应达到5μm。

3.2牛头刨床的加工速度应达到1000mm/min。

3.3牛头刨床的集成度要高，结构紧凑，使用方便，易于维护。

3.4牛头刨床应能满足加工各种金属材料的需求。

3.5牛头刨床应具有高稳定性，能够保证工件加工的精度和表面质量。

4.设计方案4.1结构设计根据以上的设计要求，本设计方案选择使用牛头床身、床身导轨、剪刀手柄、剪刀架、加工刀具等组成。

牛头床身是整个牛头刨床的主要支撑结构，可以承受切削力和副作用力，保持机床的稳定性。

床身导轨主要用于支撑剪刀架和平台，保证刀架的平直移动。

剪刀手柄和剪刀架负责牛头刨床的切削过程，加工刀具可根据需要更换。

4.2电气控制设计本设计方案使用单片机控制系统，实现对牛头刨床的控制。

单片机通过输入脉冲信号，控制螺旋传动装置，从而改变刀具的进给量，达到精确控制切削深度和速度的目的。

4.3软件设计本设计方案采用Unigraphics NX软件进行电脑辅助设计。

对机床各零件进行三维建模，并进行机床的装配和结构分析。

5.结论通过本次牛头刨床的设计，可以使得产生出一款结构紧凑、使用便捷、高效率和高精度的机床。

在未来的制造业中，牛头刨床的应用前景非常广阔。

机械原理课程设计一、课程设计的目的和任务1、目的：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，使学生对于机械运动学和动力学的分析与设计，有一较完整的概念，具备计算、制图和实用技术资料的能力。

2、任务：对机器的主体机构进行运动分析，动态经理分析并根据给定机器的工作要求，对各机构经行运动设计，再根据设计任务绘制必要的图纸。

二、课程设计的方法大致可分为图解法和解析法，图解法集合概念较清晰、直观；解析法精度较高，本次设计采用的是图解法。

三、课程设计的要求1、设计牛头刨床的机构运动简图，并确定两点的位置时的运动，对速度、加速度和力进行分析。

2、将以上的分析内容的简图画在图纸上。

四、课程设计的方案和条件对各方案分析后，推知选择方案Ⅱ,设计数据如下：五、机构运动简图如下3先对导杆构件进行运动分析，已知n2=64 r/min,ω2=2Πn/60= 6.70 rad/s 1′点V a3=V a2=2nΠ*L oa3/60= 0.60 m/s μv= 0.01 m/s V a4 = V a3 + V a4a3大小？ 0.60 m/s ?方向⊥A O4⊥O2A∥A O4由图知：V A4=μv L PA4V A4= 0.24 m/sV A4A3=0.56 m/sV B4= V A4L o4B/ L o4A =0.37 m/s (由影像法可得)又由于 V C = V B + V CB大小 ？ √ ？ 方向 ∥x轴 √ ⊥CB由图可得 V CB = 0.06 m/sV C =0.36 m/sC 5b 4加速度分析ω4=ω3= V B4/L o4B = 0.64 rad/s μa = 0.2 m/s ²/mma A3= a A2=ω2 2L O2A = 4.04 m/s ²a A4n=ω2 4L O4A =(V B4/L O4B ) 2 L O4A =0.16 m/s ²a 44A3 k=2ω3V A4A3= 0.72 m/s ²a A4 = aA4 n+ a A4t= a A3+ a 44A3k+ a 44A3r大小？0.16 m/s² ? 4.04 m/s² 0.72m/s² ?方向？ A4-O4⊥ O4A A-O2⊥AO4 ∥BO4得a A4t =2.9m/s²a A4= 3.0 m/s²a A4A3 r = 1.4 m/s²由影像得a B4=a a4L o4B/ L o4A= 4.60 m/s²a c5B4n=V B2 /L BC=0.79 m/s²a C5 = a B4 + a c5B4n+ a c5b4ι大小？ 4.60 m/s² 0.79m/s² ?方向∥x轴√C-B⊥CB得a c5=5.3m/s²a c5B4ι=0.70 m/s²4cB n a cBιC10点V a4 = V a3 + V a4a3大小？ 0.60 m/s ? 方向⊥O4B⊥O2A∥O4B由图知：V A4=μv L PA4V A4=0.57 m/s V A4A3=0.18m/sV B4= V A4L o4B/ L o4A =1.27m/s (由影像法可得)又由于 V C = V B4 + V C5B4大小 ？ √ ？ 方向 ∥x轴 √ ⊥CB由图可得 V CB =0.1 m/sV C =1.26m/sb 43加速度分析ω4= V B4/L o4B = 2.2rad/s ² μa =0.1 m/s ²/mma a4a3k=2ω4V A4A3=0.79 m/s ² a A4n=ω4 2L O4A =1.26 m/s ²a A3=ω22 L O2A =4.04 m/s ²a A4 = a A4n+ a A4t= a a3 + a a4a3k+ a 44A3r大小？ 1.26m/s² ? 4.04m/s² 0.79 m/s² ?方向？ A-O4⊥AO4 A-O2⊥O4B ∥O4B得a4 t =0.4 m/s²a A4=1.4 m/s²a44A3r = 5.1 m/s²由影像得a B4= a4L o4B/ L o4A=3.1m/s²a c5b4 n=V BC 2 /L BC= 9.3m/s²a C5 = a B4 + a c5B4n+ a c5b4ι大小？ 3.1m/s² 9.3 m/s² ?方向∥x轴√C-B⊥CB得a c5=6.1m/s²a c5B4ι= 2.2m/s²c tbc3、对杆进行受力分析（1′点）对下图进行受力分析设μa=50N/mma)5--6F I6=ma c=G6a s6/g=424NF R16 + P + F R54 + F I6+ G6=0 5-6杆受力分析图如下：作力的多边形F I6F R16=1400N F R54=8600N由∑Mc=0F R16X– F I6y s6 - P y p– G6x s6 = 0X=643.71mmb) 3—404 tF I4= M4a S4=G4/g a A4L O4B/2L O4A=50.3NM S4= J s4α4= a A4t×J s4/ L O4A=0.0092NMh4= Ms4/F I4=0.18m∑M0=0F R45h45 - F I4h4– F R23h R23 - M S4 - G4h a = 0F R34=12781N由于F R45=F R54F R45+ F R34 + F I4+ G4+ F04 n + F04 t =0作力的多边形G4由图可得 F O4 n =2000N F O4 t =4500Nc)对曲柄进行平衡分析六、描绘位移与时间、速度与时间、加速度与时间曲线由以上三个图象可看出牛头刨床的运动过程，C的运动情况可知。

机械原理课程设计实习报告一、设计任务二、牛头刨床简介及工作原理三、原始参数四、导杆机构的运动综合五、用解析法作导杆机构的运动分析六、导杆机构的动态静力分析七、Matlab编程并绘图八、行星轮系设计九、变位齿轮设计十、课程设计总结十一、参考文献十二、粉末成型压机方案设想一、设计任务1牛头刨床刀杆机构的运动综合、运动分析和动态静力分析； 2对牛头刨床传动装置中行星轮机构、齿轮机构进行综合。

二、牛头刨床简介及工作原理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。

牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，电动机经行星轮系和齿轮Z 4、 Z 5减速带动曲柄2转动。

刨床工作时，由导杆机构2-3-4-5-6带动刨头和刨刀作往复运动。

刨头向左时，刨刀进行切削，这个行程称工作行程，刨头受到较大的切削力。

刨头右行时，刨刀不切削，称空回行程，此时要求速度较高，以提高生产力。

图1牛头刨床外形图三、原始参数H ：刨头行程 ； K ：行程速比系数； Fc 切削阻力 ； m 4 m 5 m 6分别为导杆、连杆及刨头的质量；J 4、J 5分别分别为导杆4及导杆5绕各自质心的转动惯量；m 1、m H 分别为行星减速器中心轮及齿轮4、5的模数；Z 4，Z 5为齿轮4及5的齿数；n 1：电机转速；n 2：曲柄2及齿轮5的转速；k ：行星轮个数。

kg m 2四、导杆机构的运动综合设L O3B =L 3 L BF =L 4 L O3D =L '6 L O2A =L 1 L O3O2=L 6 L O3A =S 3 L DE =S E 1、导杆的摆角ψ K=1.8180k 51.43180-︒+ψ=⇒ψ=︒︒ψ2、导杆的长度L 33H/2H 600mm L 691.4mm sin /2=⇒==ψ3、连杆的长度L 443L 0.3L 207.4mm =⨯=4、刨头导路中心线xx 至O3点的垂直距离L '6O3E 3L L cos 2622.9mm =⨯ψ=根据已知xx 被认为通过圆弧BB ’的绕度ME 的中点D 知O E'33O3M DM 63L L L L L L 657.2mm 2-=-=-=5、曲柄的长度L 1616L 370mm L L sin /2160.5mm =⇒=⨯ψ=6、切削越程长度0.05H ，如图所示则切削越程长度为0.05H=0.05×600=30mm7、机构运动简图8、计算机构的自由度 F=3×5－2×7=1五、用解析法作导杆机构的运动分析如图所示，先建立一直角坐标系，并标出各杆矢量及其方位角。

机械原理课程设计说明书设计题目牛头刨床系别机械工程系专业班级机制学生姓名学号指导教师日期: 年月日目录：1、课程设计任务书 (2)(1)工作原理及工艺动作过程 (2)(2)原始数据及设计要求 (3)2、设计（计算）说明书 (4)（1）画机构的运动简图 (4)（2）对位置4点进行速度分析和加速度分析 (5)（3）对位置9点进行速度分析和加速度分析 (8)（4）对位置9点进行动态静力分析 (11)3、参考文献 (15)4、附件 (16)一、课程设计任务书1. 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。

刨床工作时, 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，称工作行程，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。

为此刨床采用有急回作用的导杆机构。

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。

切削阻力如图(b）所示。

Y图（1-1）(b)2．原始数据及设计要求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。

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，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（如下图）。

图1-2取第I 方案的第4位置和第9位置（如下图1-3）。

图 1-32. 对位置4点进行速度分析和加速度分析（a ） 速度分析 取速度比例尺l μ=mmsm001.0对A 点： 4A V = 3A V + 34A A V方向：4BO ⊥ O 2⊥ //O 4 大小： ？ √ ？4A V =l μ⨯4pa =sm mm mm s m673239.0239.673001.0=⨯ 4ω=AO A l V 44=sr mmsm38431.1486334.0673239.0= 34A A V =l μ43a a l =sm mm mm s m156326.0326.156001.0=⨯ V 5B = V 4B =4ω⨯B O l 4=s m 747530.0对于C 点： C V = B V + CB V 方向： //'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 速度分析图：图 1-4(b)加速度分析 选取加速度比例尺为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 方向： 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=24ω34AA V =2432808.0sm n A a 4=24ωA O l 4=2931975.0s m 已知，根据加速度图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 =2298112.3sm 。

机械原理课程设计牛头刨床一、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，有倒杆机构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1b)，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。

a) b)图1 牛头刨床机构简图及阻力曲线图2、设计数据，见表1。

表1 设计数据二．设计内容1．导杆机构的运动分析已知 曲柄每分钟转数2n ，各机构尺寸及重心位置，且刨头导路x-x 位于导杆端点B 所作圆弧高的平分线上（见图2）。

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 图2 曲柄位置图 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（参考图例1）。

曲柄位置图的作法为（图2）取1和为工作行程起点和终点所对应的曲柄位置，和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，顺方向将曲柄圆周作12等分的位置。

2．导杆机构的动态静力分析已知 各机构的重量G （曲柄2、滑块3和连杆5的重量都可以忽略不计），导杆4绕重心的转动惯量及切削力P 的变化规律（图1b ）。

表2 机构位置分配表要求按表4-2所分配的第二行的一个位置，求各运动副中反作用力及曲柄上所需的平衡力矩。

机械原理课程设计计算说明书设计题目：牛头刨床的运动分析与设计学生姓名：学号：专业：机械设计制造及其自动化班级：机自0901 指导教师：2011年6月22日目录1、前言﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍2、课程设计任务书﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍3、牛头刨床各机构的运动分析与评价﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍4、小结﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍5、参考文献﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍前言此次课程设计是针对牛头刨床的运动分析与设计，设计中涉及导杆机构、凸轮机构和双摇杆机构，以及它们各自的运动分析。

此课程设计应完成如下主要内容：1、为提高工件的表面加工质量刨刀的使用寿命，刨削时刨刀应为匀速或近似匀速的运动；2、为提高生产率，刨刀应快速返回，以减少非工段时间，即要求有急回特性，其行程速比系数应满足给定的值（K≈1.4）；3、刨刀行程H要达到所须的长度（约在300mm左右），刨刀每刨削一刀后返回时，工作台作横向进给，每次横向进给量应相同；4、绘制该机构各部分的运动简图以及各部分的运动分析；5、完成该机构（牛头刨床的运动分析与设计）的设计说明书。

一、导杆机构的运动分析（一）已知条件、要求及设计数据1、已知：曲柄每分钟转速ｎ2。

各构件尺寸,刨头移动导路ｘ－ｘ的位置位于导杆端点Ｂ所作圆弧高的平分线上。

2、要求：作机构运动简图，作机构两个位置的速度、加速度多边形，并作出刨头一个运动循环的运动线图。

3、设计数据：（二）设计过程（1）作机构运动简图选取尺寸比例尺μl=5mm/mm，作出做6和3两个曲柄位置的机构运动简图。

'图1（2）作速度分析根据已知条件，速度分析应由A 点开始，并取重合点3A 及4A 进行求解。

已知3A 点的速度s /rad 28.6306014.330n2=⨯==πωs m l v v A O A A /6908.011.022223=⨯===ωω其方向垂直于44A O 指向与2ω转向一致。