任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘ppt
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牛头刨床PPT课件
位置角度分别为30°、150°、270 °，分析过程：
.
23
电动机功率: 额定功率>=工作要求的功率
Pd Pw / η Pd执行机构实际需要的电动机输出功率，kW Pw执行机构需要的输入功率，kW 电动机至执行机构之间传动装置的总效率
.
24
.
25
.
26
10. 凸轮的设计 （略）
.
27
工作台要能间歇移动，螺旋必须作间歇转动，在螺旋机 构之前串联一个间歇转动机构，且与刨刀切削运动执行机构 相联，可以方便实现切削运动和横向进给运动的协调配合。
.
11
3. 机构的选型 4.3.1 辅助执行机构的选型
能够实现将连续回转运动转化成间歇转动的机构有：槽轮 机构、棘轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构。
.
12
4. 原动机的选用
.
13
4. 原动机的选用 牛头刨床属于一般的机械加工设备，要求有较高的驱
动效率和较高的运动精度，动力源选用交流异步电动机能 满足工作性能需要，考虑到执行机构的速度较低和电动机 的经济型，可选用同步转速为1500r/min或1000r/min的电 动机。
.
14
初选电动机满载转速。
.
21
8. 主执行机构的运动分析 8.2 图解法运动分析
用相对运动图解法对其中的 一个位置加以验证，位置角度分 别为30°、150°、270 °。
设计计算说明书中，必须 包括图解法分析的过程。主执行 机构的机构运动简图、速度多边 形和加速度多边形还应画在1号 图纸上，并分别注明比例尺。
.
22
9. 主执行机构的动态静力分析 用图解法对主执行机构的一个位置进行动态静力分析，
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电动机功率: 额定功率>=工作要求的功率
Pd Pw / η Pd执行机构实际需要的电动机输出功率，kW Pw执行机构需要的输入功率，kW 电动机至执行机构之间传动装置的总效率
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10. 凸轮的设计 （略）
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工作台要能间歇移动，螺旋必须作间歇转动，在螺旋机 构之前串联一个间歇转动机构，且与刨刀切削运动执行机构 相联，可以方便实现切削运动和横向进给运动的协调配合。
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3. 机构的选型 4.3.1 辅助执行机构的选型
能够实现将连续回转运动转化成间歇转动的机构有：槽轮 机构、棘轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构。
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4. 原动机的选用
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4. 原动机的选用 牛头刨床属于一般的机械加工设备，要求有较高的驱
动效率和较高的运动精度，动力源选用交流异步电动机能 满足工作性能需要，考虑到执行机构的速度较低和电动机 的经济型，可选用同步转速为1500r/min或1000r/min的电 动机。
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初选电动机满载转速。
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8. 主执行机构的运动分析 8.2 图解法运动分析
用相对运动图解法对其中的 一个位置加以验证，位置角度分 别为30°、150°、270 °。
设计计算说明书中，必须 包括图解法分析的过程。主执行 机构的机构运动简图、速度多边 形和加速度多边形还应画在1号 图纸上，并分别注明比例尺。
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9. 主执行机构的动态静力分析 用图解法对主执行机构的一个位置进行动态静力分析，
任务1-牛头刨床传动机构运动简图测绘 PPT
2)、局部自由度
不影响机构输出运动的自由度，称为局部自由度。
处理：排除。
例
F ＝ 3n － 2PL － PH 3 3 1
× ＝＝32 －2 －
F＝3n－2PL－PH ＝3 －2 2 －2 1
＝1
√
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
3)、虚约束
不产生实际约束效果的重复约束。
处理：排除。
2
2
1
3
1
5
3
4
F＝3n－2PL－PH ＝3 －3 2 4－ 0 ＝1
4
F＝3n－2PL－PH ＝3 －4 2 －6 0 ＝0
×
F＝3n－2PL－PH
√ ＝3 3－2 －4 0
＝1
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
虚约束常发生在下列情况
1、两构件在同一轴线上形成多个转动副。（两轴承支承一根轴） 2、两构件在同一导路或平行导路上形成多个移动副。 3、同一构件和两个转动副去连接两构件上距离始终不变的两 动点。
4. 请陈述机构(运动链)具有确定相对运动的条件
5. 自由度计算中应注哪几种特殊情况？
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
【教师讲授、分析引导】 自由度计算时对复合铰链、局部自由度、虚约束等几种特殊情 况的处理
1）复合铰链 k个构件(k3)在同一处构成共轴线的转动副。
（已知滑枕导轨与摆杆转动中心距离为800mm，大斜齿轮转 动中心与摆杆转动中心距离为400mm））
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
【导杆机构参考图】
不影响机构输出运动的自由度，称为局部自由度。
处理：排除。
例
F ＝ 3n － 2PL － PH 3 3 1
× ＝＝32 －2 －
F＝3n－2PL－PH ＝3 －2 2 －2 1
＝1
√
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
3)、虚约束
不产生实际约束效果的重复约束。
处理：排除。
2
2
1
3
1
5
3
4
F＝3n－2PL－PH ＝3 －3 2 4－ 0 ＝1
4
F＝3n－2PL－PH ＝3 －4 2 －6 0 ＝0
×
F＝3n－2PL－PH
√ ＝3 3－2 －4 0
＝1
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
虚约束常发生在下列情况
1、两构件在同一轴线上形成多个转动副。（两轴承支承一根轴） 2、两构件在同一导路或平行导路上形成多个移动副。 3、同一构件和两个转动副去连接两构件上距离始终不变的两 动点。
4. 请陈述机构(运动链)具有确定相对运动的条件
5. 自由度计算中应注哪几种特殊情况？
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
【教师讲授、分析引导】 自由度计算时对复合铰链、局部自由度、虚约束等几种特殊情 况的处理
1）复合铰链 k个构件(k3)在同一处构成共轴线的转动副。
（已知滑枕导轨与摆杆转动中心距离为800mm，大斜齿轮转 动中心与摆杆转动中心距离为400mm））
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
【导杆机构参考图】
牛头刨床工作原理
1.棘轮机构的工作原理:
当主动摆杆逆时针摆动时，摆杆上铰接的主动棘 爪插入棘轮的齿槽中，推动棘轮同向转动一定角 度，制动在棘轮的背上滑过。当摇杆逆时针方向 转动，棘轮在齿背上滑过，止回棘爪阻止棘轮反 向转动，此时主动棘爪在棘轮的齿背上滑回原位， 棘轮静止不动。此机构将主动件的往复摆动转换 为从动棘轮的单向间歇转动。
连杆机构的急回特性
1.凸轮机构特点及运用：
优点：简单紧凑,易于设计,只要适当的设计凸
轮轮廓,就可以实现复杂或特殊的运动；
缺点：凸轮轮廓曲线加工比较复杂,易磨损,不
便润滑,故传力不大。
应用：自动机 半自动机。
2.凸轮机构的分类：
1.按凸轮形状分类： 盘形凸轮 移动凸轮 圆 柱凸轮；
2.按从动件的形式分 类 ：尖顶从动件 滚 子从动件 平底从动件 球面底从动件。
牛头刨床机械系统及工 作原理
牛头刨床外形图及基本参数
牛头刨床主要由床身、滑枕、 刀架、工作台、横梁等组成， 如图所示。因其滑枕和刀架形 似牛头而得名。
牛头刨床外形图 1－工作台2－刀架3－滑枕4－床身5－变速手柄 6－滑枕行程调节柄7－横向进给手柄8－横梁
牛头刨床解析
牛头刨床工作时，装有刀架的滑枕3由床身内部的摆杆 带动，沿床身顶部的导轨作直线往复运动，使刀具实现 切削过程的主运动，通过调整变速手柄5可以改变滑枕 的运动速度，行程长度则可通过滑枕行程调节柄6调节。 刀具安装在刀架2前端的抬刀板上，转动刀架上方的手 轮，可使刀架沿滑枕前端的垂直导轨上下移动。刀架还 可沿水平轴偏转，用以刨削侧面和斜面。滑枕回程时， 抬刀板可将刨刀朝前上方抬起，以免刀具擦伤已加工表 面。夹具或工件则安装在工作台1上，并可沿横梁8上的 导轨作间歇的横向移动，实现切削过程的进给运动。横 梁8还可沿床身的竖直导轨上、下移动，以调整工件与 刨刀的相对位置。
机械原理课程设计牛头刨床PPT课件
第4页/共35页
机械原理课程设计指导
P12 P13 P14 P23 P24 P34
第5页/共35页
机械原理课程设计指导
P12 P13 P14 P23 P24 P34
第6页/共35页
机械原理课程设计指导
P12 P13 P14 P23 P24 P34
第7页/共35页
机械原理课程设计指导
一、课程设计的目的与任务
第14页/共35页
3号坐标图纸
机械原理课程设计指导
第15页/共35页
机械原理课程设计指导
5、凸轮设计 确定凸轮机构的基本尺寸，选 取滚子半径，画出凸轮实际廓线。
根据摆杆加速度线图，作出摆杆位移线图，先 作出盘形凸轮的理论廓线，然后选择滚子半径，作 出实际轮廓廓线。（2号或3号图纸，参见图例）
6、齿轮设计 计算齿轮z2齿数，齿轮副变位 系数及齿轮各部分尺寸。
计划时间 （天） 0.5
2
2
第18页/共35页
机械原理课程设计指导
飞轮设 1.用惯性力法确定安装在轴O2上的飞
计
轮转动惯量JF。
1
凸轮机 1.确定凸轮机构的基本尺寸；
构设计 2.选取滚子半径；
1.5
3.画出凸轮实际廓线。
齿轮机 1.计算齿轮2的齿数；
构设计 2.选择齿轮副的变位系数；
1
3.计算齿轮传动的各部分尺寸。
注意：等效阻抗力矩和等效驱动力矩是计算出来的， 不是从图上量出来的。先计算数据，后按一定的比 例作图。每项数据保留小数点后二位数！
第22页/共35页
机械原理课程设计指导
牛
头
刨
牛床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 完成原工件的平面切削加工的机床。电动机经过减速传动装置（皮
机械原理课程设计指导
P12 P13 P14 P23 P24 P34
第5页/共35页
机械原理课程设计指导
P12 P13 P14 P23 P24 P34
第6页/共35页
机械原理课程设计指导
P12 P13 P14 P23 P24 P34
第7页/共35页
机械原理课程设计指导
一、课程设计的目的与任务
第14页/共35页
3号坐标图纸
机械原理课程设计指导
第15页/共35页
机械原理课程设计指导
5、凸轮设计 确定凸轮机构的基本尺寸，选 取滚子半径，画出凸轮实际廓线。
根据摆杆加速度线图，作出摆杆位移线图，先 作出盘形凸轮的理论廓线，然后选择滚子半径，作 出实际轮廓廓线。（2号或3号图纸，参见图例）
6、齿轮设计 计算齿轮z2齿数，齿轮副变位 系数及齿轮各部分尺寸。
计划时间 （天） 0.5
2
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第18页/共35页
机械原理课程设计指导
飞轮设 1.用惯性力法确定安装在轴O2上的飞
计
轮转动惯量JF。
1
凸轮机 1.确定凸轮机构的基本尺寸；
构设计 2.选取滚子半径；
1.5
3.画出凸轮实际廓线。
齿轮机 1.计算齿轮2的齿数；
构设计 2.选择齿轮副的变位系数；
1
3.计算齿轮传动的各部分尺寸。
注意：等效阻抗力矩和等效驱动力矩是计算出来的， 不是从图上量出来的。先计算数据，后按一定的比 例作图。每项数据保留小数点后二位数！
第22页/共35页
机械原理课程设计指导
牛
头
刨
牛床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 完成原工件的平面切削加工的机床。电动机经过减速传动装置（皮
任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘ppt课件
有一个机架 自由度大于零（F>0） 原动件数 =自由度数
拓展学习 【小组活动】
讨论：机构具有确定的相对运动的条件
【教师指导】
由前述可知，只有主动件才能独立运动，从动件是不能独立运动 的。通常每个主动件只有一个独立运动，因此机构具有确定的相 对运动的条件是：机构自由度F>0，且F等于主动件的数目。
主动件的数目不等于机构自由度数，会产生什么结果呢？ (参见右图。)
图a)为主动件数小于机构自由度的例子。由于主动件只有一 个，而机构自由度F=3×4-2×5=2，所以，当只给定主动件的位 置角时，从动件2、3、4的位置不能确定(有多解)。因此，当主动 件匀速转动时，从动件2、3、4将随机乱动。
图b)为主动件数大于机构自由度的情形。显然，除非将构件 2拉断，否则不可能同时满足主动件1、3的给定运动。
4、原动件与输出构件之间采用多组完全相同的运动链。
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
例
复
2
5
3局
1
4
7
8
虚
6
8
F＝3n－2PL－PH ＝3 7－2 9 －1 ＝2
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
【小组讨论】 1、计算牛头刨床带传动机构的自由度
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
三、平面机构的自由度
自由度构件所具独立运动的个数（确定构件位置所需 独立坐标数）。
一个完全自由的平面运动构件具有三个自由度。
y
y
x
x
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
拓展学习 【小组活动】
讨论：机构具有确定的相对运动的条件
【教师指导】
由前述可知，只有主动件才能独立运动，从动件是不能独立运动 的。通常每个主动件只有一个独立运动，因此机构具有确定的相 对运动的条件是：机构自由度F>0，且F等于主动件的数目。
主动件的数目不等于机构自由度数，会产生什么结果呢？ (参见右图。)
图a)为主动件数小于机构自由度的例子。由于主动件只有一 个，而机构自由度F=3×4-2×5=2，所以，当只给定主动件的位 置角时，从动件2、3、4的位置不能确定(有多解)。因此，当主动 件匀速转动时，从动件2、3、4将随机乱动。
图b)为主动件数大于机构自由度的情形。显然，除非将构件 2拉断，否则不可能同时满足主动件1、3的给定运动。
4、原动件与输出构件之间采用多组完全相同的运动链。
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
例
复
2
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3局
1
4
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虚
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F＝3n－2PL－PH ＝3 7－2 9 －1 ＝2
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
【小组讨论】 1、计算牛头刨床带传动机构的自由度
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
三、平面机构的自由度
自由度构件所具独立运动的个数（确定构件位置所需 独立坐标数）。
一个完全自由的平面运动构件具有三个自由度。
y
y
x
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项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
牛头刨床导杆机构的运动分析、动态静力分析
摘要——牛头刨床运动和动力分析一、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1-1a。
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，以提高生常率。
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），使工作台连同工件做一次进给运动，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，图1-1b），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图目录摘要 (III)1设计任务 (1)2 导杆机构的运动分析 (2)导杆机构的动态静力分析 (4)3.1运动副反作用力分析 (4)3.2力矩分析 (6)4方案比较 (7)5总结 (10)6参考文献 (10)《机械原理课程设计》说明书1设计任务机械原理课程设计的任务是对机器的主题机构进行运动分析。
动态静力分析，确定曲柄平衡力矩，并对不同法案进行比较，以确定最优方案。
要求根据设计任务，绘制必要的图纸和编写说明书等。
2 导杆机构的运动分析2.1 速度分析取曲柄位置1’对其进行速度分析，因为2和3在以转动副相连，所以V A2=V A3，其大小等于ω2l02A，指向于ω2相同。
取构件3和4的重合点A进行速度分析。
列速度矢量方程，得υA4 = υA3 + υA4A3大小 ? √ ?方向⊥O4A ⊥O2A ∥O4B选比例尺μv=0.004（m/s）/mm，做出速度矢量图（见图a）νA4=0.088m/sνA3=0.816m/s取5构件作为研究对象，列速度矢量方程，得υC5 = υB5 + υC5B5大小 ? √ ?方向∥XX ⊥O4B ⊥BC取速度极点p，选比例尺μv=0.004（m/s）/mm，做出速度矢量图（见图a）νC5=0.16m/sνC5B5=0.044m/s2.2 加速度分析取曲柄位置“1”进行加速度分析。
牛头刨床主传动机构设计PPT
设计参数
表3-1 设计的相关参数
导杆机构的运动分析 方 案 1 2 3 n2 r/min 60 64 72 380 350 430 110 90 110 540 580 810 lO2O4 lO2A lO4B lBC mm 0.25 lO4B 0.3 lO4B 0.36 lO4B 0.5lO4B 0.5lO4B 0.5lO4B 240 200 180 50 50 40 200 220 220 lO4S4 xS6 yS6 G4 导杆机构的动态静力分析 G6 N 700 800 620 7000 9000 8000 P yp mm 80 80 100 JS4 kg.m2 1.1 1.2 1.2
0.3 0.4 0.3
0.2 0.25 0.2
0.2 0.2 0.2
15 15 15
125 135 130
40 38 42
75 70 75
10 10 10
75 70 65
设计任务
完成实现所要求功能的方案分析，至少提出 三种方案，并绘制三种方案的机构运动简图， 并对不同方案进行评价 用图解法对给定的位置实现运动分析和力分 析 用解析法实现机构的运动学分析 用图解法设计凸轮机构 提交：A1图纸 张，A3图纸 张，计算机源 图纸1张 图纸1张 图纸 图纸 程序1份 设计说明书1份 程序 份，设计说明书 份。
a A4 = a
n A4
+a
n CB
t A4
= a A3 + a
t CBБайду номын сангаас
k A4 A3
+a
r A4 A3
aC = aB + a
+a
量得lpC=17.5mm, 可得C点加速度为aC=µalpC＝-1.75m/s2
牛头刨床
牛头刨床
牛头刨床的组成
原动部分：电动机； 传动部分：带轮机构，齿轮机构，曲轴连杆机构， 棘轮机构，螺旋机构； 执行部分：滑枕 ，工作台； 控制部分：离合手柄，变速控制手柄。
牛头刨床外形图及基本参数
牛头刨床主要由床身、滑枕、 刀架、工作台、横梁等组成， 如图所示。因其滑枕和刀架形 似牛头而得名。
牛头刨床外形图 1－工作台2－刀架3－滑枕4－床身5－变速手柄 6－滑枕行程调节柄7－横向进给手柄8－横梁
牛头刨床运动动图
牛头刨床运动简图
依靠四杆机构的连续往复运动来驱动棘爪， 从而实现棘轮的单向间歇运动。实现工作台H
计算
谢谢！
2016年1月11日
牛头刨床的组成
原动部分：电动机； 传动部分：带轮机构，齿轮机构，曲轴连杆机构， 棘轮机构，螺旋机构； 执行部分：滑枕 ，工作台； 控制部分：离合手柄，变速控制手柄。
牛头刨床外形图及基本参数
牛头刨床主要由床身、滑枕、 刀架、工作台、横梁等组成， 如图所示。因其滑枕和刀架形 似牛头而得名。
牛头刨床外形图 1－工作台2－刀架3－滑枕4－床身5－变速手柄 6－滑枕行程调节柄7－横向进给手柄8－横梁
牛头刨床运动动图
牛头刨床运动简图
依靠四杆机构的连续往复运动来驱动棘爪， 从而实现棘轮的单向间歇运动。实现工作台H
计算
谢谢！
2016年1月11日
任务1-1-牛头刨床传动机构运动简图测绘PPT课件
【小组活动】
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
1、绘制牛头刨床带传动机构运动简图
（已知小带轮直径：100； 大带轮直径：320；两带轮中心距： 385；V带型号：A1400）
2、绘制牛头刨床导杆传动机构运动简图
（已知滑枕导轨与摆杆转动中心距离为800mm，大斜齿轮转 动中心与摆杆转动中心距离为400mm））
有一个机架 自由度大于零（F>0） 原动件数 =自由度数
拓展学习 【小组活动】
讨论：机构具有确定的相对运动的条件
【教师指导】
由前述可知，只有主动件才能独立运动，从动件是不能独立运动 的。通常每个主动件只有一个独立运动，因此机构具有确定的相 对运动的条件是：机构自由度F>0，且F等于主动件的数目。
主动件的数目不等于机构自由度数，会产生什么结果呢？(参 见右图。)
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
机构运动简图的绘制方法和步骤：
1.找出机架、原动件、从动件、执行件； 2.循着运动传递路线，确定运动副的类型、数量和位置； 3.选定比例尺，按规定符号绘制运动简图； 4.标明机架、原动件和作图比例尺；
μ=构件实际长度（m）/构件图示长度（mm） 5.用简单线条和符号画出机构运动简图。
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
【导杆机构参考图】
该机构的构件总数 N=7, 活动构件数n=6, 5个转动副、3个移动 副， 1个高副。
由此可得机构的自由 度数为： F=3n-2PL-PH
=3×6-2×8-1 =1
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
牛头刨床的设计
目录一导杆机构的运动分析◆机构的运动简图-------------------------------3◆机构在位置7的速度及加速度分析---------------3◆机构在位置11的速度及加速度分析--------------6◆刨头的运动线图-------------------------------8二导杆机构的动态静力分析◆在位置11处各运动副反作用力------------------11◆在位置11处曲柄上所需的平衡力矩--------------13三飞轮设计◆飞轮转动惯量JF的确定------------------------15 四凸轮机构设计◆凸轮基本尺寸的确定--------------------------15◆凸轮实际廓线的画出--------------------------17五齿轮机构的设计◆齿轮副Z1-Z2的变位系数的确定------------------17◆齿轮传动的啮合图的绘制----------------------19六参考文献--------------------------------------19七心得体会--------------------------------------20一导杆机构的运动分析1.1机构的运动简图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。
此时要求速度较低且均匀，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。
为此刨床采用急回作用得导杆机构。
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。
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。
牛头刨床机械系统及工作原理ppt汇总演示文稿
不易精确地实现复杂的运动规律，构件惯性力难以 平衡，不宜高速。
第16页，共39页。
摆动导杆机构运动示意图
第17页，共39页。
铰链四杆机构类型的判断
第18页，共39页。
曲柄摇杆机构实图
第19页，共39页。
双曲柄机构实例
第20页，共39页。
当 LmaxLmin（L其余两杆长度之和）时——— —双摇杆机构
模 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 数
顶 65 95 80 125 67. 95 110 125 182
圆
5
.5
直
径
第33页，共39页。
变速箱齿轮几何尺寸表
档位 1
2
3
4
5
6
大斜 15.13 85.27 61.1 42.63 30.01 17.15 齿轮 转速 （r/mi n)
2.棘轮机构的类型:可分为齿啮式和摩擦式
齿啮式：结构简单、制造方便、运动可靠但传动力 较小，工作有冲击和噪音，棘轮转角只能以棘轮齿 数位单位作有级调节。
摩擦式：传动平稳，可无级调节棘轮转角,但在摩擦面
易产生相对滑动,所以运动不准确。
第28页，共39页。
齿啮式和摩擦式棘轮机构
第29页，共39页。
3.棘轮机构的特点及应用：
d=3
m
2m
m
大径 中径
D=3 d2=13.6m
2m
m
m
梯形 旋向 左
小径d3=27.2
小径d3=27.2 螺距P=6mm
第39页，共39页。
▪ 由于棘轮的齿数范围较广（一般８到３０），同时摆杆每次摆动使 棘轮转过的齿数又容易控制，所以如果要求间歇运动转动的角度很 小、或工作中需要经常调节转角大小和转动方向的场合，宜采用棘 轮机构。它的缺点是运动开始和终止的瞬间有刚性冲击，运动的平 稳性较差。此外棘爪在棘轮齿背上滑行时会产生噪声和齿尖磨损。 因此棘轮机构只适用于转速不高、转角不大或小功率的场合。
第16页，共39页。
摆动导杆机构运动示意图
第17页，共39页。
铰链四杆机构类型的判断
第18页，共39页。
曲柄摇杆机构实图
第19页，共39页。
双曲柄机构实例
第20页，共39页。
当 LmaxLmin（L其余两杆长度之和）时——— —双摇杆机构
模 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 数
顶 65 95 80 125 67. 95 110 125 182
圆
5
.5
直
径
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变速箱齿轮几何尺寸表
档位 1
2
3
4
5
6
大斜 15.13 85.27 61.1 42.63 30.01 17.15 齿轮 转速 （r/mi n)
2.棘轮机构的类型:可分为齿啮式和摩擦式
齿啮式：结构简单、制造方便、运动可靠但传动力 较小，工作有冲击和噪音，棘轮转角只能以棘轮齿 数位单位作有级调节。
摩擦式：传动平稳，可无级调节棘轮转角,但在摩擦面
易产生相对滑动,所以运动不准确。
第28页，共39页。
齿啮式和摩擦式棘轮机构
第29页，共39页。
3.棘轮机构的特点及应用：
d=3
m
2m
m
大径 中径
D=3 d2=13.6m
2m
m
m
梯形 旋向 左
小径d3=27.2
小径d3=27.2 螺距P=6mm
第39页，共39页。
▪ 由于棘轮的齿数范围较广（一般８到３０），同时摆杆每次摆动使 棘轮转过的齿数又容易控制，所以如果要求间歇运动转动的角度很 小、或工作中需要经常调节转角大小和转动方向的场合，宜采用棘 轮机构。它的缺点是运动开始和终止的瞬间有刚性冲击，运动的平 稳性较差。此外棘爪在棘轮齿背上滑行时会产生噪声和齿尖磨损。 因此棘轮机构只适用于转速不高、转角不大或小功率的场合。
第二章机构运动简图和自由度计算ppt课件
铰链五杆机构
结论：机构具有确定运动的条件是 ：
Ｆ＞０且Ｆ等于原动件数目
原动件数=F>0，运动确定
原动件数<F，运动不确定
C 3
2 C'
D' D
B
1
1
4 4
A
5
E
原动件数>F，机构破坏
2
1 1
3 4
平面机构自由度计算实例： F = 3n - 2PL - PH
n：机构中活动构件数，PL：机构中低副数； PH ：机构中高副数；F ：机构的自由度数；
三、计算自由度时的注意事项
1、复合铰链
两个以上构件在同一轴线处用转动副连接，就形成了复合铰链。 两个低副
计算：K个构件，有K－1转动副。
惯性筛机构
C处为复合铰链
n = 5, Pl = 7, Ph = 0
F = 3n - 2Pl – Ph = 3×5 -2×7 – 0 =1
例：计算图示圆盘锯机构的自由度。
n = 2, Pl = 2, Ph = 1, F = 3×2 - 2×2 – 1 =1 与实际相符
注意：实际结构上为减小摩擦采用局部自由度 处理方法：除去局部自由度，把滚子和从动件看作一个构件。
3、虚约束
有些运动副对机构的运动约束作用是重复的，称为虚约束。 计算自由度时，应除去不计。
（1）两构件构成多个导路平行的移动副，移动副其导路相互平行时，只 有一个移动副起约束作用，其余都是虚约束。
2、确定与机构相关的的尺寸：中心距、构件尺寸、导路和 回转中心，高副轮廓
3、投影平面的选择
4、选择合理的比例尺： l
实际尺寸 mm
图上尺寸(mm)
5、用规定的符号和线条绘制成简图，一般从原动件开始画。
基于ADAMS的牛头刨床的运动分析ppt课件
基于ADAMS的牛头刨床的运动 分析
1
பைடு நூலகம் 分析目的
从工程实际出发，运用虚拟样机技术，依 靠多体动力学的基本理论，利用ADAMS的 核心模块ADAMS/ View(界面模块)，对牛头 刨床的六杆机构建立虚拟样机，从而对建 立的模型进行仿真计算、动画显示和结果 分析，找出适合工业应用的最佳设计方案， 同时也为机械设备的优化设计提供了值得 参考的设计思路。
9
总结
从仿真结果可以看出牛头刨床按照设计预定的轨迹运动。没有 “卡死”现象，运动性能良好。 进行运动仿真可以通过虚拟样机调整极位夹角θ。通过机构的急 回特性提高工作效率。并可以对机构的压力角a或传动角λ进行 调整和仿真。仿真结果为进一步进行牛头刨床工作装置的优化 设计奠定了基础。
10
2
工作原理
运LLLL2的4AACDCB动垂DE已0削如机动成件六====m牛直,1305知运图构导，做杆转1m8.42距头0曲0动所。杆由圆机0速，5mmmL离刨柄的 示 六 机 曲 周 构为CmmCm为床D点1关 的 杆 构 柄 运 运，6，，，做04实到键 一 机 动 动11r刨9匀-作/现m2工0机 个 构 ， 。头-速m为i3刨作n构 六 由 带行m-，圆原4头平是 杆 摆 动。构程周动切台为
7
机构仿真分析
从图中可以看出刨头 在0.24s~0.64s之间速 度和加速度波动最大， 在0.64s~1.24s 之间 速度和加速度波动较 小，这就保证了刨头 在空行程时有急回运 动，在工作行程是由 较均匀的切削速度。
8
机构仿真分析
从图中可以看出，压 力角最大为18°，相 对较小，这样传动角 将相对较大，因此对 机构的传力性能较有 利。
3
工作要求
刨头右行时，刨刀进行切削，此时要求刨 头的速度较低且平稳。以减小原动机的容 量和提高切削质量。刨头左行时,刨刀不工 作，此时要求刨头的速度较高以提高生产 率。另外,从改善传力性能和提高机械效率 方面考虑,要求机构工作时的最大压力角 αmax尽可能小。
1
பைடு நூலகம் 分析目的
从工程实际出发，运用虚拟样机技术，依 靠多体动力学的基本理论，利用ADAMS的 核心模块ADAMS/ View(界面模块)，对牛头 刨床的六杆机构建立虚拟样机，从而对建 立的模型进行仿真计算、动画显示和结果 分析，找出适合工业应用的最佳设计方案， 同时也为机械设备的优化设计提供了值得 参考的设计思路。
9
总结
从仿真结果可以看出牛头刨床按照设计预定的轨迹运动。没有 “卡死”现象，运动性能良好。 进行运动仿真可以通过虚拟样机调整极位夹角θ。通过机构的急 回特性提高工作效率。并可以对机构的压力角a或传动角λ进行 调整和仿真。仿真结果为进一步进行牛头刨床工作装置的优化 设计奠定了基础。
10
2
工作原理
运LLLL2的4AACDCB动垂DE已0削如机动成件六====m牛直,1305知运图构导，做杆转1m8.42距头0曲0动所。杆由圆机0速，5mmmL离刨柄的 示 六 机 曲 周 构为CmmCm为床D点1关 的 杆 构 柄 运 运，6，，，做04实到键 一 机 动 动11r刨9匀-作/现m2工0机 个 构 ， 。头-速m为i3刨作n构 六 由 带行m-，圆原4头平是 杆 摆 动。构程周动切台为
7
机构仿真分析
从图中可以看出刨头 在0.24s~0.64s之间速 度和加速度波动最大， 在0.64s~1.24s 之间 速度和加速度波动较 小，这就保证了刨头 在空行程时有急回运 动，在工作行程是由 较均匀的切削速度。
8
机构仿真分析
从图中可以看出，压 力角最大为18°，相 对较小，这样传动角 将相对较大，因此对 机构的传力性能较有 利。
3
工作要求
刨头右行时，刨刀进行切削，此时要求刨 头的速度较低且平稳。以减小原动机的容 量和提高切削质量。刨头左行时,刨刀不工 作，此时要求刨头的速度较高以提高生产 率。另外,从改善传力性能和提高机械效率 方面考虑,要求机构工作时的最大压力角 αmax尽可能小。
牛头刨床电子稿
牛头刨床一、简介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。
二、原理1、牛头刨床柱传动机构的结构设计2、牛头刨床柱传动机构的结构分析3、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。
三、运动视频03000201004BAB5CFE763B01777A04C45048C2-01E9-D80F-3139-93051E0F6745_魅族_960x640.MP4四、特点牛头刨床主要用于单件小批生产中刨削中小型工件上的平面、成形面和沟槽。
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项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
2)、局部自由度
不影响机构输出运动的自由度，称为局部自由度。
处理：排除。
例
F＝3n－2PL－PH ＝3 3－23－1
＝2 ×
F＝3n－2PL－PH ＝3 2－2 2－ 1
＝1
√
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
【教师讲授】运动副的画法
齿轮副
1
1
2
凸轮副
2
2
2
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
【教师讲授】运动副的画法 参与形成两个运动副的构件
参与形成三个转动副的构件
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
二、平面机构运动简图的绘制
作业：
1、见空间 2、预习实验二
星期一实验：实验指导书---实验二
安排：1班星期一5、6节第一批，第二批课外 2班星期一7、8节第一批，第二批课外
请带好实验指导书、绘图工具及草稿纸
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
约束对独立运动的限制。
运动副的形成引入了约束，使构件失去运动自由度。
虚约束常发生在下列情况
1、两构件在同一轴线上形成多个转动副。（两轴承支承一根轴） 2、两构件在同一导路或平行导路上形成多个移动副。 3、同一构件和两个转动副去连接两构件上距离始终不变的两 动点。
4、原动件与输出构件之间采用多组完全相同的运动链。
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
μ =构件实际长度（m）/构件图示长度（mm） 5.用简单线条和符号画出机构运动简图。
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
三、平面机构的自由度
自由度构件所具独立运动的个数（确定构件位置所需 独立坐标数）。
一个完全自由的平面运动构件具有三个自由度。
y
y
x
x
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
主动件的数目不等于机构自由度数，会产生什么结果呢？ (参见右图。)
图a)为主动件数小于机构自由度的例子。由于主动件只有一 个，而机构自由度F=3×4-2×5=2，所以，当只给定主动件的位 置角时，从动件2、3、4的位置不能确定(有多解)。因此，当主动 件匀速转动时，从动件2、3、4将随机乱动。
图b)为主动件数大于机构自由度的情形。显然，除非将构件 2拉断，否则不可能同时满足主动件1、3的给定运动。
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
一、运动副
【督学抽查、归纳小结】
1. 请陈述运动副的概念，并判断以下说法是否正确。
1）两构件直接接触便形成了运动副 2）两构件直接接触形成的可动联接称为运动副 3 ) 两构件以点、线、面相接触则形成运动副 4 ) 能作相对运动的两构件则形成运动副 5 ) 两构件既联接又能作一定的相对运动则形成运动副
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
1、绘制牛头刨床带传动机构运动简图
（已知小带轮直径：100； 大带轮直径：320；两带轮中心距： 385；V带型号：A1400）
2、绘制牛头刨床导杆传动机构运动简图
（已知滑枕导轨与摆杆转动中心距离为800mm，大斜齿轮转 动中心与摆杆转动中心距离为400mm））
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
【导杆机构参考图】
该机构的构件总数 N=7, 活动构件数n=6, 5个转动副、3个移动 副， 1个高副。
由此可得机构的自由 度数为： F=3n-2PL-PH =3×6-2×8-1 =1
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
与运动有关的因素：
构件数目 运动副数目及类型 运动副之间的相对位置
表达方式：
用简单线条表示构件 规定符号代表运动副 按比例定出运动副的相对位置 （不按比例绘制时为机构示意图）
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
机构运动简图的绘制方法和步骤：
1.找出机架、原动件、从动件、执行件； 2.循着运动传递路线，确定运动副的类型、数量和位置； 3.选定比例尺，按规定符号绘制运动简图； 4.标明机架、原动件和作图比例尺；
导入：昨天我们观察了牛头刨床，了解了牛头刨床
工作原理及各机构的运动，但是如何表达？
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
明确任务
学习教材相关内容，搜集和整理关于B6050E牛头刨床各传动 机构的信息和资料。
本次课的工作任务是：
1、了解运动副、自由度等概念； 2、测绘牛头刨床导杆机构运动简图，计算其自由度； 3、测绘带传动机构运动简图，计算其自由度。
（1） 转动副 （2） 移动副 （3）齿轮副
Y
Y
x
0
0
பைடு நூலகம்
xn
4. 凸轮副
n n
n
约束数 S = 2 约束数 S = 2
约束数 S = 1
平面低副约束数 S = 2 平面高副约束数 S = 1
一、运动副
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
1、运动副 —— 两个构件直接接触且具有确定相对运 动的联接。
运动副元素——两构件相互接触的点、线、面。
2、平面运动副分类: 低副、高副
｛转动副
面接触、相对转动或相对移动 低副 移动副
点或线接触、沿接触点切线方向相对 移动、绕接触点的转动 高副
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
二、平面机构运动简图的绘制
机构运动简图 表示机构运动特征的一种工程用图
2. 平面运动副如何分类？各有何特点？
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
【教师讲授】 运动副的画法
补充：机架的画法
1、构件一般用直线或方块表示，亦可用简单的图形表示。 2、转动副用小圆圈表示，小圆圈画在转动副中心位置。 转动副
移动副
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
例
复
2
5
3局
1
4
7
8
虚
6
8
F＝3n－2PL－PH ＝3 7－2 9 －1
＝2
【小组讨论】
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
1、计算牛头刨床带传动机构的自由度
2、计算牛头刨床导杆机构的自由度
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
【学生练习】 绘制机构运动简图
唧水机构
缝纫机针杆机构
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
三、平面机构的自由度
【督学抽查、归纳小结】 1. 什么是自由度？一个在平面自由运动的构件有几个自由度？ 2. 什么是约束？举例说明运动副是如何引入约束的？ 3. 请陈述自由度计算公式。
2.机构(运动链)具有确定相对运动的条件
有一个机架 自由度大于零（F>0） 原动件数 =自由度数
拓展学习 【小组活动】
讨论：机构具有确定的相对运动的条件
【教师指导】
由前述可知，只有主动件才能独立运动，从动件是不能独立运动 的。通常每个主动件只有一个独立运动，因此机构具有确定的相 对运动的条件是：机构自由度F>0，且F等于主动件的数目。
【督学抽查、归纳小结】 1. 什么是平面机构运动简图？什么是机构示意图
2. 请陈述绘制机构运动简图的步骤。 3、绘制机构运动简图的比例是如何规定的？
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
【教师讲授、分析引导】
例1 绘制颚式破碎机机构运动简图
2
A
B
1
3
D 4 C
【小组活动】
4. 请陈述机构(运动链)具有确定相对运动的条件
5. 自由度计算中应注哪几种特殊情况？
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
【教师讲授、分析引导】
自由度计算时对复合铰链、局部自由度、虚约束等几种特殊情 况的处理
1）复合铰链 k个构件(k3)在同一处构成共轴线的转动副。
练习1：绘制缝纫机踏板机构运动简图并计算机构自由度
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
练习2：如下图简易冲床机构是否具有确定的相对运动？ 如不具备，请提出改进方案。
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
小结：
1、运动副、自由度等概念 2、机构自由度的计算 3、机构运动简图的绘制
主讲：陈慧玲
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
【任务1-1】 牛测绘头刨床传动机构运动简图测绘
一、运动副 二、平面机构运动简图的绘制 三、平面机构的自由度 四、测绘牛头刨床工机构运动简图，并计算机构自由度
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
2 5
3
处理：K个构件同时在一处以转动副相联，它必然
构成（K-1）个转动副。
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘