1、前言在當今這個高新技術的社會中，計算機制圖(AUTO-CAD)已經廣泛應用到教學領域，然而，在牛頭刨床設計這個教學領域中主要以實物、文字、原理為主。為了使更多的人能夠學好并掌握這門學科，在本設計說明中插入了很多圖片、文字、原理與CAD制圖等，以便于人們的理解和學習。本說明書是根據高等學校機械制造、機械設計、機電一體化、模具設計與制造、紡織機械的機械工程專業的教材機械原理課程設計指導書編寫。全說明共三部分、七章。第一部分為牛頭刨床的基本機構，用最簡單明了并且直觀的方式闡述了牛頭刨床的主要機構及運動情況；第二部分為牛頭刨床的工作原理，主要內容包括牛頭刨床的工作行程和空回行程；第三部分為設計數據分析

2、，主要內容包括機構的運動分析、機構的動態靜力分析等。在本說明說的編寫過程中，力求貫徹少而精、理論聯系實際的原則，在較全面地闡述有關牛頭刨床基本內容的基礎上，力求反映我國機械行業發展的最新情況。在具體講述牛頭刨床時側重于基本原理而不過多涉及具體結構，在機構傳動的講述中，既考慮到其內容的獨立性和完整性，又考慮到它與機械原理方面的共同點，力求使讀者看完本說明書后，能真正掌握牛頭刨床的主要結構和設計方法。本說明書元件的圖形符號、回路和系統原理圖采用國家最新圖形符號繪制。 編者：鄭博 陳滋潤全套CAD圖紙，聯系153893706目錄前言 1第一章 概述 3§1-1 牛頭刨床課程設計的目的 3&

3、#167;1-2 牛頭刨床課程設計的任務 3§1-3 牛頭刨床課程設計的內容 3第二章 牛頭刨床的機構簡介 4§2-1 牛頭刨床的主要結構 4§2-2 牛頭刨床的運動情況 4第三章 牛頭刨床的工作原理 5§3-1 牛頭刨床的工作原理 5第四章 牛頭刨床的設計數據分析 6§4-1 導桿機構的運動分析 6§4-2 導桿機構的動態靜力分析 8鳴謝 9 參考文獻 10第一章 概述§1-1 牛頭刨床課程設計的目的牛頭刨床課程設計是我們學校機械類專業學生第一次較全面的機械運動學和動力學分析與設計的訓練，是機械原理課程的一個教學環節。其目

4、的在于進一步加強我們所學的理論知識，培養我們獨立解決有關本課程實際問題的能力，使我們對于機械運動學和動力學的分析與設計。有一較完整的概念，具體計算、AUTO-CAD制圖和使用技術資料的能力。在此基礎上，初步掌握牛頭刨床的設計，并能使用AUTO-CAD解決設計中的技術問題。§1-2 牛頭刨床課程設計的任務牛頭刨床課程設計的任務是對導桿機構進行運動分析、動態靜力分析，在此基礎上，進行設計；或對各機構進行運動設計。要求我們根據設計任務，繪制必要的圖紙，編寫說明書等。§1-3 牛頭刨床課程設計的內容牛頭刨床課程設計的內容包括導桿機構的運動分析及導桿機構的動態靜力分析，在此基礎上，對

5、導桿進行速度分析以及加速度分析。第二章 牛頭刨床的機構簡介§2-1 牛頭刨床的主要結構圖2-1 牛頭刨床主要結構如圖所示，1、工作臺，用于放置加工工件。2、刀架，用于安裝并放置刨刀。3為滑枕。4、曲柄擺桿機構。5、擺桿齒輪。6、帶傳動機構。7、電動機。8、床身。9、齒輪變速機構。10、圓盤。11、銷子。12、曲柄連桿機構。13、棘輪機構。 §2-2 牛頭刨床的運動情況電動機經皮帶和齒輪傳動，帶動曲柄和固結在其上的凸輪。刨床工作時，由導桿機構帶動刨頭和刨刀做往復運動。刨頭右行時，刨刀進行切削，稱工作行程，此時要求速度較低并且均勻，以減少電動機容量和提高切削質量；刨頭左行時，刨

6、刀不切削，稱空回行程，此時要求速度較高，以提高生產率。為此刨床采用有急回作用的導桿機構。刨刀每切削完一次，利用空回形成的時間，凸輪通過四桿機構與棘輪帶動螺旋機構，使工作臺連同工件作一次進給運動，以便刨刀繼續切削。刨頭在工作行程中，受到很大的切削阻力，而空回行程中則沒有切削阻力。因此刨頭在整個運動循環中，受力變化是很大的，這就影響了主軸的勻速運轉，固需安裝飛輪來減小主軸的速度波動，以提高切削質量和減少電動機容量。 第三章 牛頭刨床的工作原理 §3-1 牛頭刨床的工作原理 牛頭刨床是一種靠刀具的往復直線運動及工作臺的間歇運動來完成工件的平面切削加工的機床。下圖為其參考示意圖。電動機經過減

7、速傳動裝置（皮帶和齒輪傳動）帶動執行機構（導桿機構和凸輪機構）完成刨刀的往復運動和間歇移動。刨床工作時，刨頭6由曲柄2帶動右行，刨刀進行切削，稱為工作行程。在切削行程H中，前后各有一段0.05H的空刀距離，工作阻力F為常數；刨刀左行時，即為空回行程，此行程無工作阻力。在刨刀空回行程時，凸輪8通過四桿機構帶動棘輪機構，棘輪機構帶動螺旋機構使工作臺連同工件在垂直紙面方向上做一次進給運動，以便刨刀繼續切削。 第四章 牛頭刨床的設計數據分析 §4-1 導桿機構的運動分析設計數據：曲柄位置圖的做法取1和8'為工作行程起點和終點所對應的曲柄位置，7和11為切削起點和重點所對應的曲柄位置，

8、其余2、312等，是由位置1起，順w2方向將曲柄圓周做12等分的位置。已知：n2=60r/min. LO2O4=380mm. LO2A=110mm. LO4B=540mm. LBC=0.25·lO4B=135mm解：7點位置1V分析1) VA4=VA3+VA4A3？ ？ VA3=VA2=lO2A×2=0.11×6.28=0.6908m/s取V=0.01 VA4A3=V·a3a4=0.59m/sVA4=V·Pa4=0.01×39=0.39m/s4=A4/lo4A=0.39/5×84=0.9rad/s3=42）VC=VB+VCB

9、？ ？ VB=lO4B·4=0.513m/sVCB=V·BC=0.01×11=0.11m/s5=VCB/lBC=0.11/0.135=0.81rad/sVC=V·PC=0.01×54=0.54m/s2.a分析：aA4n+ AA4t= aA3+ Aa4a3K+ Aa4a3r aA3=aA2=lo2A·22=0.11×(2n/60)2=4.34m/s2Aa4a3k=24·VA4A3=0.59×2×0.91=1.0738m/s2AA4n=lo4A·42=84×5×(0.9

10、1)2=0.35m/s2AA4t=an4k=0.04×64=2.56m/s24=aA4t/Lo4a=2.56/(5×84)=6.1rad/s2ac=ab+acbn+acbt ? ?ab=loa4·42=0.4914m/s2acbn=lbc·52=(0.81)2×0.135=0.09m/s2acbt=a×n5c=0.04×3=0.12m/s2ac=a×pc=0.04×10=0.4m/s211點位置： 1 .V分析： 對A點：? ? VA3=VA2=lO2A×2=lO2A×2n60=0.6

11、908m/s 取v=0.01VA4A3=v×a3a4=0.01×30=0.3m/sVA4=v×pa4=0.01×64=0.64m/s4=VA4/ lO4A =0.64/×55×103=2.33rad/s對B點： VC=VB+VCB VB=lO4B×4=540×2.33=1.2582m/s 取v=0.01 VCB=v×bc=0.01×14=0.14m/s 5=VCB/lBC=0.14/0.135=1.04rad/s VC=l×pc=0.01×126=1.26m/s2.a分析：

12、取a=0.04對A點：anA4+atA4=aA3+arA4A3+akA4A3 ? ? aA3=aA2=lo2o4×22=0.11×(2n/60)2=4.34m/s akA4A3=24VA4A3=2×2.33×(0.3)2=1.49m/s2 anA4= lO2A×42=55×(2.33)2=1.49m/s2 atA4=a×n4a4=0.04×10=0.4m/s2 4= atA4/ lO4A=0.4/(5×55)=1.46rad/s2對B點：aC=aB+anCB+atCB ? ? aB= lO4B×

13、42 =540×(2.33)2=2.93m/s2 acbn=lbc52=135×(1.04)2=0.15m/s2 acbt=a×n5c=0.04×17=0.68m/s2 5=0.68/0.135=acbt/lbc=5.04rad/s2 ac=0.04×72=2.88m/s2§4-2 導桿機構的動態靜力分析對7位置，靜力分析：取5。6桿左6=m6a6=G6/9·a6=700/10×0.4=28NF=0 P+G6+Fi6+F16+F45=0 ? ? F=7000N/70mm=0.1KN/mmF16=Fde=100

14、15;10=1KNF45=Feq=100×71=7.1KN取3.4桿as4t=(lo4b/2)4=(540/2)×6.1=1.647m/s2as4n=(lo4b/2)42=(540/2)×(0.91)2=0.224m/s2Fis4t=(G4/g)·as4t=(200/10)×1.67=32.94NFis4=Js4·s4n=(200/10)×0.224=4.48Nis4n=(G4/g)4=1.1×6.1=6.71N·M力矩方程對A點取矩F54·h1-Fis4t·h2+is4-F14tO4

15、S4=0由上式推出F14t=27.6644NF=0 F54+FIS4n+Fis4t+F14t+F14n+F23=0 F23=F×62=0.1×62=6.2KN取2桿:M=0 F32d1-b=0b=6.2×85mm×5=2635KN/mm 鳴謝通過本次的課程設計，有力的鞏固了三年來所學的專業知識，并使我們對所學的知識有了更加深刻的了解。同時，通過本次課程設計，親身體驗到理論與實踐相結合的重要性。在與同學的共同設計中懂得了：團結就是力量和自力更生的更深刻的內涵。在設計的內容上，雖然對主要部分進行了深入的學習，但在某些環節上，如對AUTO-CAD具體圖標的應用等，由于種種原因沒有加以深入研究。對軟件部分沒有深刻分析，在某種程度上依然存在缺陷。所以還需不斷學習，不斷研究，才能提高自己的實際能力。在課程設計過程中，受李國慶老師指導，還有同學的幫助才使設計得以順利完成。在此表示衷心的感謝！ 2008-1-16 參考書目<1>機械原理課程作業指導書 羅洪田等編，人民教育出版社，1964。<2