机械原理课程设计——牛头刨床
《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。
机械原理课程设计——牛头刨床
对于滑块中心D 点分析
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对摇杆进行分析
十二、飞轮转动惯量的计算
计算阻力距 确定等效力矩 确定最大盈亏功 估算飞轮转动惯量
Wmax 900 Wmax JF 2 2 2 213.7kg m2 (1 [ ]) π n1 [ ]
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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 工作台进给方案
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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
工作台横向进给运动 工作台垂直进给运动
十一、主机构受力分析
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三、三维模型示意图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ三维模型示意图
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四、设计内容
课题：牛头刨床
1．对导杆机构进行运动分析 设 计 内 容 2．对导杆机构进行动态静力分析
3. 用UG模拟仿真运动校核机构运动分析和动态静 力分析结果
4. 确定电动机功率与型号 5. 减速装置的设计
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五、机构方案的初步确定
方案一
方案三
方案二
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五、机构方案的初步确定
功能要求
方 案 对 比
可动性
传递性能 动力性能 制造工艺及经济性
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六、对方案二的性能分析
（1）机械功能分析
杆1、2、3、6为曲柄摇杆，曲柄1为原动件，作 周期往复运动，使滑块同时周期往复运动，带动导 杆摆动，从而使得滑块4上下往复运动带动刨刀在 水平轨道上来回运动。 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。
机械原理课程设计---牛头刨床说明书
机械原理课程设计牛头刨床说明书负责人：学院：机电工程学院班级：学号：日期： 2013年 7 月 11 日目录第1章设计任务1.1 设计任务 (3)1.2 原始参数 (4)第2章运动方案设计2.1 主机构方案（选型） (5)2.2 齿轮传动机构方案 (7)第3章电动机的选择3.1 电动机的功率 (8)3.2 电动机的型号 (8)第4章齿轮机构设计4.1 传动比的分配 (10)4.2 齿轮机构的设计 (10)第5章主机构的设计5.1 主机构运动分析 (12)5.2 主机构受力分析 (16)第6章速度波动调节w的计算 (26)6.1 Δmax6.2 飞轮的设计 (26)第7章总结7.1 体会心得 (30)7.2 参考文件 (32)第1章设计任务1.1 设计任务中小型牛头刨床的主运动(见机床)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。
大型牛头刨床多采用液压传动，滑枕基本上是匀速运动。
滑枕的返回行程速度大于工作行程速度。
由于采用单刃刨刀加工，且在滑枕回程时不切削，牛头刨床的生产率较低。
机床的主参数是最大刨削长度。
牛头刨床主要有普通牛头刨床、仿形牛头刨床和移动式牛头刨床等。
普通牛头刨床(见图)由滑枕带着刨刀作水平直线住复运动，刀架可在垂直面内回转一个角度，并可手动进给，工作台带着工件作间歇的横向或垂直进给运动，常用于加工平面、沟槽和燕尾面等。
仿形牛头刨床是在普通牛头刨床上增加一仿形机构，用于加工成形表面，如透平叶片。
移动式牛头刨床的滑枕与滑座还能在床身(卧式)或立柱(立式)上移动，适用于刨削特大型工件的局部平面。
牛头刨床一种刨床，利用住复运动的刀具切割已固定在机床工作平台上的工件〔一般用来加工较小工件)。
机床的刀架状似牛头，故名。
1.2 原始参数牛头刨床传动装置原始参数：方案平均数度mv(mm/s)变化系数k刨刀冲程H(mm)切削阻力rF(N)空行程摩擦阻力'r F（N）IV580 1.50 400 4000 200方案越程量ΔS(mm)刨头重量（N）杆件线密度（kg/m）不均匀系数[δ]IV20 620 300 0.05 第2章运动方案设计2.1 主机构方案主机构方案图：主机构尺寸计算：11*180+-=K K θ (2-1)36=θ ABm w HV )(θπ+= (2-2) 30ABAB n w π=(2-3) s rad /47.5w AB =)/11(60K H v n mAB+=∴ (2-4) min /2.52r n AB =2sin2θH L CD =(2-5) mm L CD 21.647=CD ACL L 53= (2-6) mm L AC33.388=CD CF L L 96.0= (2-7) mm L CF 32.621=2sinθAC AB L L = (2-8) mm L AB 00.120=CD DEL L 41= (2-9) mm L DE80.161=2.2 齿轮传动机构方案电动机的转速大概是n=1440r/min ，而min /2.52n r AB = ,所以 总传动比大概是58.272.521440==总i ，所以采用三级减速装置，第一级采用皮带，后两级采用展开式二级圆柱齿轮减速器。
机械原理课程设计牛头刨床
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---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。
机械原理课程设计牛头刨床
09机械原理课程设计——牛头刨床(速度分析与受力分析附于最后)说明书工作原理 (3)一.设计任务 (4)二.设计数据 (4)三.设计要求 (4)1、运动方案设计 (4)2、确定执行机构的运动尺寸 (4)3、进行导杆机构的运动分析 (5)4、对导杆机构进行动态静力分析 (5)四.设计方案选定 (5)五. 机构的运动分析 (6)1. 4点速度分析,加速度分析 (7)2. 10点速度,加速度分析 (9)六.机构动态静力分析 (11)七.数据总汇并绘图 (13)九.参考文献 (16)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。
刨头左行时，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)图d一.设计任务1、运动方案设计。
2、确定执行机构的运动尺寸。
3、进行导杆机构的运动分析。
4、对导杆机构进行动态静力分析。
5、汇总数据画出刨头的位移、速度、加速度线图以及平衡力矩的变化曲线。
二.设计数据本组选择第六组数据表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 O4B0.25 0.3 0.36 0.33 0.3 0.32 0.33 0.25 0.28表2三.设计要求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。
机械原理课程设计(牛头刨床)
机械原理课程设计学生姓名：xxx指导教师：xxx学院：xxx专业班级：xxx学号xxx2018年1月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、齿轮、飞轮等。
目录1、课程设计任务书 (3)(1)工作原理及工艺动作过程 (3)(2)原始数据及设计要求 (4)2、设计（计算）说明书 (5)（1）画机构的运动简图 (5)（2）机构运动分析 (7)对位置120°点进行速度分析和加速度分析 (7)（3）对位置120°点进行动态静力分析 (11)3、摆动滚子从动件盘形凸轮机构的设计 (14)4、齿轮的设计 (17)5、参考文献 (18)6、心得体会 (19)7、附件 (19)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。
机械原理课程设计牛头刨床设计
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。
机械原理大作业——牛头刨床
机械原理大作业——牛头刨床牛头刨床是一种常见的机械设备，广泛应用于木工加工行业。
它主要用于对木材进行刨削，以获得平整的表面和精确的尺寸。
本文将详细介绍牛头刨床的工作原理、结构组成、操作步骤以及相关注意事项。
一、工作原理牛头刨床的工作原理基于刨床刀具的旋转和木材的挪移。
刨床刀具通常由多个刀片组成，固定在刨床刀轴上。
当刨床启动时，刀轴开始旋转，刀片切入木材表面，并将其刨削。
同时，木材被放置在刨床工作台上，工作台会通过传动装置使木材沿水平方向挪移，从而实现对木材的刨削。
二、结构组成牛头刨床主要由以下几个部份组成：1. 床身：刨床的主体部份，通常由铸铁或者钢板制成，具有足够的强度和刚性。
2. 工作台：用于放置木材的平台，通常由铸铁制成，具有平整的表面和可调节的高度。
3. 刀轴：刨床刀具的旋转轴，通常由钢材制成，固定在床身上，并通过机电带动旋转。
4. 刀座：用于固定刨床刀具的部件，通常由铸铁制成，固定在刀轴上。
5. 传动装置：用于驱动工作台沿水平方向挪移的装置，通常由机电和传动皮带组成。
三、操作步骤1. 准备工作：确保牛头刨床的工作环境干净整洁，刨床刀具安装完好，工作台调整到适当的高度。
2. 放置木材：将待刨削的木材放置在工作台上，并确保其与刨床刀具没有干涉。
3. 启动刨床：按下启动按钮，刨床开始运转。
此时，刨床刀具开始旋转，木材开始被刨削。
4. 调整刨削深度：根据需要，通过旋转调节手柄或者调节杆，调整刨床刀具的刨削深度。
刨削深度的调整应逐渐进行，以避免过度刨削。
5. 挪移木材：通过操作传动装置，使工作台沿水平方向挪移，从而使木材被刨削的表面逐渐变化。
6. 检查刨削效果：定期住手刨床，检查刨削的木材表面，确保其平整度和尺寸精确度符合要求。
7. 完成工作：刨削完成后，关闭刨床，并将刨床刀具进行清洁和保养。
四、注意事项1. 操作人员应穿戴好防护设备，如安全眼镜和手套，以避免意外伤害。
2. 在操作过程中，应保持专注，避免分散注意力，以防止意外发生。
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。
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
机械原理课程设计说明书-牛头刨床的运动分析与设计
机械原理课程设计说明书-牛头刨床的运动分析与设计一、设计目标本机械原理课程设计的目标是对牛头刨床进行运动分析与设计，通过分析刨床的运动原理和结构特点，设计出合理的刨床结构，确保刨床的运动稳定性和工作效率。
二、刨床的运动分析1. 刨床的基本运动牛头刨床的基本运动包括主轴转动、工作台进给运动和刀架进给运动。
主轴转动通过电动机驱动刨刀进行旋转，实现刨削工作。
工作台进给运动使工件在水平平面上进行进给运动，供刀架进行刨削。
刀架进给运动使刀架在垂直于工作台的方向上进行进给，并在工件刨削时左右平移，调整刨削的位置。
2. 刨床的运动传动刨床的运动传动主要通过齿轮传动和导轨传动实现。
主轴转动通过电动机通过齿轮传动带动主轴实现。
工作台进给运动通过齿轮和导轨的组合实现，工作台在导轨上进行水平移动。
刀架进给运动通过螺杆和导轨的组合实现，螺杆带动刀架进行垂直平移，并在导轨上进行水平移动。
三、刨床结构设计基于上述运动分析，对牛头刨床进行结构设计如下：1. 主轴结构：主轴采用直径大、刚度高的优质轴承，保证刨床的稳定性和工作效率。
主轴和电动机通过齿轮传动连接，确保刨床主轴的转动平稳。
2. 工作台结构：工作台采用结实的铸铁材料，设计为可拆卸结构，方便工件的放置和取出。
工作台通过导轨和齿轮传动实现水平进给运动，导轨和齿轮选用耐磨材料，减小运动阻力。
3. 刀架结构：刀架采用铸铁材料，设计为可调节结构，方便调整刨削位置。
刀架通过螺杆和导轨的组合实现垂直进给运动和水平进给运动，确保刀具与工件的接触面平整。
四、设计流程1. 进行刨床的运动分析，确定刨床的基本运动和运动传动方式。
2. 根据运动分析结果，进行刨床的结构设计，包括主轴结构、工作台结构和刀架结构。
3. 设计刨床各部件的尺寸和连接方式，确保结构的牢固性和可拆卸性。
4. 进行刨床的总体装配和调试，确保刨床的运动平稳和工作效率。
5. 测试刨床的性能和稳定性，进行必要的调整和改进。
五、安全注意事项1. 在使用刨床时，应仔细阅读操作指南，并按照操作规程进行操作。
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。
机械原理课程设计---牛头刨床设计
机械原理课程设计(论文)题目: 牛头刨床设计学生姓名: 陈嵩专业: 机械类学号: 222010322210147班级： 2010级5班指导教师：李华英成绩：工程技术学院2012年7月目录0.绪论……………………………………………………………………………………….0.1 设计目的…………………………………………………………………………….0.2 设计要求…………………………………………………………………………….0.3 设计任务…………………………………………………………………………….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……………………………………………………………………….4. 绘制系统工作循环图……………………………………………………………………5. 机构尺度参数确定……………………………………………………………………….6. 主执行机构的运动分析（计算机编程）……………………………………………7. 主执行机构的运动分析及动态静力分析（作图法）……………………………… 7.1 主执行机构的运动分析………………………………………………………….7.2 主执行机构的动态静力分析………………………………………………………….8. 凸轮机构的曲线设计………………………………………………………………………8.1 凸轮机构位移曲线的设计………………………………………………………….8.2 凸轮机构轮廓曲线的设计………………………………………………………….9.飞轮设计和原动机功率的校核………………………………………………….参考文献………………………………………………………………………………………牛头刨床设计0 绪论在以机械学为主干学科的各专业教学计划中,《机械原理课程设计》是主要的专业基础课之一,是必修课,是培养学生机械设计能力的重要环节.机械原理课程设计的目的在于进一步巩固和加深学生所学的理论知识,培养学生独立解决机械设计中的实际问题的能力,使学生对于机构的综合以及运动学和动力学分析有一个较完整的概念;并进一步提高学生的计算,绘图和计算机辅助设计的能力。
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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。
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。
§1.3．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。
§1.4．课程设计的数据方案导杆机构的运动分析导杆机构的动态静力分析n2 l0204 l02A l04B lBC l04S4 xS6 yS6 G4 G6 P yp JS4r/min mm N mm Kg.m2 64 350 90 580 0.3l04B 0.5l04B 200 50 220 800 9000 80 1.2二．运动分析及程序常见牛头刨床机构设计方案如下图（程序计算部分是根据这个方案中编写的，以下图中的状态为起始点）§2.1拆分杆组该六杆机构可看成由Ⅰ级机构、一个RPRⅡ级基本组和一个RRPⅡ级基本组组成的，即可将机构分解成图示三部分。
§2.2方案分析及其评价：1，机构具有确定运动，F=3*5-(2*7+1)=1,曲柄为机构原动件。
2,通过曲柄带动摆动导杆机构和滑块机构使刨刀往复移动,实现切削功能，能满足功能要求.且滑块行程可以根据杆长任意调整；3,工作性能, 工作行程中，刨刀速度较慢，变化平缓符合切削要求, 摆动导杆机构使其具有急回作用，可满足任意行程速比系数K的要求；4,传递性能, 机构传动角恒为90度，传动性能好，能承受较大的载荷，机构运动链较长，传动间隙较大；5,动力性能,传动平稳，冲击震动较小.6,结构合理性,结构简单合理,尺寸和重量也较小,制造和维修也较易.7,经济性，无特殊工艺和设备要求,成本较低.§2.3程序编写过程如图所示，建立O4-xy坐标系，并确定O2、A、O4、B、C编号分别为1，2（3），4，5，6，选定参考点7。
根据已知条件：X(O2)=X(1)=0,Y(O2)=Y(1)=430,X(O4)=X(4)=0,Y(O4)=Y(4)=0, X(7)=0,Y(7)=810，编写主程序。
1）为计算出Ⅰ级机构上A点的位置及运动参数，应调用Mcrank子程序，在此之前应确定子程序的形参i,j,a,b,此机构中,i=1,j=1,a=1,b=1；2）为求出构件3上B点的位置及运动参数，应调用Mrpr子程序，在此之前应确定子程序的各形参赋值,此机构中,i=2,j=3,k=4,此时，又已知数据有，L(2)=L(4)=0,L(3)=810.其他参数b,c,d,e 分别是2，3，4，5；3）为求出滑块上C点的位置及运动参数，应调用Mrrp子程序，在此之前应确定子程序的各形参赋值,此机构中,i=5,j=6,b=5,c=6,r=a=7,m=1；§2.4程序说明1）对程序中不赋值的变量，计算机自动取0值，如滑块6与x轴的夹角在调用Mrrp之前不赋值，按0计算；2）用曲柄得角位置φ1作循环变量，计算出它在360°之内的变化情况，循环步长取30°，只取小数点后两位。
机械原理课程设计——牛头刨床设计说明书（3）待续2008-11-21 02:162.6．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。
在各个构件构成的的运动副中Pl=6,Ph=1.凸轮和转子、2杆组成运动副中有一个局部自由度，即F'=1。
机构中不存在虚约束。
.由以上条件可知：机构的自由度F=3n-(2Pl+Ph-p')-F'=1机构的原动件是凸轮机构，原动件的个数等于机构的自由度，所以机构具有确定的运动。
（2）机构传动功能的实现在原动件凸轮1带动杆2会在一定的角度范围内摇动。
通过连杆3推动滑块4运动，从而实现滑块(刨刀)的往复运动。
（3）主传动机构的工作性能凸轮1 的角速度恒定，推动2杆摇摆，在凸轮1 随着角速度转动时，连杆3也随着杆2 的摇动不断的改变角度，使滑块4的速度变化减缓，即滑块4的速度变化在切削时不是很快，速度趋于匀速；在凸轮的回程时，只有惯性力和摩擦力，两者的作用都比较小，因此，机构在传动时可以实现刨头的工作行程速度较低，而返程的速度较高的急回运动。
传动过程中会出现最小传动角的位置，设计过程中应注意增大基圆半径，以增大最小传动角。
机构中存在高副的传动，降低了传动的稳定性。
（4）机构的传力性能要实现机构的往返运动，必须在凸轮1 和转子间增加一个力，使其在回转时能够顺利的返回，方法可以是几何封闭或者是力封闭。
几何封闭为在凸轮和转子设计成齿轮形状，如共扼齿轮，这样就可以实现其自由的返回。
机构在连杆的作用下可以有效的将凸轮1的作用力作用于滑块4。
但是在切削过程中连杆3和杆2也受到滑块4的作用反力。
杆2回受到弯力，因此对于杆2 的弯曲强度有较高的要求。
同时，转子与凸轮1 的运动副为高副，受到的压强较大。
所以该机构不适于承受较大的载荷，只使用于切削一些硬度不高的高的小型工件。
该机构在设计上不存在影响机构运转的死角，机构在运转过程中不会因为机构本身的问题而突然停下。
（5）机构的动力性能分析。
由于凸轮的不平衡，在运转过程中，会引起整个机构的震动，会影响整个机构的寿命。
所以在设计使用的过程中应处理好机械的震动问题，可以增加飞轮减少机械的震动，以免造成不必要的损失和危险。
（6）机构的合理性此机构使用凸轮和四连杆机构，设计简单，维修，检测都很方便。
同时，机构的尺寸要把握好，如杆2太长的话，弯曲变形就会很大，使杆2承受不了载荷而压断，如果太短的话，就不能有效的传递凸轮1 的作用力和速度。
同时。
凸轮具有不平衡性，在设计中尽量使凸轮的重量小一些，减小因为凸轮引起的整个机构的不平衡和机器的震动。
（7）机构的经济性该机构使用的连杆和凸轮都不是精密的结构，不需要特别的加工工艺，也不需要特别的材料来制作，也不需要满足特别的工作环境，所以该机构具有好的经济效益，制作方便，实用。
不过机器的运转可能会造成一定的噪音污染；凸轮机构为高副机构，不宜承受较大的载荷。
§3.2方案二3.2.1方案二的设计图3.2.2方案二的运动分析和评价（1）运动是否具有确定的运动该机构由齿条、扇形齿轮3、滑块2和杆1组成，其中杆1为主动件。
滑块2以移动副的方式和扇形齿轮3连在一起。
机构具有3个活动构件。
机构中的运动副有原动件1的铰接，1和2的转动副以及2和3的移动副。
机构中的运动副全都是低副，且Pl=4.在该机构中没有高副，也不存在局部自由度和虚约束。
由此可知：F=3n-(2Pl+Ph-p')-F'=1机构中有一个原动件，原动件的个数等于该机构的自由度。
所以，该机构具有确定的运动。
（2）机构功能的实现根据机构图可知，整个机构的运转是由原动件1带动的。
杆1通过滑块2带动扇形齿轮3的运动。
扇形齿轮3和与刨头连接的齿条啮合。
从而实现刨刀的往复运动。
（3）机构的工作性能该机构中原动件1对滑块2的压力角一直在改变。
但是原动件1的长度较小，扇形齿轮的半径较大，即原动件1的变化速度对于扇形齿轮3的影响不是很大，同时机构是在转速不大的情况下运转的，也就是说，在扇形齿轮作用下的齿条的速度在切削过程中变化不大。
趋于匀速运行。
原动件1在滑块2上的速度始终不变，但是随着原动件1的运转，在一个周期里，BC 的长度由小到大，再变小。