牛头刨床机构的分析与综合
项目三 牛头刨床典型机构的认知与分析
应用：
低速、轻载的场合，用作间歇运动控制。
任务二 棘轮机构
浇注自动线的输送装置
棘轮制动器
任务二 棘轮机构
自行车后轴上的超越机构
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任务二 棘轮机构
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工作台进给机构
任务三、槽轮机构
一、槽轮机构的组成和工作原理 1.组成 主动拨盘、从动槽轮、机架 2.工作特点 将主动拨盘的连续转动转换为槽轮 的单向步进转动
北京理工大学出版社 安徽机电职业技术学院
任务二 棘轮机构
一、 棘轮机构的工作原理及特点
摆杆
1.组成及工作原理 棘轮、摆杆、棘爪、止动棘爪 2.工作特点 将主动
棘爪 棘轮
摆杆的往复
摆动转换为 棘轮的单向 间歇运动
止动棘爪
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任务二 棘轮机构
二、 棘轮机构的类型 按棘轮结构分类 轮齿式棘轮机构 摩擦式棘轮机构
1.轮齿式棘轮机构（外啮合、内啮合）
项目三 牛头刨床典型机构的认知与分析
任务一
任务二 任务三
螺旋机构
棘轮机构 槽轮机构
任务四
不完全齿轮机构
1.基本要求
螺旋机构的工作原理、特点和适用场合。 棘轮机构、槽轮机构的工作原理、特点、 功用及适用场合。 2.重点、难点 重点是螺旋机构及各种间歇运动机构的工 作原理、特点、功用及适用场合。
任务一 螺旋机构
任务二 棘轮机构
2.棘轮机构的可靠工作条件 为使棘爪顺利滑入棘轮齿根并啮紧 齿根，两力对O1点的力矩应满足：
FNLsinθ＞f FNLcosθ
故 tanθ＞f =tanφ
即 θ＞φ
因此棘爪顺利滑入齿根的条件为： 棘轮齿面角θ大于摩擦角φ
任务二 棘轮机构
机械原理课程设计---牛头刨床主体机构的分析与综合
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）。
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。
牛头刨床分析报告
2、各齿轮参数
齿顶高系数ha* 模数 压力角 齿顶高系数 2.5 20 Z3 2.5 Z4 Z5 Z6 36 Z7 42 顶隙系数c* 顶隙系数 0.625 Z8 48 Z9 71
齿轮 Z1 Z2
齿数 24 36 30 48 25
4、变速箱各档齿轮啮合
档位 齿轮传动示意图 啮合关系线图 传动比
nⅢ
四、牛头刨床连杆机构分析
1、牛头刨床连杆机构运动简图
自由度计算
F = 3 n − 2 PL − PH
F=自由度 F= n=活动构件数 (n=N-1，N=构件数） PL=低副数 PH=高副数
2牛头刨床主机构工作原理
• 牛头刨床是刨削类机床中应用较广的一种，工作时滑枕带 着刨刀，作直线住复运动，因滑枕前端的刀架形似牛头而 得名。它适合刨削中、小型零件。滑枕的移动速度是不均 匀的。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。普通牛头刨床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。 • 牛头刨床的主运动 主运动为：电动机→变速机构（带传动机构、 主运动 齿轮传动机构）→摇杆机构→滑枕往复运动→刨刀工作； • 牛头刨床的进给运动 进给运动为：电动机→变速机构（带传动机构、 进给运动 齿轮机构）→棘轮进给机构→工作台横向进给运动（螺旋 机构）。
三、牛头刨床工作台快速进给机 构传动简图
工作台快速进给机构传动分析
• 啮合关系线图
1—2=3—4=5—6=8
传动比计算
i=z2z4z6/z1z3z5=35×17× × × 23/2×34×23=8.75 × × 螺杆转向分析
牛头刨床机构的分析与综合终审稿)
牛头刨床机构的分析与综合公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]西南交通大学本科教学改革《机械原理》课程设计说明书年级: 2011级学号:姓名: 王和平专业: 机电一体化指导老师: 何俊2013 年 12 月《机械原理》课程设计任务书班级机电一班学生姓名王和平学号发题日期： 2013 年 9 月 20 日完成日期： 12 月10 日题目牛头刨床机构的分析与综合1、本设计的目的、意义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。
2、学生应完成的任务本课程设计的任务是对牛头刨床的机构选型、运动方案的确定；对导杆机构进行运动分析和动态静力分析。
并在此基础上确定飞轮转惯量，设计牛头刨床上的凸轮机构和齿轮机构。
摘要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。
本文根据牛头刨床这一特性，设计了三种不同的机构，通过对比分析，选择了酸菜动导杆机构和摇杆滑块机构串联而成的机构。
该方案传力特性好，机构系统所占空间小，执行件的速度在工作行程中变化也较缓慢。
根据已给的数据算出符合运动条件的机构杆长，凸轮基圆，齿轮传动比，建立三维模型，用adms建模，得出位移线图，速度线图，再根据位移线图利用反转法求出凸轮外形，并用cad画出图形关键字：牛头刨床杆长凸轮 adams 线图AbstractShaper is used for metal cutting machine tool plane machining of small size or straight groove, used for single or small batch production. In order to coarse,fine processing of different materials and different size workpieces, require the main execution component planes to several different speed, differentdistance and different initial positions of horizontal reciprocating linear motion,and the cutting speed is lower than the air speed planing planing tool, namelythe quick return phenomenon. In this paper, according to the characteristics ofshaper, design three different agencies, through comparative analysis,choose the pickled cabbage moving guide rod mechanism and the rockerslider mechanism formed by series connection mechanism. The force transmission characteristics, mechanism, small occupied space, the actuatorvelocity changes in working process is slow.According to the given data calculated in line with the movement condition of the mechanism, the cam base circle, gear ratio, establish the three-dimensional model, using ADMS modeling, so out of line drawing, speed line chart, according to the line graphusing the inversion method for cam profile,and the figure painting with CADKeywords: shaper rod cam adams diagram目录第1章绪论 (1)问题的提出 (1)国内外研究现状 (1)本文研究的主要内容、目标与方法 (2)第2章设计方案的确定 (3)备选方案 (3)方案 a (3)方案 b (3)方案 c (4)方案确定 (4)机构方案确定 (4)减速方案的确定 (4)第3章确定机构尺寸 (5)根据所给数据确定杆长 (5)建模 (6)凸轮设计 (6)原理 (6)基圆半径 (6)第4章运动分析及公式推理 (7)导杆 (7)第5章静力分析 (9)曲柄 (9)导杆 (9)滑块 (10)连杆 (10)第6章分析结果 (12)位移线图 (12)速度线图 (12)加速度线图 (13)力矩变化曲线 (13)根据反转法画凸轮和滚子 (14)结论................................................................. ..15总结. (15)参考文献 (16)原理第1章绪论问题的提出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。
牛头刨床平面机构的设计与分析
目录一、课程设计题目二、牛头刨床简介三、导杆机构的运动分析四、导杆机构动态静力分析五、用解析法做导杆机构的运动分析六、Matlab编程并绘图七、凸轮机构的设计八、齿轮机构的设计九、参考文献一、题目：牛头刨床的设计二、牛头刨床简介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。
(b)二、设计说明书1．画机构的运动简图1、以O 4为原点定出坐标系，根据尺寸分别定出O 2点，B 点，Y图（1-1）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牛头刨床（方案一）的设计一、导杆机构的运动分析已知：曲柄每分钟转数n2，各构件尺寸及质心位置，且刨头导路x-x位于导杆端点B所作圆弧高的平分线上。
n2=60r/min lo2o4=380mm lo2A=110mm lo4B=540mmlBC=0.25lo4B lo4s4=0.5lo4B xs6=240mm ys6=50mm要求：设计导杆机构，计算机构的行程速比系数k，作机构的运动简图；作机构位置2和6’两个位置的速度多边形和加速度多边形，对导杆机构进行运动分析，作滑块的运动线图。
取μ=0.004m/mm，作机构运动简图如下图1-3所示极位夹角θ=33.7°行程速比系数K=1.46θ=2arcsin(lo2A/lo2o4) 图1-3=2arcsin(110/380)=33.7°K=(180°+θ)/(180°-θ)=1.46（1）当曲柄位于位置2时lo4A=μlo4A=0.004×105=0.420m VA4=0.33m/sV A3=V A2=ω2lo2A=π×60/30×0.11=0.69m/s VA4A3=0.62m/s a ．速度分析 Vs4=0.21m/s4A V = 3A V + 34A A V Vc=0.4m/s方向：4BO ⊥ A O 2⊥ //B O 4 5ω=0.74rad/s 大小： ？ √ ？ 4ω=0.79rad/s 作速度多边形，取速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm4A V =μv ⨯4pa =0.01×33=0.33m/s4ω=AO A l V 44=0.33/0.420=0.79rad/s34A A V =μv 43a a l =0.01×62=0.62m/sV 5B = V 4B =4ω⨯B O l 4=0.43m/s由速度影像原理确定点bC V = B V + CB V方向： //'XX B O 4⊥ BC ⊥ 大小： ？ √ ？C V =μv ⨯pc l =0.01×40=0.4m/sCB V =μv ⨯bc l =0.01×10=0.1m/s5ω=bcl CBl u V =0.74rad/s Vs4=μvPs4=0.01×21=0.21m/sb.加速度分析4A a = n A a 4 + t A a 4 = 3A a + kA A a 34 + 34r A A a =0.26m/s ²方向：? A →4O B O 4⊥ A →2O B O 4⊥ //B O 4 =0.98 m/s ²大小：? √ ？ √ √ ?=2.84 m/s ²由于3A a =22ωA O l 2=4.34m/s ², aA3=4.34 m/s ²KA A a 34=24ω34AA V =0.98m/s ² aA4=2.85 m/s ² n A a 4=24ωA O l 4=0.26m/s ² β4=6.76 m/s ² 作加速度多边形，选取加速度比例尺为a μ=0.05(m/s ²)/mm as4=1.83 m/s ²aB=3.67 m/s ²t A a 4=a μ''a n l =2.84m/s ²，rA A a 34=a μ''a k l =0.05×33=1.65m/s ² aC=3.7 m/s ² 4A a =24ωB O l 4=2.85m/s ²。
牛头刨床平面机构的设计与分析
牛头刨床平面机构的设计与分析引言：牛头刨床平面机构是一种常见的木工加工设备，用于对木材表面进行刨削加工。
在牛头刨床平面机构中，刀具通过机构运动，将工件表面的不平整部分削平，使其具有更加光滑的表面质量。
牛头刨床平面机构的设计与分析对于提高机械加工效率、确保加工质量以及降低设备故障率具有重要意义。
一、牛头刨床平面机构的设计要素1.刀具部分设计：刀具部分是牛头刨床平面机构的关键部分，设计合理与否直接影响到加工质量和效率。
刀具部分包括刨刀和刨刀架。
刨刀的选择要考虑到刨削材料的硬度和机床的工作状态。
刨刀架则需要具备刀具安装方便、切削力平稳传递等特点。
2.主动件设计：主动件主要是传动装置，包括电机、减速器、皮带等。
电机要选择合适的功率和转速，确保机床的正常运转。
减速器可以通过传动比选择来调整机床的切削速度。
皮带的选择要考虑到传动效率和寿命，以及对机床的振动和噪音影响。
3.机构设计：牛头刨床平面机构的机构设计要考虑到机床运动的稳定性和刨削质量。
机构设计的关键是选择合适的导轨和导向方式，确保刨削过程中的工作台和刀具的稳定性。
同时，机构设计还需要考虑到切削力和振动等因素的影响，以减小机床的故障率。
二、牛头刨床平面机构的分析方法1.动力学分析：动力学分析可以通过建立相应的运动学方程和动力学方程，研究机械零件的运动状态和力学特性。
动力学分析可以帮助我们评估机床的运动稳定性和工作状态，以及切削力和振动等因素的影响。
2.有限元分析：有限元分析是一种基于计算机模拟的工程分析方法，可以对机床的结构进行力学和热力学分析。
有限元分析可以评估机床在工作过程中的受力情况和变形程度，为机床结构的优化设计提供参考。
3.模态分析：模态分析是一种研究机械结构动态特性的方法，可以分析机床的固有频率和振型。
模态分析可以帮助我们评估机床的动态性能，以及对切削力和振动等外界扰动的响应能力。
4.可靠性分析：可靠性分析可以通过统计学的方法，评估机床的故障率和寿命。
牛头刨床机构分析与综合
西南交通大学本科教学改革《机械原理》课程设计说明书年级: 2011级学号: 20116315姓名: 王和平专业: 机电一体化指导老师: 何俊2013 年 12 月《机械原理》课程设计任务书班级机电一班学生姓名王和平学号发题日期： 2013 年 9 月 20 日完成日期： 12 月 10 日题目牛头刨床机构的分析与综合1、本设计的目的、意义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。
2、学生应完成的任务本课程设计的任务是对牛头刨床的机构选型、运动方案的确定；对导杆机构进行运动分析和动态静力分析。
并在此基础上确定飞轮转惯量，设计牛头刨床上的凸轮机构和齿轮机构。
摘要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。
本文根据牛头刨床这一特性，设计了三种不同的机构，通过对比分析，选择了酸菜动导杆机构和摇杆滑块机构串联而成的机构。
该方案传力特性好，机构系统所占空间小，执行件的速度在工作行程中变化也较缓慢。
根据已给的数据算出符合运动条件的机构杆长，凸轮基圆，齿轮传动比，建立三维模型，用adms建模，得出位移线图，速度线图，再根据位移线图利用反转法求出凸轮外形，并用cad画出图形关键字：牛头刨床杆长凸轮 adams 线图AbstractShaper is used for metal cutting machine tool plane machining of small size or straight groove, used for single or small batch production. In order to coarse,fine processing of different materials and different size workpieces, require the main execution component planes to several different speed, differentdistance and different initial positions of horizontal reciprocating linear motion,and the cutting speed is lower than the air speed planing planing tool, namelythe quick return phenomenon. In this paper, according to the characteristics ofshaper, design three different agencies, through comparative analysis,choose the pickled cabbage moving guide rod mechanism and the rockerslider mechanism formed by series connection mechanism. The force transmission characteristics, mechanism, small occupied space, the actuatorvelocity changes in working process is slow.According to the given data calculated in line with the movement condition of the mechanism, the cam base circle, gear ratio, establish the three-dimensional model, using ADMS modeling, so out of line drawing, speed line chart, according to the line graph using the inversion method for cam pro the figure painting with CADKeywords: shaper rod cam adams diagram目录第1章绪论 (1)1.1问题的提出 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.2本文研究的主要内容、目标与方法 (2)第2章设计方案的确定 (3)2.1备选方案 (3)2.1.1方案 a (3)2.1.2方案 b (3)2.1.3方案 c (4)2.2 方案确定 (4)2.2.1机构方案确定 (4)2.2.2减速方案的确定 (4)第3章确定机构尺寸 (5)3.1根据所给数据确定杆长 (5)3.2建模 (6)3.3 凸轮设计 (6)3.3.1原理 (6)3.3.2基圆半径 (6)第4章运动分析及公式推理 (7)4.1导杆 (7)第5章静力分析 (9)5.1 曲柄 (9)5.2 导杆 (9)5.3 滑块 (10)5.4 连杆 (10)第6章分析结果 (12)6.1 位移线图 (12)6.2 速度线图 (12)6.3 加速度线图 (13)6.4 力矩变化曲线 (13)6.5 根据反转法画凸轮和滚子 (14)结论 (15)总结 (15)参考文献 (16)第1章绪论1.1问题的提出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。
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牛头刨床机构的分析与综合一、课程设计的目的和任务1、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。
2、任务本课程设计的任务是对牛头刨床的机构选型、运动方案的确定；对导杆机构进行运动分析和动态静力分析。
并在此基础上确定飞轮转惯量，设计牛头刨床上的凸轮机构和齿轮机构。
二、工作原理与结构组成牛头刨床的简介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。
图1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。
图1三、设计方案的确定方案（a）采用偏置曲柄滑块机构。
结构最为简单，能承受较大载荷，但其存在有较大的缺点。
一是由于执行件行程较大，则要求有较长的曲柄，从而带来机构所需活动空间较大；二是机构随着行程速比系数K的增大，压力角也增大，使传力特性变坏。
方案（b）由曲柄摇杆机构与摇杆滑块机构串联而成。
该方案在传力特性和执行件的速度变化方面比方案（a）有所改进，但在曲柄摇杆机构ABCD中，随着行程速比系数K的增大，机构的最大压力角仍然较大，而且整个机构系统所占空间比方案（a）更大。
（C）方案（c）由摆动导杆机构和摇杆滑块机构串联而成。
该方案克服了方案（b ）的缺点，传力特性好，机构系统所占空间小，执行件的速度在工作行程中变化也较缓慢。
比较以上三种方案，从全面衡量得失来看，方案(c)作为刨削主体机构系统较为合理。
四、减速方案的确定1. 构思一个合理的传动系统。
它可将电机的高速转动（960 转/分）变换为执行机构的低速转动。
构思机构传动方案时，能较为合理地分配各部分的传动比，最后绘出机构传动示意图。
齿轮箱中齿轮的齿数Z1=10；Z2=20；Z3=10；Z4=20； 根据传动比i14=所有从动轮的齿数积/所有主动轮的齿数积所以 i14=20x20/10x10=4所以总的传动比 i=4X4=16 符合条件要求Z1Z2Z3Z4皮带传动比i 0=3齿轮传动比i 12=i 34=2由电动机传出的转速为960转/分，经过皮带轮减速度变为240，再经过齿轮减速最后输出的速度为60转/分。
五、确定传动机构的尺寸已知条件：刨刀的行程H=310 mm ； 行程速比系数K=1.46；最大切削阻力 Pr=6000； 1）.根据所给数据确定机构尺寸 极位夹角：οθ66.33146.1146.118011180=+-=+-=︒︒k k 导杆长度：41310153622sin16.83sin 2BO H l θ===mm连杆长度：BC l =0.28 4BO l =150mm曲柄长度:224sin 380*sin16.831102AO O O l l θ===mm为了使机构在运动过程中具有良好的传动力特性；即要求设计时使得机构的最大压力角具有最小，,应此分析得出:只有将构件5即B 点移到两极限位置连线的中垂线上,才能保证机构运动过程的最大压力角具有最小值。
分析如下：解：当导杆摆到左边最大位置时，最大压力角为3α，刨头可能的最大压力角位置是导杆B 和'B ，设压力角为1α ，2α （见下图）。
根据几何关系3α=12αθ+。
由于2α与1α，3α呈背离关系，即2α增加则1α，3α减小且3α＞1α。
则要使机构整体压力最小，只要有2α=3α，当刨头处于导杆摆弧平均置处1α =2α，则 BCBO l l )2cos 1(21arcsin 42θα-=所以 44411(1cos )536*536(1cos16.83)53611.5524.5222CO BO BO y L l mmθ=--=--=-=2）.机构运动简图的绘制选取一长度比例尺，机构运动简图的绘图工作要求在计算机上使用CAD 完成。
如图所示牛头刨床结构简图曲柄连杆导杆滑块注：极位夹角：33.66连杆：150导杆：536曲柄：110高度（）:524.5六.运动分析及公式推理1、导杆的运动分析要求：导杆机构的运动分析。
根据已定出的尺寸参数及原动件转速n,用解析法求出当曲柄转角θ1从刨头处于最左侧起，沿转动方向没隔10度计算一组运动参数，其中包括各构件的角位置，角速度，角加速度以及刨头的位移（以最左侧为零点），速度和加速度；并用计算机辅助设计在同一副图中绘出刨头的位移曲线，速度曲线和加速度曲线，并分析结果合理性步骤：分析：解：如图建立一直角坐标系，并标出各杆矢及其方位角 1） 由封闭形O 2AO 402可得： 472l l s += （7l 为机架）分别在X ，Y 轴上投影可得： 2244cos cos l s θ= （1）72244+sin =S sin l l θθ （2）2）由封闭图形2O BCG 2O 可得：'45c 7+=+s l l l（7'l 为4o G 的距离）分别在X ，Y 轴上投影得； 4455c cos + cos =s l l θθ （3）44557 sin + sin = 'l l l θθ （4）联解（1）（2）（3）（4）得：θ4=arctan72222sin cos l l l θθ+ θ2∈[0,π/2]⋃[3/2π,2π]θ4=π+ arctan 72222sin cos l l l θθ+ θ2∈[π/2,3/2π]θ5=arcsin 7445l '-l sinl θ θ2∈[0,π/2]⋃[3/2π,2π] θ5=π- arcsin 7445l '-l sinl θ θ2∈[π/2,3/2π] *C 点的位移：c S = l 4cos θ4+ l 5cos θ54S = l 2cos θ2/ cos θ4 42224S sin()w l θθ=--422244cos()/w w l s θθ=- 544455cos /(cos )w w l l θθ=-*C 点的速度：C V =55444cos )sin(θθθϖ--L224244441sin()2w l w S S θ+θ-a =55444255524445cos cos sin sin θαθϖθϖθαL L L L -+=21yF *C 点加速度：c a =5525544245444cos )cos()sin(θϖθθϖθθαL L l +-+--七.静力分析1) 对曲柄,由平衡条件有：x F =0, 21x F +2o x F =0； y F =0, 21y F +2o y F =0；2O M =0；21x F l 1sin θ2-21y F l 1cos θ2-T N =02）对导杆，又平衡条件有：x F =0, F 4O x +F 43x -F 23sin θ4=0 ；F=0, F4O y+F43y+ F23cosθ4-m2g=0；yM=0, - F43x l3sinθ4+ F43y l3cosθ4-1/2 m2g l3cosθ4+ F23s3=0 o42)对滑块, 由平衡条件有F=0, F32sinθ4-F12x=0xF=0, - F32cosθ4-F12y=0y4)对连杆，由平衡条件有F=0, -F34x-F max=0；xF=0, F cy-F34y=0；yM=0，F cy l4cosθ5+ F max l4sinθ5=0o4综上所述联立方程求得F34x=- F maxF cy=- F max tanθ5F34y=- F max tanθ5F23=（F max l3sinθ4- F max tanθ5l3cosθ4+1/2 m2g l3cosθ4）/ s3F4O x=- F max+（F max l3sinθ4- F max tanθ5l3cosθ4+1/2 m2g l3cosθ4）sinθ3/ s3F4O y= m2g- F max tanθ5-（F max l3sinθ4- F max tanθ5l3cosθ4+1/2 m2g l3cosθ4）cosθ4/ s3F12x=-（F max l3sinθ4- F max tanθ5l3cosθ4+1/2 m2g l3cosθ4）sinθ4/ s3 F12y=（F max l3sinθ4- F max tanθ5l3cosθ4+1/2 m2g l3cosθ4）cosθ4/ s3F= F12x2o xF= F12y2o yT N=（F max l3sinθ4- F max tanθ5l3cosθ4+1/2 m2g l3cosθ4）l1cos(θ2-θ4)/ s3*将数据和公式输入Excel 工作表中分析结果如下所示：s E V E Ae T nΘ10 0.298729 -0.24545 -4.51172 237.13103810 0.290233 -0.3631 -3.76994 350.51156120 0.278721 -0.46299 -3.12032 446.48377 30 0.264661 -0.54675 -2.54718 526.641623 40 0.248486 -0.61542 -2.03402 592.020781 50 0.230604 -0.66971 -1.56591 643.36697 60 0.211407 -0.71026 -1.13009 681.334402 70 0.191267 -0.73768 -0.71589 706.598142 80 0.170539 -0.7527 -0.31438 719.888218 90 0.149559 -0.75603 0.081998 721.959183 100 0.12864 -0.74835 0.479849 713.509279 110 0.108081 -0.73014 0.885383 695.071567 120 0.088172 -0.70159 1.305135 666.876199 130 0.069202 -0.66242 1.74684 628.725946 140 0.051477 -0.61179 2.22037 579.87771 150 0.035333 -0.5482 2.738595 518.957241 160 0.021161 -0.46945 3.317877 443.926956 170 0.009419 -0.37272 3.977598 352.1429080.000651 -0.25478 4.737474 240.555985 190 -0.00451 -0.11245 5.610193 106.129839 200 -0.00535 0.056635 6.585477 -53.450385 210 -0.00111 0.252876 7.601282 -238.72898 220 0.008926 0.47322 8.502137 -447.07892 230 0.025328 0.709307 8.999347 -670.95587240 0.048335 0.945399 8.676895 -895.86521 250 0.077623 1.156691 7.11571 -1098.5718 260 0.112061 1.310184 4.172992 -1247.6325 270 0.149559 1.360472 0.265523 -1299.1553 280 0.187248 1.322778 -3.65222 -1266.6619 290 0.222085 1.170655 -6.63417 -1123.8799 300 0.251645 0.949724 -8.22689 -913.84331 310 0.274604 0.702124 -8.57306 -676.86138 320 0.290714 0.460738 -8.108 -444.78541 330 0.300424 0.243026 -7.25293 -234.82227 340 0.304484 0.054093 -6.28714 -52.287257 350 0.303682 -0.10753 -5.35452 103.93678 360 0.298729 -0.24545 -4.51172 237.130962 各线图如下：平衡力矩的变化曲线如下参考文献1. 文生，至明，黄华梁主编. 机械设计. ：高等教育，20022. 吴克坚，于晓红，钱瑞明主编. 机械设计. ：高等教育，20033.龙振宇主编. 机械设计. ：械工业，20024. 黄茂林，伟主编. 机械原理. ：机械工业，20025. 申永胜主编. 机械原理教程. ：清华大学，19996. 可桢，程光蕴主编. 机械设计基础（第四版）. ：高等教育，19997. 黄华梁，文生主编. 机械设计基础（第二版）. ：高等教育，19958. 会英，于春生主编. 机械设计基础. ：工业大学，19979. 谈家桢主编. 机械设计基础（修订本）. ：中国标准，199710. 莹主编. 机械设计基础（下册）. ：机械工业，199711. 周立新主编. 机械设计（机械设计基础Ⅱ）. ：大学，199612. 朱龙根，黄雨华主编. 机械系统设计. ：机械工业，199013. 黄靖远，龚剑霞，贾延林主编. 机械设计学. ：机械工业，199914. 徐灏. 机械设计手册，第二版. ：机械工业，2000机械原理课程设计说明书设计题目：牛头刨床机构的分析与综合设计者：啟志班级：机械1047学号：200404268（09）指导教师：老师黄老师日期：2007 年 1 月 6 日目录一．课程设计的目的和任务二．工作原理与结构组成三．设计方案确定四．减速方案的确定五．确定传动机构的尺寸六．运动分析及公式推理七．静力分析八．参考文献。