牛头刨床刨头最小压力角

1

创新课程设计

（牛头刨床压力角优化设计）

学 校： 江苏师范大学 班 级： 09 机 51 学 号： 09295034

姓 名： 徐 天 雨 指导老师： 王 繁 生

自2012年1月7日至2013年1月18日

2

牛头刨床优化设计

一．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。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。

O1

图1 牛头刨床

3

二．设计要求：

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

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创新课程设计

（牛头刨床压力角优化设计）

学 校： 江苏师范大学 班 级： 09 机 51 学 号： 09295034

姓 名： 徐 天 雨 指导老师： 王 繁 生

自2012年1月7日至2013年1月18日

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牛头刨床优化设计

一．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。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。

O1

图1 牛头刨床

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二．设计要求：

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

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高等机构学

题 目: 牛头刨床机构运动分析 院系名称： 机械与动力学院 专业班级： 机械工程 学生姓名： 学 号： 学生姓名： 学 号： 学生姓名： 学 号： 指导教师：

2015年 12 月 17日

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目 录

一 问题描述 ....................................................... - 1 - 二 运动分析 ....................................................... - 1 -

2.1矢量法构建机构独立位置方程 ................................ - 1 - 2.2机构速度分析 ......

例： 如图所示为一牛头刨床的机构运动简图。设已知各构件尺寸为：l1?125mm，

l3?600mm，l4?150mm，原动件1的方位角?1=0?~360?和等角速度w1=1rad/s。试用

矩阵法求该机构中各从动件的方位角、角速度和角加速度以及E点的位移、速度和家速度的运动线图。

解：先建立一直角坐标系，并标出各杆矢量及方位角。其中共有四个未知量?3、?4、s3及

sE。为求解需建立两个封闭矢量方程，为此需利用两个封闭图形ABCA及CDEGC，由此

可得，

l6?l1?s,3l?3l?4l'?6sE

写成投影方程为：

(1-1)

s3cos?3?l1cos?1

s3sin?3?l6?l1sin?1l3cos?3?l4cos?4?sE?0l3sin?3?l4sin?4?l6' (1-2)

解上面方程组，即可求得?3、?4、s3及sE四个位置参数，其中?2??3。

将上列各式对时间取一次、二次导数，并写成矩阵形式，即可得以下速度和加速度方程式。

00??s??cos?3?s3sin?3??l1sin?1?3?sin?scos?????lcos??00??3331??w3?w?1速

机械原理设计说明书

设计题目： 牛头刨床机构设计

学 生： 汪在福

班 级 ： 铁车二班

学 号 ： 20116473

指导老师： 何 俊

机械原理设计说明书 设计题目： 牛头刨床机构设计

学生姓名 汪在福 班 级 铁车二班 学 号 20116473 一、设计题目简介

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

二、 设计数据与要求

电动机轴与曲柄轴2平行，刨刀刀刃D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。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；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。执行构件的

机械原理课程设计

学 院 名 称： 机电学院 专 业： 机械设计制造及其制动化 班 级： 072101 姓 名： xxxx 学 号： 20101001xxxx 指 导 教 师： 曾小慧

设 计 题 目： 牛头刨床

目录

1.设计任务;

2.牛头刨床简介及工作原理; 3.设计题目的原始数据； 4.机械运动简图；

5.运动综合的设计内容及结果； 6.运动分析的数学模型和分析结果及结论；

7.力分析的数学模型（包括惯性力、平 衡力的计算式）和分析结果及结论； 8.行星轮系设计计算； 9.变位齿轮的设计计算 10.课程设计总结

11.付编制的源程序及计算机打印的计

算结果（运动曲线）。

1.设计任务

1 牛头刨床刀杆机构的

解析法计算表格

L1L30.110.650.110.650.110.650.110.650.110.650.110.650.110.650.110.650.110.65L4L60.220.350.220.350.220.350.220.350.220.350.220.350.220.350.220.350.220.35L6'0.6450.6450.6450.6450.6450.6450.6450.6450.645O10525658590105125145W1555555555O3

72.5528173.051875.8860184.097988.80495

9093.5706298.1583102.305E3

5.865157675.3010533.447278581.075021270.207414011.4538E-16-0.6297556-1.559764-2.7237514W3

0.4494799410.5468610710.848705591.1496119811.1938435041.1956521741.1792759991.1037667460.9560769460.110.650.110.650.110.650.110.650.110

附录：

matlab源程序

clear all; clc;

%初始条件

theta1=linspace(-pi*0.1,1.9*pi,120);%单位度 W1=80*pi/30; %角速度 单位rad/s H=0.60; %行程 单位m

L1=0.1165; %O2A的长度 单位m L3=0.6914; %O3B的长度 单位m L4=0.2074; ?的长度 单位m L6=0.370; %O2O3的长度 单位m L6u=0.6572; %O3D的长度 单位m m4=22; m5=3; m6=52; J4=0.9;

J5=0.015; %角度与弧度之间的转换 uJ4=J4+m4*0.5*0.5*L3*L3;

%求解S3、Theta3、Theta4和S4四个变量 %求出O3A的值

for i=1:120 %求解角度theta3、theta4和S4的长度

S3(i)=((L6)^2+(L1)^2-2*L6*L1*cos(theta1(i)+pi*0.5)).^0.5; theta3(i)=acos(L1*cos(theta1(i

附录：

matlab源程序

clear all; clc;

%初始条件

theta1=linspace(-pi*0.1,1.9*pi,120);%单位度 W1=80*pi/30; %角速度 单位rad/s H=0.60; %行程 单位m

L1=0.1165; %O2A的长度 单位m L3=0.6914; %O3B的长度 单位m L4=0.2074; ?的长度 单位m L6=0.370; %O2O3的长度 单位m L6u=0.6572; %O3D的长度 单位m m4=22; m5=3; m6=52; J4=0.9;

J5=0.015; %角度与弧度之间的转换 uJ4=J4+m4*0.5*0.5*L3*L3;

%求解S3、Theta3、Theta4和S4四个变量 %求出O3A的值

for i=1:120 %求解角度theta3、theta4和S4的长度

S3(i)=((L6)^2+(L1)^2-2*L6*L1*cos(theta1(i)+pi*0.5)).^0.5; theta3(i)=acos(L1*cos(theta1(i

机械原理课程设计

编程说明书

设计题目：牛头刨床凸轮机构的设计及运动分析

指导教师：席本强 何凡 设 计 者： 姜正禄 学 号：0607070208 班 级：加工06-2班

2008年7.10日 辽宁工程技术大学

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

凸轮机构的设计

一、 基本条件与要求

已知： 从动件的最大摆角 ?max 许用压力角[?]，从动件的长度lo9D，推

?程运动角?，远休止角

s，回程运动角?从动件见运动规律为等加、

,等减速运动，凸轮与曲柄共轴。

要求： 1） 计算从动件位移、速度、加速度并绘制线图，也可做动态显示。

2) 确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径，画出凸轮实际轮廓线，

并按比例绘出机构运动简图，以上内容作在2号图纸上。

3) 编写说明书

二 、根据运动分析写出与运动方程式

1．设从动件起始角?0?30.

2．1）???1/