机构的构型设计慧鱼牛头刨床主传动机构实验
牛头刨床实践报告（优秀范文5篇）
牛头刨床实践报告（优秀范文5篇）第一篇：牛头刨床实践报告实习目的：1、简单了解牛头刨床的工作原理及其工作方式；2、学会正确的操作牛头刨床，并能正确使用一种以上的刨床方式。
原理：1、简介：牛头刨床是一种用于切削平面的加工机床，它是依靠刨刀的往复运动和支承并固定工件的工作台的单向间歇移动来实现对平面的切削加工。
刨刀向左运动时切削工件，向右运动时为空回。
2、功能：主要用来切削加工小型零件的平面。
3、组成：机械部分主要包括两个系统——主动系统进给传动系统。
主动系统实现刨削所需要的往复运动的机械系统。
主要组成包括圆盘、滑块、导杆、滑枕和机架组成一套连杆机构。
在滑枕的前端安装刨刀。
4、使用方式：（一）工作前认真做到：1、检查进给棘轮罩应安装正确、紧固牢靠，严防进给时松动。
2、空运转试车前，应先用手盘车使滑枕来回运动，确认情况良好后，再机动运转。
（二）工作中认真作到：1、横梁升降时须先松开锁紧螺订，工作时应将螺订拧紧。
2、不准在机床运转中调正滑枕行程。
调正滑枕行程时，不准用敲打方法来松开或压紧调正手把。
3、滑枕行程不得超过规定范围。
使用较长行程时不准开高速。
4、工作台机动进给或用手摇动时，应注意丝杠行程的限度，防止丝杠、螺母脱开或撞击损坏机床。
5、装卸虎钳时应轻放轻拿，以免碰伤工作台。
（三）工作后，把工作台停在横梁的中间位置上。
5、适用机型：b6050（735），b665（736），b650，b635，350毫米牛头刨床。
实习内容：一、基本知识：刨削加工的特点、应用范围。
（1）牛头刨床的基本结构、加工范围。
（2）刨刀的种类、结构、应用及简单刃磨方法。
（3）工件装夹方法。
（4）刨削用量的选择及机床调整方法。
（5）平面、垂直面的刨削方法，尺寸的检验。
（6）刨削安全知识。
二、基本技能（1）正确调整、操作牛头刨床。
（2）独立完成平面、垂直面的刨削过程。
实习结果：将一个30mm的圆柱刚体加工成一个横截面为23mm正方形的刚体。
牛头刨床传动机构设计
机械原理课程设计说明书设计题目：牛头刨床传动机构设计及其运动分析（1）机构运动简图及原始数据和要求：牛头刨床传动机构示意图：原始数据：齿轮转速n1（rpm）模数m（mm）齿数Z1齿数Z2距离L1（mm）滑枕冲程H（mm）行程数比系数K距离L2（mm）中心距O2O3230 6 15 55 176 500 1.65 360 350（2）设计过程及主要计算结果：由K=（180°+θ）/（180°-θ）=1.65 得：θ=180°·(K-1)/（K+1）=44.15°由α=（180°-θ）/2=67.92°及cosα= O2A/O2O3 得：O2A=131.54㎜由sin(90°-α)=0.5H/O3B 得：O3B=665.20㎜又由机构分析得S=-Lo3b*sin(j2)w1=2*PI*n1/(60)w2=w1*z1/z2w3=Lo2a*w2*cos(j1-j2)/Lo3aV=-w3*Lo3b*cos(j2)Va=-Lo2a*w2*sin(j1-j2)aj=-(2*Va*w3+Lo2a*w2*w2*sin(j1-j2))/Lo3aat=Lo3b*aj*cos(j2)an=Lo3b*w3*w3*sin(j2)a=an-at可得出机构刨刀滑枕位移s速度v及加速度a。
（3）计算原程序及注释：#include <math.h>#include <stdio.h>#define PI 3.1415926int i;floatn1=230,m=6,z1=15,z2=55,L1=176,H=500,K=1.65,L2=360,Lo23=350,Lo3b=665.20,Lo2a=131.54 ;/*定义参数*/float j1,j2,tanj2,S,Lo2a,Lo3b,Lo3a,w1,w2,w3,V,Va,aj,at,an,a;/*定义变量(这里设O3A与Y轴夹角为角1,O3A与Y轴夹角为角2)*/PRINT(float j1){ FILE *fp;fp=fopen("d:\\NTB5.txt","a");tanj2=(Lo2a*sin(j1))/(Lo23+Lo2a*cos(j1));j2=atan(tanj2); /*求解角2*/Lo3a=sqrt((Lo23+Lo2a*cos(j1))*(Lo23+Lo2a*cos(j1))+(Lo2a*sin(j1))*(Lo2a*sin(j1)));S=-Lo3b*sin(j2);w1=2*PI*n1/(60);w2=w1*z1/z2;w3=Lo2a*w2*cos(j1-j2)/Lo3a; /*求解O1.O2.O3角速度*/V=-w3*Lo3b*cos(j2); /*求解刨刀速度*/Va=-Lo2a*w2*sin(j1-j2); /*滑块A的法向速度*/aj=-(2*Va*w3+Lo2a*w2*w2*sin(j1-j2))/Lo3a; /*滑块A的法向加速度*/at=Lo3b*aj*cos(j2); /*滑块B的切向加速度*/an=Lo3b*w3*w3*sin(j2); /*滑块B的法向加速度*/a=an-at; /*刨刀的加速度*/printf("%2d%12.3f%16.3f%16.3f%16.3f\n",i,j1/PI*180,S,V,a);fprintf(fp,"%2d%12.3f%18.3f%18.3f%18.3f\n",i,j1/PI*180,S,V,a);fclose(fp);}main(){ FILE *fp;if((fp=fopen("d:\\NTB5.txt","w+"))==NULL)exit(0);printf(" NO:\t j1\t\t S\t\t V\t\t a\n\n");for(j1=0,i=1;j1<=2*PI;j1=j1+(10*PI/180),i++) /*随角1变化定义循环*/{ PRINT(j1);if(i%20==0)system("pause");}fclose(fp);system("pause");}（4）程序运行结果及图表分析：系列角度位移 (mm) 速度(mm/s) 加速度(mm/s2)1 0.000 -0.000 -1193.611 0.0002 10.00 -31.649 -1186.250 554.7743 20.000 -62.906 -1164.052 1118.3854 30.000 -93.372 -1126.651 1700.9965 40.000 -122.636 -1073.379 2315.6086 50.000 -150.262 -1003.161 2979.9417 60.000 -175.780 -914.367 3718.9078 70.000 -198.666 -804.569 4567.8339 80.000 -218.318 -670.223 5576.40110 90.000 -234.020 -506.229 6812.47911 100.00 -244.894 -305.427 8362.83612 110.000 -249.840 -58.197 10322.22013 120.000 -247.470 247.287 12750.26814 130.000 -236.077 622.807 15555.74415 140.000 -213.705 1073.216 18256.81816 150.000 -178.519 1581.651 19648.85917 160.000 -129.655 2088.243 17756.87318 170.000 -68.554 2480.597 10913.57619 180.000 -0.000 2631.014 0.02620 190.000 68.554 2480.598 -10913.53421 200.000 129.655 2088.246 -17756.85522 210.000 178.519 1581.653 -19648.86323 220.000 213.705 1073.218 -18256.82824 230.000 236.077 622.808 -15555.75325 240.000 247.470 247.288 -12750.27626 250.000 249.840 -58.196 -10322.22627 260.000 244.894 -305.427 -8362.84128 270.000 234.020 -506.229 -6812.48329 280.000 218.318 -670.223 -5576.40430 290.000 198.666 -804.568 -4567.83631 300.000 175.780 -914.366 -3718.91032 310.000 150.262 -1003.161 -2979.94433 320.000 122.636 -1073.379 -2315.61034 330.000 93.373 -1126.651 -1700.99835 340.000 62.906 -1164.052 -1118.38736 350.000 31.649 -1186.250 -554.77637 360.000 0.000 -1193.611 -0.002 运行结果的图表分析：（5）图解法检验：取3个位置分别为α1=0°,90°, 40°,分别用图解法求位移，速度，加速度，如图，经检验，所得结果与上述结果在允许误差范围内一致，故结果正确。
机械原理课程设计牛头刨床主传动机构设计
课程设计说明书题目牛头刨床主传动机构设计课程名称机械原理课程设计二级学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化班级 2014级学生姓名 xxx学号 xxx设计地点 D105指导教师 xxx设计起止时间：2016年6月20日至2016年6月26日目录一、牛头刨床的工作原理 (1)二、设计任务与要求 (2)（一）设计任务 (2)（二）设计要求 (2)三、连杆机构对比 (3)（一）方案a (3)（二）方案b (3)（三）方案c (3)四、连杆机构设计 (4)（一）导杆机构尺寸 (4)（二）机构简图 (4)五、连杆机构的运动分析 (5)（一）速度分析 (5)（二）加速度分析 (7)六、凸轮机构设计 (10)七、结论与心得 (12)八、参考文献 (12)牛头刨床主传动机构设计一、牛头刨床的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为其参考示意图。
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。
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 牛头刨床机构简图及阻力线图二、设计任务与要求（一）设计任务1、导杆机构的运动分析。
分析出刨头6的位移、速度、加速度运动曲线，并绘制上述各曲线图。
要求将过程详细地写在说明书中。
、2、凸轮机构设计。
根据所给定的已知参数，确定凸轮的基本尺寸（基圆半径ro 机架l O2O9和滚子半径r r），画出凸轮实际廓线并将运算结果写在说明书中。
3、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。
牛头刨床主传动机构设计
目录一、牛头刨床主传动机构设计二、机械系统运动方案的拟定三、所选机构的运动分析与设计四、所选机构的动力分析与设计五、设计原理说明六、参考文献七、心得体会一课程设计题目1题目：牛头刨床主传动机构设计2设计数据：3课程设计要求牛头刨床主传动机构的设计，要求将电动机输出的旋转运动动转换为刨刀的直线运动。
整个行程中，工作行程要求速度较低，以提高切削质量。
工作行程结束后，为提高工作效率，需要有急回运动，整个机构要求简洁实用。
二机械系统运动方案的拟定方案一：电动机输出转速经变速箱变速到达齿轮带动齿轮转动，同时通过齿轮轴带动圆弧齿轮转动，工作行程结束或由附属的弹簧机构将刨刀迅速拉回工作开始位置。
评价：该机构为齿轮传动机构，传动精确稳定，机会性较好，但工作冲击较大，且圆弧齿轮与齿条初始咬合时，冲击较大因而机构寿命短，维修保养费用高。
方案二：电动机带曲柄，曲柄带动连杆，连杆带动滑块直线运动。
评价：该方案机构设计简单，传动性能价差，不宜承受较大的工作阻力，急回性能不够好，效率较低不宜选用。
方案三：电动机带动曲柄，曲柄带动滑块移动滑块带动摇杆摆动，摇杆带动另一滑块直线运动。
评价：该方案的工作性能相当好，无论从传动性还是急回性。
精确性上相比较，都很合适。
三所选机构的运动分析与设计取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（如上图）。
取第Ⅱ方案的第4位置和第10位置（如上图）速度分析以速度比例尺:(0.01m/s)/mm和加速度比例尺:( 0.01m/s²)/mm用相对运动的图解法作该两个位的置的速度多边形和加速度多边形如下图，位置要求图解法结果位置4点v c（m/s）0.7834359597各点的速度，加速度分别列入表中项目位置ω2ω4V A4V B V c位置4点 6.702064328 1.348969140.59029003610.78240210120.7834359597位置10点6.7020643281.1079133630.32485684910.64258975080.635476693单位1/s 1/s m/s四所选机构的动力分析与设计设计数据矢量图解法：由力多边形可知：F45=706.1099715NF I6=705.9209846 N对杆组示力体分析共受5个力分别为F`54,F23,F I4,G4,R14 ,其中F45,F54大小相等方向相反，方向沿C指向B，G4已知，方向竖直向下，惯性力F i S4大小可由运动分析求得，R23大小未知，方向垂直于杆4，R14大小方向均未知。
牛头刨床主体机构的设计与分析 doc
牛头刨床主体机构的设计与分析 doc
一、设计要求：
1、要有高刚度、高精度的牛头刨床主体机构。
2、要精确定位牛头的位置。
3、要有高效稳定的主轴系统。
4、要易于加工制造和维护。
5、要符合人机工程学原理，有良好的操作性和安全性。
二、设计方案：
牛头刨床主体机构包括床身、工作台、横梁、立柱、牛头等部分，下面对各部分的设计做详细说明：
1、床身
床身由机床床身、床脚、长轴承座、盖板等部分组成，整体采用铸铁件结构。
机床床身重心靠前，前后支撑结构采用单列双支撑方式，合理分担机身荷载与加工荷载，保证机身的高刚度和稳定性。
床身表面涂布涂料，使其具有防腐耐蚀性能。
2、工作台
工作台为矩形平面，反面用 T 形槽，便于加工工件。
其精度要求为 IT7 或 IT8。
工作台采用矩形导轨，支撑面积大，精度高，稳定性好。
工作台张紧方式采用液压缸，张紧力在规定范围内可调。
3、横梁
横梁采用箱形结构，内部充填筋板，刚度强，保证刨床的运转平稳。
横梁与床身采用理想可靠连接方式，提高机床整机的刚性和稳定性。
4、立柱
立柱采用钢管焊接结构，支棱牢固，刚度好，提高机床整机的稳定性。
5、牛头
牛头为致动部分，采用高刚度、高精度的齿轮箱，通过电机驱动牛头，保证刨削的稳定性和精度。
牛头装有精度十分高的球柱面组合轴承，预紧力可调，保证主轴的稳定性和精度。
三、技术分析
2、床身采用铸铁素件，有利于保证机床的高刚度和稳定性。
牛头刨床主运动机构方案设计
牛头刨床主运动机构方案设计
本题需要综合考虑牛头刨床的加工要求和机构设计要素，以下是一个可能的主运动机构方案设计：
1. 传动系统：由电机、齿轮传动组成。
电机提供动力，通过齿轮传动转化成旋转运动。
为了保证牛头刨床的加工精度，需要使用精密级别的齿轮传动。
2. 工作台：采用滑动式工作台。
工作台由导轨、枕头等部件构成，可以沿X、Y两向滑动，实现工件的移动。
3. 主轴系统：牛头刨床的主轴系统需要能够实现高精度的切削，所以需要采用精密的轴承系统和刀具装置。
主轴系统由主轴、轴承、电动刀架等组成。
4. 牛头系统：主要由牛头、滑块、限位器构成。
牛头可以沿Z
轴方向移动，实现对工件的切削。
滑块用于限制牛头的移动范围，保证加工精度。
限位器则起到保险作用，避免牛头过度移动，损坏工件或设备。
总体来说，牛头刨床的主运动机构设计需要注重精度和稳定性，同时考虑到加工和维护的实际操作。
需要根据具体的加工要求和设备条件，结合先进的技术和材料，来选择最佳的机构组合及相关部件。
机械基础实训2牛头刨床的设计(样本).
《机械基础》综合实训班级姓名学号题号组员课题二牛头刨床执行机构分析与设计设计要求与设计数据1)电动机轴与曲柄轴2平行，刨刀刀刃E点与铰链点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。
2)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。
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。
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；3)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。
4)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。
5)曲柄转速在60r/min，刨刀的行程H在300mm左右为好，具体数据见下表。
(从教材第12页表中选取)已知条件题号1导杆机构运动分析机架l O 2O4380工作行程H310行程速比系数K 1.46 连杆与导杆之比l BC/l B O40.28凸轮机构设计从动件最大摆角δmax15°从动件杆长l O9D125许用压力角[α]40°推程运动角Φ75°远休止角Φs10°回程运动角Φ’75°[任务实施]（以教材第12页表中题号1的数据为例。
）任务一 平面机构的结构分析图4-2所示为牛头刨床的结构图，已知滑枕6的导轨高l h =1000mm ，大齿轮2的中心高l h1=540mm ，滑块销3的回转半径r x =240mm 。
绘制主体运动机构的运动简图，并通过自由度的计算，判断其运动的确定性。
解：1、机构分析。
牛头刨床主体运动机构由齿轮传动机构、导杆机构、凸轮机构、棘轮机构等组成，机构示意图如图4-17（a ）所示。
图4-17（a ） 牛头刨床主体运动机构示意图2、为了简单地说明问题，下面仅取导杆机构和凸轮机构这部分进行运动简图绘制和自由度计算。
机械设计专业综合实验-机构创新设计慧鱼拼装
设计性实验指导书实验名称：机械设计模型拼装实验实验简介：“慧鱼教具及创意组合模型”，又称为“工程积木”，“智慧魔方”。
它集教具和仿真模型于一身，是科技知识启蒙、创造性思维训练及创造力开发的最佳载体。
“慧鱼教具及创意组合模型”是由德国发明家、企业家、当今世界拥有专利最多（5000 项）的Artur Fischer 博士于1964 年发明问世的。
菲舍尔博士因此还荣获了德国诺贝尔工程奖。
“慧鱼”的技术含量极高。
目前，国际最前沿的工程技术，如仿生技术、气动技术、传感技术、计算机技术以及机器人技术等，在“慧鱼”中都实现了微型仿真替代。
“慧鱼”有各种型号和规格的零件近千种，一般工程机械制造所需要的零部件如连杆、齿轮、马达、蜗轮，以及汽缸、压缩机、发动机、离合器，甚至热（光、触、磁）敏传感器、信号转换开关、计算机接口等等，在“慧鱼”中都可以找到。
因此，“慧鱼教具及创意组合模型”零部件的仿真度，几乎能够实现任何复杂技术过程和大型设计的模型，使之真实地“再现”。
该实验设备能够组装各种机械及设备，将其用于辅助理论教学，将使学生获得很强的感性认识，并且能发挥其无限的创造力。
适用课程：机械设计专业综合实验实验目的：A 通过对动手组建模型，连线，控制模型等各阶段学习后，对慧鱼创意组合模型的运作方法有一个初步的熟悉；B 了解基本的机械结构和特点掌握电气动控制工业技术的基本概念、分类及特点；C 了解电气动元件的工作原理、种类和实际应用方式，电气动控制系统的组成和结构掌握基本的电气动控制技术的应用，了解现代自动化控制系统的结构和特点。
面向专业：机类实验项目性质：设计性实验地点：图书馆——506 室（机械系统创新实验室）开放办法：先登陆网站进行网上预约或到S403填写预约表进行预约，根据预约时间提前预习写出预习报告、进行实验。
实验分组： 5-6 人/组《机械设计专业综合实验》课程实验机械设计慧鱼模型拼装实验“慧鱼教具及创意组合模型”，又称为“工程积木”，“智慧魔方”。
牛头刨床机构分析及设计
设计题目：牛头刨床的设计一 机构简价与设计数据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。
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 23456 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 191011 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 41，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少电动机容量。
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 据导杆机械的运动分析导杆机构的动态静力分析n 2 l O2O4 l O2A l O4B l BC l O4S4 x S6 y S6 G 4 G 6 P y P J S4r/minmmNmm Kgm2Ⅰ 60 380 110 540 0.25 B l 04 0.5 B l 04 240 50 200 700 7000 80 1.1 Ⅱ 64 350 90 580 0.3 B l 04 0.5 B l 04 200 50 220 800 9000801.2 Ⅲ724301108100.36 B l 04 0.5 Bl 04 180402206208000 1001.2飞轮转动惯量的确定 凸轮机构的设计 齿轮机构的设计δn O5 z 1 z O ’ z 1’ J O2 J O1 J O3 J O5 φmax l O9D [α] δ0 δ01 δ0’d O5 d O3 m 12 m O31’α r/minKgm2° mm ° mm ° Ⅰ 0.15 1440 10 20 40 0.5 0.3 0.2 0.2 15 125 40 75 10 75 100 300 6 3.5 20 Ⅱ 0.15 1440 13 16 40 0.5 0.4 0.25 0.2 15 135 38 70 10 70 100 300 6 420Ⅲ0.16 1440 15 19 50 0.5 0.3 0.2 0.2 15 130 42 75 10 65 100 300 63.5 20二、设计内容1．导杆机构的运动分析已知： 曲柄每分钟转数 2 n ，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（见图 2）。
牛头刨床主体机构的设计与分析
学校代码：10128学号：机械原理课程设计题目：牛头刨床主体机构的设计与分析学生姓名：学院：系别：专业：班级：指导教师：年月日目录页数一. 课程设计任务书 3～4二. 课程设计计算说明书1. 机构的结构分析 52. 机构的运动分析 5～73. 机构的力分析 7～84. 设计总结 9内蒙古工业大学课程设计任务书学院（系）：课程名称：《机械原理》指导教师（签名）：专业班级：学生姓名：学号：机械原理课程设计计算说明书一. 机构的结构设计已知条件：导杆3摆角设计计算：根据设计要求,刨头5导路的位置高度C Y 应按照机构最大压力角max α最小的原则，导路XX 应位于导杆3在摆动过程中端点D 在Y 方向最高与最低点的中线上。
即: h/2处（如图所示）二. 机构的运动分析1. 速度分析位置3大小 ？ √ ？ 方向 √ √ √ 其中作矢量分析图，并取比例尺 由图解法求得：2B 3B 2B 3B V V V +==ω⨯=1B 2O 2B L V =μV +-⋅︒=θ=ϕ1k 1k 180=3O 2O L =H =K ⨯=D 3O CD L L =D 3O DC L :L )2/sin(L L 3O 2O B 2O ϕ⨯=)2/sin(/)2/H (L D 3O ϕ==ϕ+=2/L )2/cos 1(Y D 3O C =ϕ-==α]L 2/))2/cos(1(L arcsin[)L 2/h arcsin(CD D 3O CD max =⋅=L pb V μ33B 370mm605mm1.80.3=160mm =690mm 655mm12°1.2m/s0.92m/s0.01(m/s)/mm 0.3 =210mmV d 可由速度映像原理求出。
大小 ？ √ ？ 方向 √ √ √上式中D V 已经求出，C V 的方向即为刨头移动的方向，即C V 的方向为水平方向，而CD V 的方向垂直于CD ，因此只有 C V 和CD V 的大小未知，故可用图解法求解。
慧鱼创意组合设计实验指导书2013
《慧鱼创意组合设计实验》课程实验指导书江西理工大学机械基础实验室慧鱼创意组合设计实验指导书一、实验目的本实验主要基于慧鱼创意模型系统（fischertechnik ）。
实验的目的是通过让学生学习动手组装模型机器人和建造自己设计的有一定功能的机器人模型产品，使学生体会创意设计的方法和意义；同时通过创意实验，使学生了解一些计算机控制、软件编程、机电一体化等方面的基础知识，加深对专业课学习的理解，为后续课的学习做一个很好地铺垫。
二、实验设备介绍1．慧鱼创意模型系统的组成：慧鱼创意模型系统（fischertechnik ）硬件主要包括：1000多种的拼插构件单元、驱动源、传感器、接口板等。
拼插构件单元：系统提供的构件主料均采用优质的尼龙塑胶，辅料采用不锈钢芯铝合金架等，采用燕尾槽插接方式连接，可实现六面拼接，多次拆装。
系统提供的技术组合包中机械构件主要包括：齿轮、联杆、链条、齿轮（普通齿轮、锥齿轮、斜齿轮、内啮合齿轮、外啮合齿轮）、齿轴、齿条、涡轮、涡杆、凸轮、弹簧、曲轴、万向节、差速器、齿轮箱、铰链等。
驱动源：①直流电机驱动（9V 、最大功率1.1W 、转速7000 prn ），由于模型系统需求功率比较低（系统载荷小，需求功率只克服传动中的摩擦阻力），所以它兼顾驱动和控制两种功能。
②减速直流电机驱动（9V 、最大功率1.1瓦，减速比50：1/20:1）。
③气动驱动包括：储气罐、气缸、活塞、电磁阀、气管等元件。
传感器：在搭接模型时，你可以把传感器提供的信息（如亮/暗、通/断，温度值等）通过接口板传给计算机。
系统提供的传感器做为控制系统的输入信号包括：①感光传感器Brightness sensor （光电管）：对亮度有反应，它和聚焦灯泡配合使用，当有光（或无光）照在上面时，光电管 产生不同的电阻值，引发不同信号。
②接触传感器Contact sensor （触动开关）：如图1所示， 当红色按钮按下，接触点1、3接通，同时接触点1、2 断开，所以有两种使用方法：常开：使用接触点1、3，按下按钮＝导通；松开按钮＝断开；常闭：使用接触点1、2，按下按钮＝断开；松开按钮＝导通。
牛头刨床的主传动结构的设计
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。
牛头刨床主体机构设计任务书
机械原理课程设计任务书学生姓名班级学号位置、设计题目：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2.课程设计的内容（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牛头刨床主体机构及参数符号如图3所示。
已知数据如表1所示。
图3参数表达形式表1 牛头刨床主体机构结构尺寸及曲柄运动参数序号名称代号计算式方案1 方案2 方案3 方案4 方案51 行程长度H（mm）600 650 660 650 6002 机架高度O2O4（mm）360 350 380 380 3803 行程速比系数K 1.6 1.8 1.6 1.8 1.74 连杆长度BC（mm）0.3 BO45 摆动导杆长度BO4（mm）H/2/H/2/H/2/（3）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θ从刨刀处于最右侧时起，沿逆时针方向转动每隔1001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。
牛头刨床主传动机构运动方案分析 (1)
三、机构选型、方案分析及方案的确定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。
牛头刨床导杆机构的设计及运动分析
机械原理课程设计编程说明书设计题目：牛头刨床导杆机构的设计及运动分析（4）目录一、计任务及要求……………………………………………………二、数学模型的建立………………………………………………三、程序框……………………………………………………四、程序中符号说明…………………………………………五、程序清单及运行结果………………………………………六、课程设计总结………………………………………………七、参考文献………………………………………………牛头刨床导杆机构运动分析一、设计任务及要求:已知：牛头刨床的导杆机构的曲柄每分钟转速n2，各构件尺寸及重心位置，且报头导路x-x位于导杆端点B所作圆弧的平分线上。
数据如下表所示：设计内容导杆机构运动分析单位r/min mm符号n1 LO2O4LO2A LO4B LBE LO4S4数据70 400 95 800 ２５６４００要求：1、用c语言编写计算程序,对机构进行动态分析和动态显示。
2、上机调试程序并打印结果。
3、画出导杆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。
二、 数学模型的建立：ABCXa b d Z 2Z 1Z 3βαY该牛头刨床导杆机构为六杆机构，拆分成两个四杆机构：1）摆动导杆机构；2） 曲柄滑块机构。
求导杆4的角位移，角速度，角加速度，分析摆动导杆机构。
如图所示建立坐标。
三个向量构成封闭图形，所以可得：O Z Z Z =−→−+−→−-−→−342 （1）按复数形式可以写成：上式可以简化为,900)sin (cos )sin (cos )sin (cos 333︒==+++-+θθθϕϕααi d i b i a，求解得）式对时间求二阶导数将（得）对时间求一阶导数，将（联立解得）（）（相等得）式中实部、虚部分别根据（）（。
2)8)(sin()7)(cos(.2)6(sin 2)5(cos sin )4(),3(40sin sin 30cos cos 220)sin (cos )sin (cos )sin (cos 2242233ϕαωϕαωωαααϕϕαϕαθθϕϕααϕ--=-=++=+==+-=-=+++-+=a b v ad d a b a a d arctgd b a b a i d i b i a A ba)9](2)sin()cos([142224ωϕαωϕαξϕξA v a a b----==。
牛头刨床机构的综合设计与分析讲解
牛头刨床机构的综合设计与分析讲解牛头刨床是一种常见的金属切削机床，主要用于将金属工件加工成平面、平整和精度高的工作表面。
其机组主要包括作业台、工作台、齿轮箱、刀架等部分。
下面从不同角度逐一进行牛头刨床机构的综合设计与分析。
1. 结构设计牛头刨床主要由底座、滑枕、纵梁、横梁等部分组成。
底座是固定整个机床的基础部分，滑枕可以上下滑动并带动工作台进行加工，纵梁固定滑枕位置，横梁负责固定刀架。
机构设计需要考虑到各部分相互之间的配合和协作。
例如，底座应该能够保证机床在加工时的稳定性，滑枕的滑动应该要平稳，并且需要保证与底座的配合度，刀架的升降需要平稳并且可靠。
2. 驱动设计驱动设计是机床的重要组成部分。
整个机床的精度和效率都与驱动装置的稳定性有关系。
牛头刨床采用机械传动，主要包括电机、皮带传动、齿轮传动等部分。
除了驱动方式以外，驱动系统的尺寸、刚度、可靠性等因素也需要考虑。
例如，电机需要选择适合牛头刨床的功率和转速，皮带需要适当调整张力和弹性，齿轮箱需要按照加工精度要求进行设计。
3. 操作面板设计操作面板是实现人机交互的重要部分，也是牛头刨床最常用的组成部分之一。
它包括各个操作按钮、指示灯、调速器等。
设计操作面板需要考虑人体工程学和易操作性要求，同时需要考虑控制系统的稳定性和精密度要求。
例如，操作按钮的布局和尺寸需要符合人体工学要求，指示灯颜色的设定需要符合工业标准，调速器的精度要求需要满足加工精度荒木。
4. 安全设计安全设计是每个机床必须考虑到的因素。
对于牛头刨床而言，安全设计包括机床周边的防护结构、操作人员的安全保护装置等。
例如，机床周边需要设置固定的防护栏杆以保证操作人员的安全，各种传动部分需要有完善的防护措施防止误伤事件的发生。
此外，对于一些高精度的加工过程，牛头刨床需要按照加工要求设置一些特殊的安全装置，如自动切削自停装置等。
总的来说，牛头刨床机构的综合设计与分析需要考虑到结构设计、驱动设计、操作面板设计和安全设计等多个方面。
慧鱼结构实验报告
慧鱼结构实验报告一、实验目的本实验旨在研究慧鱼结构的设计和优化，通过对慧鱼结构的分析，探讨其在工程领域中的应用前景，并通过实际制作及测试验证实验结果，并将结果呈现在报告中。
二、实验原理慧鱼结构是一种仿生结构，其设计借鉴了鱼类的鳞片结构原理。
在鱼的生理结构中，鳞片可以提供保护，减少摩擦，提高游泳效率。
借鉴鱼鳞片的设计原理，慧鱼结构通过将鳞片形状和排列模式应用于工程设计中，可以提高材料的韧性、刚度和耐冲击性能。
三、实验步骤1. 慧鱼结构设计根据仿生学原理，我们设计了慧鱼结构的三维模型。
利用计算机辅助设计软件，我们将鱼鳞片的形状和排列方式应用于结构设计中，并添加了适当的支撑结构以增强整体强度。
2. 慧鱼结构制作使用3D打印技术将慧鱼结构原型制作出来。
选择合适的材料，并通过填充材料提高结构的强度和刚性。
制作完成后，我们对结构进行了细致的表面处理，使其更加光滑且具有较低的摩擦系数。
3. 慧鱼结构力学测试将制作完成的慧鱼结构放置在力学测试装置中，并施加不同方向和大小的力。
通过监测结构的变形和应力分布，我们可以评估其材料的韧性和刚度，并通过与普通结构进行对比分析。
4. 结果分析与总结根据实验数据和对比分析，我们可以得出以下结论：- 慧鱼结构相比于普通结构具有更好的韧性和耐冲击性能；- 慧鱼结构在受到外力作用时能够更好地分散应力，减少结构的变形；- 慧鱼结构可以在一定程度上提高结构的刚度和强度。
四、实验结果与讨论根据实验数据和分析结果，我们可以得出以下结论：慧鱼结构的设计和制作在一定程度上提高了结构的韧性、刚度和耐冲击性能。
其原理是通过仿生学中的鳞片结构设计，将其应用于工程领域中。
这种结构设计可以在飞行器、船舶以及建筑等领域中获得广泛应用。
慧鱼结构的优化还有许多潜力可以挖掘，例如使用不同形状和材料的鳞片进行设计，可能会进一步提高结构的性能。
此外，在制作过程中的材料选择，以及表面处理的方法和工艺也是可以优化的方面。
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3、思考是否有其他的搭建方式。若有，比较优缺点。
4、本实验机构为什么要用两个电机带动？若实验中有一个电机停止运行，将会出现什么后果？
5、根据三组测量数据，用作图法定性分析杆1长度对牛头刨“急回”特性的影响。
数据记录表
第一次调节
次数
延时
VAR1
VAR2
VAR1/VAR2
1
2
3
第二次调节
次数
延时
VAR1
VAR2
VAR1/VAR2
1
2
3
第三次调节
次数
延时
VAR1
VAR2
VAR1/VAR2
1
2
3
六、实验报告
1、实验目的
2、实验原理
3、实验设备
4、实验思路
提示性实验总结和思考题
1、根据学过的知识回忆列举同样具有“急回”特性的机构。
实验一机构的构型设计—慧鱼牛头刨床主传动机构实验
一、实验目的
1．了解牛头刨床的机构原理，重点了解牛头刨床主传动机构的运行原理；
2．初步掌握利用机构构型的组合原理、变异构型原理进行机构设计的基本方法及机构方案评价方法；
3．熟悉慧鱼模型个模块的功能和安装方法，能自主进行创新开发；
4．初步掌握慧鱼模型的编程方法，能运用软件进行简单的编程以控制慧鱼模型的运动；
牛头刨床主传动机构运动原理如下：当牛头刨床的主要工作机构滑枕右行时，刨刀进行
切削，成为工作行程；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，不工作，称为回程，此时要求刨头的速度较高以提高生产率，这个关键特性称为“急回”特性。用急回系数K加以描述。
K=(180o+θ)/(180o-θ) 式中θ为摆杆两极限位置的夹角
5．学会运用学过的知识，结合慧鱼模型进行创新设计。
二、实验设备
1．慧鱼模型组合包一套。
2．慧鱼专用电源一套。
3．PC机一台。
4．LLWIN专用软件一套。
5．接口电路板两块。
三、实验任务
牛头刨床包含有工作台横向运动机构、棘轮机构、工作台升降机构、曲柄摇杆机构、导
杆机构、变速机构、变速操纵装置、刀具夹紧装置等，是一个综合性极强的机器。本实验以牛头刨床刀具运动的主传动机构为设计对象，通过对具有急回特性的机构的设计，掌握机构的选型、构型方法，利用机构构型的组合原理、变异构型原理完成方案设计、比较，确定最终结果。利用慧鱼“机械与结构”组合包进行搭接组装，最后进行运动模拟。
四、实验原理
一个好的机械原理方案能否实现，机械设计是关键。机构设计中最富有创造性、最关键的环节。机构形式设计具有多样性和复杂性，满足同一原理方案的要求，可采用不同的机构类型。常用机构形式的设计方法有两大类，即机构的选型和机构的构型。在进行机构形式设计时，除满足基本的运动形式、运动规律或运动轨迹要求外，还应遵循一些原则。具体内容请参考（附录）机构的创新设计
(二)、由E1、E2（触觉传感器）判断位置，从而控制变量自增的开始与终止。
（三）、由显示植模块显示VAR1、VAR2的值。
4、数据测量
目测区分工作行程与回程
设置延时时间。推荐值：0.02s,0.05s,0.10s
调节杆1、杆2（即简图1-1中的AC，CD）的长度、及E1、E2的位置，多次测量VAR1，VAR2
（1）、能够实现电机转动，使牛头刨模型正常工作。
（2）、能够进行速度分析。
提示：
（一）、速度分析的任务是：求出工作行程极其回程所花的时间比t1,t2之比。故我们引入变量VAR1、VAR2，由赋直及延时两模块组合来实现其在单位时间内的自增。（如VAR1=VAR1+1）近似地，我们认为t1:t2=VAR1:VAR2
五、实验内容和步骤
1、组装图
图1-2
图1-3
图1-4
图1-5
图1-6
图1-7
图1-8
图1-9
图1-10B。
图1-13
2、接线
注意：接线盒、触觉传感器及电动马达中红绿两线的接线位置；
确保接线头接触良好，选择合适的线长。
图1-14
3、控制程序设计
设计一程序，要求如下：
故要实现“急回”特性，就必须使机构的θ存在。θ角越大，K也越大，急回运动越明显。并通过改变赶建的长度，改变其“急回”特性。基本机构如下图：
图1-1
要求在其基础上，另行完成三种以上方案设计，并根据（附录）机构形式设计的原则进行方案评价、确定最佳方案，在实验台上完成组装、运行。记录测量数据，并进行速度分析。