河南理工大学。
机械原理。课程设计说明书。
设计题目：牛头刨床。
设计日期：2012 年 06月 20 日。
目录。1. 设计题目3
2. 牛头刨床机构简介3
3.机构简介与设计数据4
4. 设计内容5
1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，即要有急会运动，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60r/min,刨刀的行程h在300mm左右为好，切削阻力约为7000n，其变化规律如图所示。
2、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。
3、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。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。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，故需装飞轮来减小株洲的速度波动，以减少切削质量和电动机容量。
3.2设计数据。
设计数据设计数据。
4、设计内容。
4.1. 导杆机构的运动分析（见图例1）
已知曲柄每分钟转数n2，各构件尺寸及重心位置，且刨头导路x-x位于导杆端点b
所作的圆弧高的平分线上。
要求做机构的运动简图，并作机构两位置的速度、加速度多边形以及刨头的运动线图。以上内容与后面的动静力分析一起画在1号图纸上。
曲柄位置图的作法为取1和18为工作形成起点和终点对应的曲柄位置，1和18为切削起点和终点所对应的位置，其余2，3…30等，是由位置1起顺2方向将曲柄圆周作30等分的位置。
采用解析法进行分析因为p点的位移和c点相同因此在这里主要分析c点的运动情况。
步骤：1.建立坐标系如图所示：
2、列出位移方程式。
a点位曲柄端点 b点为摇杆端点。
红色点化线表示c点的位移线函数为。
y=[(24√3)/11]x （1）
xa=810+87.5432-240√3-110sin(wt）
ya=110+278.1488-110cos(wt)
tanφ=（ya-278.1488）/（810+87.5432-xa）
=arctan（ya-278.1488）/（810+87.5432-xa）
yb=810sinφ+278.1488
xb=810+87.5432-810cosφ
（xb-x）2+(yb-y)2=(810x0.36)22）
由方程（1）和（2）联立可得。
xb-x）2+(yb- [24√3)/11]x )2=(810x0.36)2 xb>x
xb-[(11√3)/72]y）2+(yb- y )2=(810x0.36)2 yb>y
以上为c点的位移方程。
因此求c点的一阶导为c点的速度方程。
c点的二阶导为c点的加速度方程。
由于方程繁琐在这里不予写出。
3、编写程序进行计算。
采用c语言进行编程程序如下：
c点x轴的位移、速度、加速度。
x………表示位置。
dx ……表示速度位置。
d2x………表示加速度位置。
#include <>
#include <>
#include <>
void main()
double s,w,h,ds,d2s,z,dz,d2z,xb,yb,dxb,dyb,d2xb,d2yb,x1,x2,a,b,c,dx1,dx2,d2x1,d2x2;
const double pi=3.1415926535897932384626433832795;
double xa,ya,dxa,dya,d2xa,d2ya;
float o,n,r=110;
printf("输入数字 n:")
scanf("%f",&n);
o=12*n;
xa=810+87.5432-240*1.732-r*sin(o*pi/180);
ya=r+278.1488-r*cos(o*pi/180);
w=7.536;
dxa=-r*w*cos(o*pi/180);
d2xa=r*w*w*sin(o*pi/180);
dya=w*r*sin(o*pi/180);
d2ya=w*w*r*cos(o*pi/180);
s=(ya-278.1488)/(810+87.5432-xa);
h=(810+87.5432-xa);
ds=(dya*h+dxa*(ya-278.1488))/h*h);
d2s=((d2ya*h+d2xa*(ya-278.1488))*h*h+2*h*dxa*(dya*h+dxa*(ya-278.1488)))h*h*h*h);
z=atan(s);
dz=ds/(1+s*s);
d2z=(d2s*(1+s*s)-2*s*ds*ds)/(1+s*s)*(1+s*s));
xb=810+87.5434-810*cos(z);
yb=810*sin(z)+278.1488;
dxb=810*sin(z)*dz;
d2xb=810*cos(z)*dz*dz+810*sin(z)*d2z;
dyb=810*cos(z)*dz;
d2yb=-810*sin(z)*dz*dz+810*cos(z)*d2z;
a=15.28099174;
b=-(2*xb+2*yb*3.779019944);
c=xb*xb+yb*yb-85030.56;
x1=(-b+sqrt(b*b-4*a*c))/2*a);
x2=(-b-sqrt(b*b-4*a*c))/2*a);
dx1=(2*xb*dxb-2*dxb*x1+2*yb*dyb-2*3.779019944*dyb*x1)/(2*3.779019944*yb-2*3.
779019944*3.779019944*x1+2*xb-2*x1);
dx2=(2*xb*dxb-2*dxb*x2+2*yb*dyb-2*3.779019944*dyb*x2)/(2*3.779019944*yb-2*3.
779019944*3.779019944*x2+2*xb-2*x2);
d2x1=(2*dxb*dxb+2*xb*d2xb+(2+2*3.779019944*3.779019944)*dx1*dx1-2*d2xb*x1-4*dxb*dx1+2*dyb*dyb+2*yb*d2yb-4*3.
779019944*dx1*dyb-2*3.779019944*x1*d2yb)/(2*yb*3.779019944-2*3.
779019944*3.779019944*x1+2*xb-2*x1);
d2x2=(2*dxb*dxb+2*xb*d2xb+(2+2*3.779019944*3.779019944)*dx2*dx2-2*d2xb*x2-4*dxb*dx2+2*dyb*dyb+2*yb*d2yb-4*3.
779019944*dx2*dyb-2*3.779019944*x2*d2yb)/(2*yb*3.779019944-2*3.
779019944*3.779019944*x2+2*xb-2*x2);
printf("dx1=%f,dx2=%f,x1=%f,x2=%f,xb=%f,d2x1=%f,d2x2=%f,d2z=%f",dx1,dx2,x1,x2,xb,d2x1,d2x2,d2z);
c点y轴的位移、速度、加速度。
y………表示位置。
dy ……表示速度位置。
d2y………表示加速度位置。
#include <>
#include <>
#include <>
void main()
double w,s,h,ds,d2s,z,dz,d2z,xb,yb,dxb,d2xb,dyb,d2yb,y1,y2,a,b,c,dy1,dy2,d2y1,d2y2;
const double pi=3.1415926535897932384626433832795;
double xa,ya,dxa,dya,d2xa,d2ya;
float o,n,r=110;
机械原理课程设计 牛头刨床
1.设计题目3 2.牛头刨床机构简介3 3.机构简介与设计数据4 4.设计内容5 5.体会心得15 6.参考资料16 附图1 导杆机构的运动分析与动态静力分析 附图2 摆动从计动件凸轮机构的设计。附图3 牛头刨床飞轮转动惯量的确定。4 设计内容。导杆机构的运动分析。1 选取长度比例尺，作出机构在位置...
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