机械原理课程设计牛头刨床 (1)
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。
《机械原理》课程设计_牛头刨床
牛头刨床设计一、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。
图1为其参考示意。
电动机经过减速传动装置（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。
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。
图1 牛头刨床二、设计要求电动机轴与曲柄轴2平行，刨刀刀刃点E与铰链点C的垂直距离为50mm，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转速偏差为土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[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。
执行构件的传动效率按0.95计算，系统有过载保护。
按小批量生产规模设计。
三、设计数据表1 设计数据四、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。
（2）根据给定的数据确定机构的运动尺寸。
要求用图解法设计，并将设计结果和步骤写在设计说明书中。
（3）导杆机构的运动分析。
将导杆机构放在直角坐标系下，建立数学模型。
（4）凸轮机构设计。
根据给定的已知参数，确定凸轮的基本尺寸（基圆半径r o、机架l o2o9和滚子半径r r）和实际轮廓，并将运算结果写在说明书中（可选）。
（5）编写设计计算说明书。
机械原理课程设计——牛头刨床
机械能变化曲线：
飞轮设计：
Ｖ
A4
＝
A2 A4 A2
速度图解法：
V1A+V12=V 2A VF+VFB=V 2B V2B=βV 2A Β为常数比
加速度图解分析： a4An+a4Ar+a24Ar+ak24A =a2A 大小 方向
a4b+aF4Br=aF a4A=βV 4B
进给凸轮机构设计
主体机构设计
牛头刨床主体机构
主体结构设计
设计要求
（1）刨刀工作行程要求速度比较平稳，空回行程时 刨刀快速退回，机构行程速比系数在1.4左右。 （2）刨刀行程H=300mm或H=150mm。曲柄转速、 切削力、许用传动角等见表1，每人选取其中一组数据。 （3）切削力P大小及变化规律如图1所示，在切削行 程的两端留出一点空程。具体数据如下：
主体机构
电机转速n(r/mi n)
切削力P(N)
75
许用传动角[γ]
H=150mm
4500N
45°
刨刀行程：H=150 速比系数：K=1.4
主体机构（方案一）
方案一： 摆动导杆机构与摇杆滑块机构组合机构
机构简图：
计算机构的自由度 F=3×5－2×7=1
主体机构（方案一）
机构尺寸的计算：
在满足压力角条件确定基圆半径，摆杆中心间的中心距。
• 推程许用压力角为[α]= 38°； • 回程许用压力角为[α’]= 65°； • 试凑法：对照摆杆长度为L，赋值基圆半径， 中心距a=90,r0=50;经试验符合要求
滚子半径rf：rf<ρ mi n －3（mm）及rf<0.8ρ mi n（mm） 方法1用图解法确定凸轮理论廓线上某点A的曲率半径R： 以A点位圆心,任选较小的半径r 作圆交于廓线上，在圆A 两边分别以理论廓线上的B、C为圆心，以同样的半径r 画圆，三个小圆分别交于E、F、H、M四个点处。过E、 F H、M O点 O点近似为凸轮廓线上A OA。并且曲率中心肯定在曲线过A 点的法线上。可以通 过法线与直线EF或HM的交点求曲率中心。
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点牛头刨床是一种常见的木工加工机床，广泛应用于木材加工行业。
其工作原理基于电机的旋转运动和传动装置的转换，实现对木材表面的刨削。
牛头刨床的机械原理可以简单描述为以下几个关键步骤：步骤一：电动机的转动牛头刨床的核心部件是电动机，电动机通过带动皮带轮，将电能转变为机械能，实现旋转运动。
电动机的功率大小根据所加工木材的硬度和工件的尺寸决定，一般在2kW以上。
步骤二：主轴的运转电动机通过带动皮带轮带动主轴运转，主轴是牛头刨床的重要组成部分，其具有精确的加工刀具安装孔和刀片夹紧装置。
主轴的转速一般在5000rpm以上，根据所用材料和加工要求可以进行调节。
步骤三：进料与固定装置牛头刨床的进料装置具有较高的可调性，通过调整进料槽的高度和宽度，可以适应不同材料的加工需求。
固定装置用于固定加工工件，防止其在加工过程中产生移动。
牛头刨床的固定装置一般采用夹具或螺钉等结构，可根据加工木材的形状和大小进行调整。
步骤四：刨削过程进料装置将加工木材送入刨床刀具中，刨床的刀具通常由数个刨刀组成，刨刀的数量和排列方式不同，可以实现不同的加工效果。
当木材进入刨床时，刨刀会将木材表面的不平整部分切削下来，使其平整度得到提高。
步骤五：输送与排屑刨削过程完成后，加工木材通过输送装置传送到下一道工序，输送装置的类型和设计根据具体的生产需要而定。
同时，在刨削过程中产生的刨屑通过排屑装置进行有效的排出，以保持工作区干净整洁，防止刨屑对机械零件的损坏。
综上所述，牛头刨床的机械原理是通过电机的旋转运动带动主轴转动，进而实现对木材表面的刨削。
刨床的进料装置、固定装置、刀具和输送装置等配套设备协同工作，完成对木材的一系列加工过程。
牛头刨床的机械原理设计合理，操作便捷，可以高效地完成木材的加工任务。
机械原理课程设计——牛头刨床
项目
刨刀冲程 H（ mm）
刨刀越程量 ΔS（ mm）
刨削平均速度 Vm（ mm/s）
极位夹角 θ( ° )
行程速比系数 K
机器运转速度许用不均匀系
数[δ]
参数
320 16
1211.4
30
1.4
0.05
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八 、机构运动循环图
机构工艺动作分解
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。
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九 、主机构尺度综合及运动特性评定
机构位置划分图
以 7号和 14 号位置 作运动分析
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十 、 电动机功率与型号的确定
电动机的选择
传动比分配与 减速机构设计
确定电动机功率 总传动比
采用展开式二级圆柱齿轮减速器
工作台进给方案
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工作台横向进给运动 工作台垂直进给运动
其中 ，刨刀向左为工作行程 ，速度平稳 ，运动行 程大； 向右为工作回程，速度快，具有快速返回的 特性。
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六 、对方案二的பைடு நூலகம்能分析
（2）传递性能和动力性能分析
杆 1、2、3、6 所组成的曲柄摇杆机构中 ，传动 角是不断变化传动性能最好的时候出现在 A ，B， C ，D 四点共线与机构处于极位时两者传动角相等 该机构中不存在高副 ， 只有回转副和滑动副 ，故能 承受较大的载荷 ， 有较强的承载能力 ， 可以传动 较大的载荷 。当其最小传动角和最大传动角相差不 大时 ，该机构的运转就很平稳 ，不论是震动还是冲 击都不会很大 。从而使机械又一定的稳定性和精确 度。
机械原理课程设计 牛头刨床连杆机构
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。
机械原理 课程设计---牛头刨床设计
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。
牛头刨床课程设计1点
牛头刨床课程设计1 点一、课程目标知识目标：1. 学生能理解牛头刨床的基本结构、工作原理及其在机械加工中的应用。
2. 学生能掌握牛头刨床的操作步骤、安全规程及日常维护知识。
3. 学生能描述牛头刨床加工过程中涉及的几何尺寸、公差等基本概念。
技能目标：1. 学生能够熟练操作牛头刨床，完成给定零件的平面、斜面、台阶等加工。
2. 学生能够正确使用测量工具，对牛头刨床加工的零件进行质量检测。
3. 学生能够运用所学知识解决牛头刨床加工过程中遇到的一般性问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械加工专业的热爱和敬业精神，增强学生的职业责任感。
2. 培养学生团队协作、沟通交流的能力，提高学生的集体荣誉感。
3. 培养学生严谨、细致的工作态度，树立安全意识，养成良好的操作习惯。
本课程针对中职机械加工专业高年级学生设计，结合课程性质、学生特点和教学要求，注重理论联系实际，突出实用性。
通过本课程的学习，使学生具备牛头刨床操作、维护及简单故障排除的能力，为将来从事机械加工行业工作打下坚实基础。
同时，培养学生的安全意识、质量意识，提升职业素养。
课程目标明确、具体，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 牛头刨床基本结构及工作原理- 牛头刨床的组成部分及其功能- 牛头刨床的工作原理及运动分析- 牛头刨床的类型及适用范围2. 牛头刨床操作与加工- 牛头刨床的操作步骤及方法- 牛头刨床加工工艺参数的选择- 牛头刨床加工过程中常见问题及解决方法3. 牛头刨床安全规程与维护- 牛头刨床操作安全规程- 牛头刨床的日常维护与保养- 牛头刨床故障诊断与排除方法4. 零件加工质量检测- 常用测量工具的使用方法- 零件加工尺寸、公差的测量与评定- 质量问题分析及改进措施教学内容参照教材相关章节，结合课程目标进行选择和组织。
教学大纲明确规定了教学内容的安排和进度，确保教学内容的科学性和系统性。
通过本章节的学习，使学生全面掌握牛头刨床的相关知识，为实践操作奠定基础。
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点牛头刨床是一种用于加工平面的机床。
它采用倒锥体工作原理，通过刀具锯齿进行切削，将工件上的表面刨削得到平滑的表面。
本文将介绍牛头刨床的机械原理，并进行相应的课程设计。
牛头刨床的机械原理主要有两个方面，分别是进给机构和工作机构。
一、进给机构牛头刨床的进给机构主要由进给杆、导轨和导轨杆组成。
进给杆通过双螺纹与进给传动轴连接，进给传动轴上设有油缸。
当进给传动轴受力时，通过双螺纹的作用，使进给杆进行线性运动，从而实现工作台的进给。
导轨和导轨杆的作用是使工作台在刨削过程中保持稳定的运动。
二、工作机构牛头刨床的工作机构主要包括主动装置、工作钳和主导轨。
1.主动装置：主动装置由电机、皮带和主动轴组成。
电机通过皮带带动主动轴进行旋转运动。
主动轴通过齿轮传动与刀架相连，使刀架围绕主导轨进行往复运动。
2.工作钳：工作钳通过活动块和紧固螺母连接在工作台上，用于夹紧和固定工件。
3.主导轨：主导轨固定在床体上，用于引导刀架的运动。
主导轨上设有导轨条，其作用是使刀架在刨削过程中保持稳定的直线运动。
三、课程设计针对牛头刨床的机械原理，可以进行一定的课程设计。
以下是一个具体的课程设计方案：1.设计一个牛头刨床的进给机构模型，包括进给杆、导轨和导轨杆等部件。
确保进给杆能够与进给传动轴进行连接，并能够通过螺纹的作用实现工作台的进给。
2.设计一个牛头刨床的工作机构模型，包括主动装置、工作钳和主导轨等部件。
确保主动装置能够通过电机的驱动使主动轴进行旋转运动，并通过齿轮传动实现刀架的往复运动。
3.进行相应的装配工作，实现进给机构和工作机构的连接。
确保进给机构和工作机构的协调动作，使牛头刨床能够正常工作。
4.进行相应的试验和测试，验证牛头刨床的运行效果。
测试刨削过程中工作台的进给速度、刀架的往复速度等参数，比较其与理论设计值的差异。
通过以上的课程设计，学生可以深入了解牛头刨床的机械原理，并通过实际操作和试验来加深对其工作原理的理解。
机械原理课程设计牛头刨床
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。
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，称工作切削。
哈工大机械原理课程设计说明书牛头刨床方案一(完美版)
Harbin Institute of Technology机械原理课程设计说明书课程名称：机械原理设计题目：牛头刨床（方案1）院系：机电工程学院班级：1108301设计者：XXX学号：11108301XX指导教师：古乐设计时间：2013年7月哈尔滨工业大学一、功能描述刨刀水平作往复直线运动，切削安装在工作台上的工件。
刨刀每次切削一次，工作台沿着刨刀运动的水平垂直方向进给0.12、0.24、0.36mm/次，分3档可以调节。
刨刀每次切削一次，工作台沿着刨刀运动的上下垂直方向进给0.08、0.16、0.24mm/次，分3档可以调节。
工作台的水平与垂直进给不能同时进行。
刨刀最大行程520mm，每分钟刨刀切削15,24,37次，分3档可以调节。
电机功率约4KW，额定转速1420转/分。
图1-1 牛头刨床的使用功能描述简图二、工艺动作分析由使用功能描述可知，牛头刨床在加工平面时有两个工艺动作协调完成，即刨刀每切削一次，工作台沿着刨刀运动的水平垂直方向移动5mm以及工作台沿着刨刀运动的水平垂直方向的移动。
根据牛头刨床的工艺动作分析，选定执行构件刨刀头作为参考构件，据此，可以画出牛头刨床的运动循环图。
图2-1机械系统运动循环图三、运动功能分析根据分析的牛头刨床由原动机到执行机构的运动传递与转换的逻辑关系，可以绘制出牛头刨床的运动功能系统图。
图3-1 机械系统运动功能系统图四、机械系统运动方案拟定4.1 根据运动功能单元确定替代结构（1）一般情况下，在工厂的厂房内使用的普通机床都采用三相交流电动机作为原动机。
因此，牛头刨床也用三相交流电动机作为原动机，其额定转速为1420rpm。
图4-1 三相交流电动机及其运动功能单元表达符号（2）带传动机构具有传动可靠、结构简单、安装方便、制造成本低等优点。
在对尺寸要求不严格、传运精度要求不高的牛头刨床中，可以选用带传动机构满足过载保护的功能。
图4-2 带传动机构及其运动功能单元表达符号（3）圆柱齿轮传动机构具有传动可靠、结构简单、强度高、结构尺寸小等优点。
机械原理课程设计--牛头刨床
录第一章设计的任务与原始参数............................................................................................ - 3 -1.1设计任务.......................................................................................................................... - 3 -1.2 原始参数......................................................................................................................... - 4 -第二章运动方案设计·............................................................................................................ - 5 -2.1减速装置的选择............................................................................................................. - 5 -2.2刨刀切削运动的实现结构 ............................................................................................ - 5 -第三章电动机的选择................................................................................................................. - 6 -3.1 确定电机功率P d........................................................................................................... - 6 -3.2 根据P d查得电动机部分型号表选择电动机 ............................................................ - 7 -第四章传动比分配..................................................................................................................... - 8 -4.1计算传动比i和选定减速装置..................................................................................... - 8 -第五章减速机构设计................................................................................................................. - 9 -5.1 总体方案图 .................................................................................................................... - 9 -5.2 减速零件参数........................................................................................................... - 10 -第六章主机构设计................................................................................................................ - 12 -1.1机构运动简图及标号.................................................................................................. - 12 -1.2 极位夹角、曲柄1（杆AB）角速度及各杆件长度计算..................................... - 12 -第七章主机构运动分析.......................................................................................................... - 14 -7.1.位置分析....................................................................................................................... - 14 -7.2.速度分析....................................................................................................................... - 15 -7.3.加速度分析 .................................................................................................................. - 15 -7.4矩阵计算及绘图.......................................................................................................... - 15 -7.5输出图像及数据表格.................................................................................................. - 19 -第八章主机构受力分析........................................................................................................ - 21 -8.1 位置1：θ1=0˚........................................................................................................... - 21 -8.2 位置2：θ1=90˚......................................................................................................... - 24 -8.3 位置3：θ1=270˚ ...................................................................................................... - 26 -第九章主机构的速度波动调节........................................................................................... - 29 -9.1 等效驱动力矩及飞轮质量的计算............................................................................ - 29 -9.2 运用excel函数及绘图处理matlab输出的数据................................................ - 30 -第十章小结............................................................................................................................... - 32 -10.1 心得体会................................................................................................................... - 32 -10.2 参考文献................................................................................................................... - 32 -10.3 致谢 ........................................................................................................................... - 32 -第一章设计的任务与原始参数1.1设计任务●题目：牛头刨床●工作原理：牛头刨床是一种常用的平面切削加工机床，电动机经带传动、齿轮传动（图中未画出）最后带动曲柄1（见图1）转动，刨床工作时，是由导杆机构1-2-3-4-5带动刨头和刨刀作往复运动，刨头5右行时，刨刀切削，称工作行程，此时要求速度较低并且均匀；刨头左行时，不进行切削，称空回行程，此时速度较高，以节省时间提高生产率，为此刨床采用有急回作用的导杆机构。
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是一种机械设备，用于加工木材、塑料、金属等材料。
其工作原理是通过刀具在物体表面上上下移动，达到切削的目的。
其中涉及到的原理主要包括：1. 刨床工作原理刨床是一种重型机械工具，由主驱动机构、横移机构、上下升降机构、切削机构、进给机构等组成。
切削机构包括刀架、刀柄和刀具。
当工件在夹具上夹紧稳固后，驱动机构带动横移机构和上下升降机构保持平衡，使得刀具与工件接触，并在横向和上下方向移动，实现对工件的切削。
2. 刨床刀具原理刨床刀具主要包括刨刀、电磁刨刀和金刚石刨刀。
刨刀是最常见的一种刀具，其切削面呈V型或直径尖角，用于刨削较大的平面表面。
电磁刨刀是利用磁场通过电流改变切削面积的大小，实现对工件的切削。
金刚石刨刀则是利用其硬度高、耐磨性强的特性，用于加工硬度较高的材料。
3. 刨床进给机构原理刨床进给机构主要通过变速器和变步进电机驱动筒齿轮，再通过传动带牵引杠杆调整进刀量。
刨床的进给速度和进给量应根据工件的材料性质、大小和工件表面的要求等因素进行合理的调整。
4. 刨床的冷却原理在刨床加工过程中，由于切削摩擦会使工件表面温度升高，容易导致切削工具变形或失去切削性能。
因此在刨床加工中需要进行冷却处理。
使用冷却液进行冷却可以有效减少摩擦热量，并清洗切削面，保证加工质量。
常用的冷却液有水、油、溶液等。
基于以上原理，我们可以开展牛头刨床机械原理课程设计，并考虑以下几个方面：1. 设计刨床的操作界面通过自主设计刨床的操作界面，可以使得操作更加方便和快捷。
操作界面应设置开机按钮、急停按钮、刨床刀具的进给速度和进给量调节、冷却液的喷洒控制等。
2. 模拟刨床工作的过程通过建立数学模型，模拟刨床的加工过程，可以让学生更好地理解和熟悉刨床的工作原理和加工过程。
模型可以分成驱动机构、横移机构、上下升降机构、切削机构、进给机构和冷却液系统等模块，通过计算机程序实现模拟加工。
3. 实验设计设计刨床加工实验，让学生实际操作刨床进行加工，从而更深入了解刨床的工作原理和加工过程。
机械原理课程设计-牛头刨床
2 调整进给机构
控制工件的进给速度，影响加工精度。
3 保养和维护
定期保养设备，确保其正常工作状态。
牛头刨床的操作规程
1. 检查刨床的各项功能是否正常。 2. 确认工件尺寸和切削深度。 3. 调整刀具和工件的位置。 4. 打开刨床电源，开始加工。 5. 完成加工后，关闭刨床电源。
通过进给机构控制工件的进给速度。
牛头刨床的主要零部件
主轴
带动刀具旋转。
进给机构
控制工件的进给速度。
切削机构
完成切削过程。
牛头刨床的工作过程
工件放置
切削过程
将待加工工件放置在工作台上。 切削机构对工件进行切削。
加工完成
获得平整的加工面。
牛头刨床的加工精度控制
1 刀具的选用
选择合适的刀具，保证加工质量。
刨削原理
通过旋转刀具对工件进行切削。
结构
由底座、进给机构、主机等组成。
牛头刨床的分类
按切削方式分类
有手动、半自动和全自动刨床。
按机床结构分类
有卧式、立式和特种刨床。
按加工对象分类
有木工刨床和金属刨床。
牛头刨床的工作原理
1
压板下压
压紧工件，保证加工过程中的稳定性。
2
主轴旋转
带动刀具进行切削。
3
工件进给
机械原理课程设计-牛头 刨床
牛头刨床是一种常见的木工加工设备，具有广泛的应用领域。本课程设计将 介绍牛头刨床的原理、结构、工作过程以及其在工业生产中的重要性。
课程设计背景和意义
1 背景
现代工业对高精度、高效率的加工需求不断增加。
2 意义
通过对牛头刨床的学习和设计，提高学生的机械原理和加工能力。
牛头刨床的原理和结构
机械原理牛头刨床课程设计
机械原理牛头刨床课程设计机械原理牛头刨床课程设计一、课程背景与目的牛头刨床作为机械加工中的一种重要设备，广泛应用于金属切削加工领域。
本课程旨在通过深入学习机械原理和牛头刨床的结构、工作原理，掌握其使用方法，并能够进行实际操作和维护，提高学生对机械加工的实际应用能力和技能。
二、课程内容1. 机械原理基础知识（1）力学基础概念、力的分类、作用力分解（2）切削力、主动力和被动力等概念（3）动力学基础概念，运动学方程和动力学方程。
2. 牛头刨床结构与工作原理（1）牛头刨床的组成结构、各部件的作用、工作原理（2）用牛头刨床加工零件时操作规范3. 牛头刨床操作技能（1）机床的操作和维护（2）手动装夹、机动装夹的区别和操作方法（3）牛头刨床的各种加工方法和工艺流程。
4. 牛头刨床的检修与维护（1）机床加工时常见的故障处理方法（2）机床的日常保养和定期维护（3）了解机床维修保养中的一些常见问题及解决办法。
三、实验内容1. 牛头刨床操作实验（1）牛头刨床各种加工方法的实操（2）手动/机动装夹的实操及技巧（3）机床加工时常见问题的解决方案的实操。
2. 牛头刨床检修实验（1）机床日常保养和检修实操（2）机床常见故障的排除实操（3）机床维修保养常见问题的解决实操。
四、课程设计要点1. 确定课程基础并引导学生逐步理解机械原理。
2. 着重讲解牛头刨床的组成结构、工作原理，并教授牛头刨床操作技能。
3. 将理论和实践紧密结合，让学生更好的理解和掌握知识。
4. 提倡学生自主思考和创新实践，培养其独立解决问题的能力。
五、课程评估方式1. 考试评估（1）理论知识考试（2）机床操作技能考试（3）检修实操和故障排除考试。
2. 实验评估（1）机床操作考核实验（2）机床检修实验。
3. 课堂表现评估（1）课堂参与度（2）课程作业、报告的完成情况。
综合以上评估方式，通过平时和期末综合评估计算出学生的总评成绩。
机械原理课程设计牛头刨床机构
机械原理课程设计牛头刨床机构机械原理课程设计牛头刨床机构一、引言在机械工程领域，机构设计和动力学是非常重要的两个方面，机构设计要求根据机器结构分析与计算制定合理的设计方案，而动力学要求对各种运动物体或力体之间的作用关系进行研究。
牛头刨床机构由于其结构简单，工作稳定，成为许多制造工人和机械学生们进行结构设计和动力学研究的首选课题之一。
因此，在机械原理课程中，牛头刨床机构的设计和分析成为了重点内容之一。
二、牛头刨床机构的定义和特点牛头刨床是一种典型的金属加工机床，主要用于加工各种型号、大小的平面和倾斜面，机床的工作台可以实现上下移动和左右滚动的运动，以便于不同大小和形状的工件进行加工。
牛头刨床的机构主要分为两部分：工作台和削切机构。
工作台是机床的支撑部分，用于支撑工件并固定到机床上，削切机构则是实现物体削切的动能部分。
牛头刨床机构的典型特点是高刚性，高精度和高效率。
牛头刨床机构中的滑动、轴承、摆线副、螺纹副、齿轮副、连杆副、平面副、直线副等各种机构被合理地布置和组合在一起构成了复杂的机构系统。
三、牛头刨床机构的设计分析（一）工作台机构设计牛头刨床的工作台机构主要由工作台、升降机构、横向移动机构、工作台固定装置等部分组成。
其中，工作台、滑座和升降机构组成了整个工作台的调节和运动机构，横向移动机构使工作台沿主轴线方向移动，工作台固定装置用于固定工件。
（二）削切机构设计牛头刨床的削切机构设计是牛头刨床机构设计的核心和难点之一。
削切机构主要由主轴、杠杆机构、导轨机构、进给装置、主轴驱动机构等部分组成，其主要功能是将电能转化为切削能，通过机构导向将切削能得以输出，从而实现对物体的削切加工。
（三）转动主轴齿轮设计转动主轴用于通过牛头刨床机构的削切机构削切工件，牛头刨床机构中的削切机构将电能转化为切削能，而转动主轴齿轮作为机构的核心部件之一，将动能由电机传递到削切机构中，完成对工件的削切加工。
四、总结以上是对牛头刨床机构设计的一个简要分析，机械原理课程设计牛头刨床机构是机械工程领域必修的课程之一，通过对其机构系统的分析和设计可以提升同学们对机器结构的认识和对工程实践的运用能力。
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. 引言牛头刨床是一种常见的传统机床，主要用于对工件表面进行刨削加工。
本文将介绍牛头刨床的原理、结构和工作方式，并通过一个机械原理课程设计的案例来详细阐述。
2. 牛头刨床的原理和结构牛头刨床主要由床身、工作台、主轴箱、横板、横臂、滑枕、刀架、送料机构、弹簧加载机构等组成。
床身是牛头刨床的基础部件，承载整个刨床的重量。
工作台是工件安装和固定的平台，通常可沿床身移动。
主轴箱负责提供刨床的切削力和刨削转矩，通过主轴箱内的减速齿轮将电机的转速转化为切削运动。
横板和横臂构成刨削机构，横板可以沿床身滑动，横臂带动滑枕和刀架进行刨削运动。
送料机构负责推动工件在刨床上进行进给运动。
弹簧加载机构用于对刀架进行加载，使刀具保持稳定的切削力。
3. 牛头刨床的工作方式牛头刨床的工作方式主要包括工件装夹、刨削运动和进给运动。
首先，将待加工的工件安装在工作台上，使用夹具进行固定，保证工件不会在加工过程中移动。
然后，通过启动电机，主轴箱将转速转化为切削运动，带动刀架进行垂直方向的往复运动，实现工件表面的刨削加工。
同时，送料机构会推动工件在工作台上进行进给运动，保持刀具和工件之间的一定切削速度，从而达到理想的加工效果。
4. 机械原理课程设计案例：牛头刨床设计与制造为了更好地理解和应用牛头刨床的原理和结构，我们进行了一个机械原理课程设计案例——牛头刨床的设计与制造。
在该设计中，我们首先进行了对牛头刨床的结构和功能的分析，明确了所需的刨床尺寸、切削范围等参数。
接下来，我们进行了刨床的结构设计，包括床身、工作台、主轴箱、横板、横臂、滑枕等部件的设计和选材。
然后，我们进行了整体装配设计，考虑了各部件之间的协调性和连接方式，确保了刨床的正常运转和稳定性。
最后，我们进行了刨床的制造过程，包括零部件的加工、装配和调试，最终完成了一台功能完备的牛头刨床。
5. 结论通过本文的介绍和机械原理课程设计案例，我们了解了牛头刨床的原理、结构和工作方式，并通过设计与制造实例深入理解了牛头刨床的设计过程和挑战。
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【原创实用版】目录1.课程设计目的和要求2.牛头刨床的工作原理及构造3.课程设计方案的选择和实施4.机构运动简图的绘制5.运动分析和动态静力分析6.设计过程中的问题解决和优化7.总结与展望正文一、课程设计目的和要求机械原理课程设计旨在帮助学生巩固所学的理论知识，掌握机构分析与综合的基本方法，培养学生进行机械创新的能力。
本次课程设计任务为设计一台牛头刨床，要求学生按照设计顺序，从方案选择到具体实施，最终完成一台具有实际功能的牛头刨床模型。
二、牛头刨床的工作原理及构造牛头刨床是一种用于金属切削的机床，其主要工作原理是利用电动机的旋转运动将刨刀的直线运动转化为刀具对工件的切削运动。
牛头刨床主要由床身、刀具、滑台、电动机等部分组成，其中导杆机构是实现刀具直线运动的关键部分。
三、课程设计方案的选择和实施在完成牛头刨床课程设计时，我们需要先选择一个合适的设计方案。
在此基础上，我们将按照以下步骤进行具体设计：1.绘制机构的运动简图，明确各部件之间的运动关系；2.对运动简图进行运动分析，求解各点的速度和加速度；3.对运动简图进行动态静力分析，计算各构件的动态负荷；4.根据分析结果，对设计方案进行优化和调整，以提高刨床的性能。
四、机构运动简图的绘制在实施设计方案时，首先需要绘制牛头刨床机构的运动简图。
运动简图应包括床身、刀具、滑台、电动机等主要部件，并标明各部件之间的运动关系。
五、运动分析和动态静力分析在绘制好运动简图后，需要对刨床的各点进行运动分析和动态静力分析。
具体包括：1.对各点进行速度分析，求解其速度；2.对各点进行加速度分析，求解其加速度；3.对各构件进行动态静力分析，计算其动态负荷。
六、设计过程中的问题解决和优化在设计过程中，可能会遇到一些问题，如运动不顺畅、负荷过大等。
针对这些问题，需要对设计方案进行优化和调整，以提高刨床的性能。
七、总结与展望本次牛头刨床课程设计使我们深入了解了机械原理和机构设计，提高了我们的创新能力和实践能力。
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
牛头刨床是一种常见的木工机械，用于加工木材的平面和形状。
它是通过一系列的机械原理实现工作的。
牛头刨床的主要原理是通过旋转刀具和进给机构来实现加工木材的目的。
牛头刨床的刀具通常是安装在转动的主轴上的，而进给机构则用来控制工件在刀具上的进给速度。
这样，当主轴旋转时，刀具与工件之间形成相对运动，从而实现对木材的切削加工。
牛头刨床还采用了传动装置来驱动主轴的旋转。
传动装置通常由电机、皮带或齿轮等组成。
电机作为动力源，通过皮带或齿轮将动力传递给主轴，从而驱动刀具的旋转。
传动装置的设计合理与否直接影响到牛头刨床的工作效果和精度。
牛头刨床还具有稳定性和支撑装置。
为了确保牛头刨床在工作过程中的稳定性，通常会在刨床底部安装支撑装置，如脚轮或支架。
这些支撑装置可以提供稳定的支撑力，防止刨床在加工过程中发生晃动或倾斜。
牛头刨床还具有调节装置和安全装置。
调节装置用于调整刀具的高度和角度，以适应不同的加工需求。
安全装置则用于保护操作人员的安全，如防护罩、紧急停机按钮等。
牛头刨床是一种基于旋转刀具和进给机构的木工机械。
通过传动装置驱动刀具旋转，实现对木材的切削加工。
同时，稳定性和支撑装
置、调节装置和安全装置也是牛头刨床的重要组成部分。
牛头刨床的工作原理和结构设计直接影响到其加工效果和安全性。
因此，在使用牛头刨床时，需要熟悉其原理和结构，正确操作和维护刨床，以确保工作的顺利进行。
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2.求原动件上运动副中心 A 的 v A ＇和 a A
v A 2 =ω 1 l O2A ＝0.603m/s
式中 v A2 ——B 点速度（m/s） 方向丄 AO 2 a A =ω 1 2 l O2 A =4.04m/s 2
式中 a A ——A 点加速度（m/s 2 ）,方向 A →O 2 3.解待求点的速度及其相关构件的角速度 由原动件出发向远离原动件方向依次取各构件为分离体，利用绝对运动与牵连运动和相对运动关系矢量 方程式，作图求解。 （1）列出 OB 杆 A 点的速度矢量方程 根据平面运动的构件两点间速度的关系 绝对速度=牵连速度+相对速度
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2011-7-21
机械原理课程设计
B 点速度为Ｖ B4 ，方向与 v A2 同向.
（４）列出 C 点速度矢量方程，作图求解 V C6 、V C6B4
V C6 =
Ｖ B4 +
V C6B4
方向：
水平
丄 BＯ 4
丄 BC
大小：
？
通过作图，确定Ｃ点速度为
ω 4l bO4
？
V CB =µ v bc=0.0086m/s
2 位置受力分析表
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项
Fi6
位
目
置
2
350
单位
N
机械原理课程设计
Fi4 44.37
Mi4 大小 21.21 N.m
方向 顺时针
lh4
0.3091 m
项 目
位 置
2
单位
P
N56=N65
9000
9350 N
N54=N54
N34=N23
9350
13654.5
My 大小
5270.06 N.m
将所有位置的机构阻力，各运动副中的反作用力和平衡力矩 M y 的结果列入表中：
动态静力分析过程：
在分析动态静力的过程中可以分为刨头，摇杆滑块，曲柄三个部分。
首先说明刨头的力的分析过程：
对于刨头可以列出以下力的平衡方程式：
∑F=0 P + G6 + Fi6 + R45 + R16 = 0
方向： ∥x 轴 ∥y 轴
3.2 设计数据
导杆机构的运动分析
导杆机构的动静态分析
n2
lo2o4
lo2A
lo4B
lBC
lo4s4
xs6
ys6 G4
G6
P
yp
Js4
r/min mm
N
mm kg.m2
Ⅱ 72
430 110 8100 0.36o4B 0.5o4B 180 40 220 620 8000 100 1.2
飞轮转动惯量的确定
方向 顺时针
4.3. 齿轮机构的设计
已知 电动机、曲柄的转速 n o, 、n 2 ，皮带轮直径 d o, 、d o,, ，某些齿轮的齿数 z，模数 m。分度圆压
力角α ；齿轮为正常齿制，工作情况为开式传动。
要求 计算齿轮 z 2 的齿数，选择齿轮副 z 1 - z 2 的变位系数，计算这对齿轮的各部分尺寸，用 2 号图 纸绘制齿轮传动的啮合图。
4
684 4
0113 0195 .275
1
顺时
针
4. 2 导杆机构的动态静力分析
已知 各构件的重量 G（曲柄 2、滑块 3 和连杆 5 的重量都可忽略不计），导杆 4 绕重
心的转动惯量 Js4 及切削力 P 的变化规律。 要求 求各运动副中反作用力及曲柄上所需要的平衡力矩。以上内容做在运动分析的
同一张图纸上。
先列出构件２、４上瞬时重合点Ａ（Ａ 2 ，Ａ 4 ）的方程，未知数为两个，其速度方程：
Ｖ A4
＝
v A2 +
v A4 A2
方向：丄ＡＯ 4
丄 AO 2
∥ＡＯ 4
大小： ？
ω 1 l O2 A
？
（２）定出速度比例尺 在图纸中，取 p 为速度极点，取矢量 pa 代表 v A2 ,则速度比例尺µ v（m• s −1 /mm）
+
方向:
∥BC
⊥O4B
大小：
R54
？
力矩平衡方程式：
Fi4 +
∥a4
m4a4
G4 +
∥y 轴
220
R14=0
?
?
∑M=0 R54*h54-R34*h34-Mi4-Fi4*hi4-G4*h4=0
由此可以求得 R34 的大小：R34= 13654.5 N 所以： 位置 4 R32=13654.5 在摇杆上可以得到 R34=-R32
要求Ｃ点加速度，得先求出Ｂ点加速度，要求出 B 点的加速度，则需要求出 A 点的加速度，再根据 A
点的加速度作图求出：
aA= anA +
aτ A=
a no2
+
a
r A
4
A
3
+
a
k A
4A3
方向： ？ B → A 丄ＡＢ A → O 2 ∥ＡＢ
丄ＡＢ
大小：？
ω 4 2 l AO4
(2)定出加速度比例尺
课程设计说明书
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 72r/min,刨刀的行程 H 在 300mm 左右为好，切削阻力约为 8000N，其变化规律如图 所示。
齿轮机构的设计
δ
no’
zzz
J
J
J
J
d
d
mm
α无 凸
1
o” 1” o2
o1
o”
o’
o’
o’ ’ 12
o’ ’ 1’
轮
任
务
r/
kg.m2
mm
。
min
Ⅱ 0. 14 1 1 5 0 0 0 0 1 3 16 40 5 9 0 .5 .3 .2 .2 00 00
6 3. 2 50
四、设计内容 4.1 导杆机构的运动分析
置的做法如图 4－2；取滑块 6 在上极限时所对应的曲柄位置为起始位置 1，按转向将曲柄圆周十二等分，
得十二个曲柄位置，显然位置 8 对应于滑块 6 处于下极限的位置。再作出开始切削和中止切削所对应的 1’
和 8’两位置。共计 14 个机构位置。
m/s
m/ s2
3）作速度，加速度多边形。选取速度比例尺 µv =0.0168（ mm ）和加速度比例尺 µa =0.0168（ mm ），
步骤:
(1) 首先根据已知的条件求出 z 2 的齿数。
i O' 2 = n O'' / n 2 =z 1' *z 2 /z 1 *z O''
机械原理课程设计
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 所作的圆弧高的平分线上。 要求 做机构的运动简图，并作机构两位置的速度、加速度多边形以及刨头的运动线图。以上内容与 后面的动静力分析一起画在 1 号图纸上。 曲柄位置图的作法为取 1 和 89为工作形成起点和终点对应的曲柄位置，19和 79为切削起点和终点所 对应的位置，其余 2，3…12 等，是由位置 1 起顺ϖ2 方向将曲柄圆周作 12 等分的位置。
与 a6 反向
∥BC
∥y 轴
大小： 9000
800
-m6a6
?
?
以作图法求得:
位置 2 R45 = 9350 N
R16 = 1125 N
力矩平衡方程式：
∑M=0 P*yp+G6*hg+Fi6*h6+R16*h16=0
我们还可以得到：
R45=R65
对于摇杆滑块机构可以列出平衡方程式：
∑F=0
R54
+ R34
用相对 运动图解法作该两个位置的速度多边形和加速度多边形，并将起结果列入表。
导杆机构的速度加速度图作图过程
1.选取长度比例尺µ l ，作出机构在位置 2 的运动简图。
如一号图纸所示，选取µ l =l O2A /O 2 A（m/mm)进行作图，l O2A 表示构件的实际长度，O 2 A 表示构 件在图样上的尺寸。作图时，必须注意µ l 的大小应选得适当，以保证对机构运动完整、准确、清楚的表达， 另外应在图面上留下速度多边形、加速度多边形等其他相关分析图形的位置。
？
V C6B4 2 /l BC
?
已求出（如图）
由上式可得：
a c =4.05m/s 2
将代表
a
t a4
的矢量