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图2牛头刨床的主体结构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给定条件：刨头的最大行程H=500mm，行程速比系数k=2，各滑块的长度均为100mm，要求合理确定主体机构的其它尺度参数。
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iiθ,(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设摆杆3的质心在其中点处，质量为40kg，摆杆3对质心的转动惯量为3kg.m2；滑枕5的质量为50kg，质心在E点处；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，作用点在滑枕下方100mm 处。
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。
表1表22、刨削主体机构构型的比较选取方案2虽有急回特性，但由于机构运动时候，导杆带动的滑动机构会受力不均，短时间工作影响不大，对于生产生活机构不是很合适的。
方案3导杆一端都用的曲柄连接，根据K 值得计算是不具有急回特性的，但是由于生产的需要，急回特性会在工作是工作时间缩短。
牛头刨床机构设计分析
一、设计的目的和任务
1、设计的目的
进一步巩固和加深同学们所学的理论知识，培养其分析问题、解决完呢题的能力；使之对运动学及动力学的分析和设计有一较完整的概念；并使同学们进一步提高计算、制图和实用技术资料的能力。
2、设计任务
本设计是对牛头刨床的工作机构，用矢量方程图解法进行运动分析；用动态经理分析进行力学分析。
以上任务要求完成1号图纸一张、2号图纸（或坐标纸）一张，说明书一份。
设计中要做到计算精确、步骤清楚、续写端正、图的布置要匀称、图中线条、尺寸标准应符合制图标准。
一、机构简介和设计内容
1、机构简介
牛头刨床是一种常用的平面切削加工机床、电动机经皮带传动、齿轮传动（图中未画出）最后带动曲柄1（见图1）传动。
刨床工作时，是由导杆机构1-2-3-4-5-6带动刨头和刨刀作往复直线运动，刨头5右行时，刨头切断，称为工作行程。
此时要求速度较低且均匀；刨头左行时，不进行切削，称为空回行程。
此时速度较高，以节省时间提高生产率。
为此刨床采用有急回作用的导杆机构。
P（在切削前后各有一段0.05H的空刀距离，见刨头在工作行程中，受到很大切削阻力r
图2）而在空回行程时，则无切削阻力。
刨头在整个运动循环中，受力情况有很大变化，这就影响了主轴的匀速转动，因此用安装飞轮来减小速度的波动，从而提高金属表面切削质量。
《机械原理》课程设计计算说明书设计题目牛头刨床中导杆机构的运动分析及动态静力分析学院(部) 机械工程学院专业班级机械0 5 - 5 班学生姓名金星学号15 号指导教师(签字)7 月16 日至7 月20 日共1周2007年7月19日第一章机械原理课程设计的目的和任务1．课程设计的目的：机械原理课程设计的目的在于进一步巩固和加深学生所学的理论知识、培养学生独立解决机械设计中的实际问题的能力，使学生对于机构的综合以及运动学和动力学分析有一个较完整的概念；并进一步提高学生的计算、绘图和计算机辅助设计的能力。
2．课程设计的任务：1)导杆机构运动分析作机构运动分析简图，并作机构两位置的速度，加速度多边形图以及刨头的运动曲线2）导杆机构的动态机构分析按给定的位置，求各运动副中反作用力及曲柄上所需的平衡力矩。
第二章机械原理课程设计的方法：我们这次课程设计用了两种设计的方法。
1.图解法根据“《机械原理》课程设计指导书”中的题目和数据：按指导教师指定的题号，查出有关参数设计出牛头刨床的各杆尺寸。
在 1 号图纸中心偏上一些按指导教师指定的三个位置按比例画机构位置图（包括左右极限位置），并将给定的三个位置中的一个一般位置画成机构简图。
在同组同学中收集数据在 1 号图纸左上侧绘制刀头位移曲线图。
用图解法进行机构的运动分析。
在上述 1 号图纸左下侧作速度和加速度多边形。
在同组同学中收集数据作刀头的速度和加速度曲线图。
用图解法进行机构的动态静力分析。
在 1 号图纸右侧画示力体和力多边形，绘制平衡力矩曲线。
特殊位置不作2.解析法指导教师讲授用解析法上机进行设计的有关内容，如 1.齿轮设计、凸轮设计、杆机构设计、运动分析、动态静力分析等.按要求编程上机：完善用解析法进行的齿轮机构、凸轮机构、杆机构设计、运动分析、动态静力分析程序的编写，并用此结果与图解法的结果进行比较，分析误差，进行修正。
为达到简便易懂的去学习课程设计，我们主要使用图解法去解决问题，通过这次设计，我们了解了图解法，并能利用图解法去解决问题。
牛头刨床六杆机构及创新机构说明书作品名称：牛头刨床六杆机构及创新机构指导老师：完成时间：2013.7.5小组成员：牛头刨床六杆机构及创新机构说明书机构工程应用背景构件间只用低副连接的机构是连杆机构。
而六杆机构是连杆机构的一种类型，所以其具有连杆机构的普遍优缺点。
六杆机构中低副是面接触，耐磨损；加上转动副和移动副的接触表面是圆柱面和平面，制造简便，易于获得较高的制造精度。
因此，六杆机构在各种机械和仪器中获得广泛应用。
而六杆机构的缺点是：低副中存在间隙，数目较多的低副会引起运动误差，而且它的设计比较复杂，不易精确地复杂的运动。
近年来，随着六杆机构设计方法的发展，电子计算机的普及应用以及有关设计软件的开发，六杆机构的设计速度和设计精度有了较大的提高，而且在满足运动学要求的同时，还可考虑到动力学特性。
尤其是微电子技术及自动控制技术的引入，多自由度六杆机构的采用，使六杆机构的结构和设计大为简化，使用范围更为广泛。
1）牛头刨床机构一、分析建模过程图示六杆机构，已知l1=0.12m, l3=l4=0.6m, l6=0.38m；曲柄1逆时针方向等速转动，转速n1=172r/min，构件质量m3=20kg, m4=15kg, m5=62kg，构件1,2的质量忽略不计，质心位置lCS3=0.3m, lCS4=0.3m, 质心S5在点E，构件3，4绕质心的转动惯量JS3＝0.11kg·m2，JS4＝0.18kg·m2，该机构在工作行程时滑块5受与行程相反的阻力Fx=110N。
1 设置合适的网格尺寸和网格间距Size:X=750mm,Y=1000mmSpacing:X=10mm,Y=10mm2 选择合适的视图位置3 创建曲柄1 在ADAMS/View零件库中选择link图标Links: new part Length=120mm Width=20mm Depth=20mm4创建摇杆3 在ADAMS/View零件库中选择link图标Links: new part Length=600mm Width=20mm Depth=20mm5创建连杆4 在ADAMS/View零件库中选择link图标Link: new part Length=600mm Width=20mm Depth=20mm6创建滑块2 在ADAMS/View零件库中选择link图标Box: new part Length=60mm Width=30mm Depth=40mm7创建滑块5 在ADAMS/View零件库中选择link图标Box: new part Length=60mm Width=40mm Depth=30mm8 创建机架6 在ADAMS/View零件库中选择box图标Box: on ground Length=?Mm Width=?Mm Depth=?mm9曲柄1(Part_3)质量、转动惯量修改在Part_2上右击鼠标 Mass＝1.0E-11＝0kg10滑块2(part_6) 质量、转动惯量修改在Part_6(Link)上右击鼠标 Mass＝1.0E-11＝0kg11摇杆3(part_4) 质量、转动惯量修改在Part_4(Link)上右击鼠标 Mass＝20kg12连杆3(part_5) 质量、转动惯量修改在Part_5(Link)上右击鼠标 Mass＝15kg13滑块5(part_7) 质量修改在Part_7(Box)上右击鼠标 Mass＝62kg14为建立移动副在滑块5创建Marker在ADAMS/View零件库中选择MARKER点图标，左击滑块PART_7，再点击点PART_7.cm，得到Marker_16。
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。
青岛理工大学琴岛学院课程设计说明书课题名称：机械原理课程设计学院：机电工程系专业班级：机械设计制造及其自动化11-21班学号：学生：指导老师：2011年12月16日《机械原理课程设计》评阅书题目牛头刨床导杆机构的运动分析、动态静力分析学生姓名学号20110271023 指导教师评语及成绩指导教师签名：年月日答辩评语及成绩答辩教师签名：年月日教研室意见总成绩：室主任签名：年月日摘 要选取方案一，利用图解法对6点状态时牛头刨床导杆机构进行运动分析、动态静力分析，并汇总本方案所得各位置点的速度、加速度、机构受力数据绘制θθθθ----b M a v s ,,,曲线图。
进行方案比较，确定最佳方案。
将一个班级分为 3 组，每组12人左右，一组选择一个备选方案进行如下分析工作： 课程设计内容：牛头刨床导杆机构的运动分析、动态静力分析； （1）绘制机构运动简图（两个位置）； （2）速度分析、加速度分析；（3）机构受力分析（求平衡力矩b M ）； （4）绘制运动线图t M t a t v t s b ----,,,。
（上述四项作在一张0号图纸上目录青岛理工大学琴岛学院 (1)课程设计说明书 (1)摘要 (3)1设计任务 (5)2 导杆机构的运动分析 (6)3导杆机构的动态静力分析 (9)5总结 (12)6参考文献 (13)1设计任务一、课程设计的性质、目的和任务1．课程设计的目的：机械原理课程设计是高等工业学校机械类专业学生第一次较全面的机械运动学和动力学分析与设计的训练，是本课程的一个重要教学环节。
其意义和目的在于：以机械系统运动方案设计为结合点，把机械原理课程设计的各章理论和方法融会贯通起来，进一步巩固和加深学生所学的理论知识；培养学生独立解决有关本课程实际问题的能力，使学生对于机械运动学和动力学的分析和设计有一个较完整的概念，具备计算、制图和使用技术资料的能力。
2．课程设计的任务：机械原理课程设计的任务是对机器的主题机构进行运动分析。
牛头刨床导杆机构的运动分析、动态静力分析课程设计说明书理工大学学院课程设计说明书课题名称：机械原理课程设计学院：机电工程系专业班级：机械设计制造及其自动化学号：学生：指导老师：理工大学学院教务处2012年 12月 12日《机械原理课程设计》评阅书题目牛头刨床导杆机构的运动分析、动态静力分析学生姓名学号指导教师评语及成绩指导教师签名：年月日答辩评语及成绩答辩教师签名：年月日教研室意见总成绩：室主任签名：年月日牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，本次课程设计的主要内容是牛头刨床导杆机构的运动分析和动态静力的分析。
全班同学在分为两个小组后每人选择一个相互不同的位置，独立绘制运动简图，进行速度、加速度以及机构受力分析，绘制相关运动曲线图，最后将上述各项内容绘制在两张1号图纸上，并完成课程设计说明书。
本次《机械原理》课程设计的主要特点是具有较高的工作独立性内容联系性，和能够通过此次课程设计将相关课程中的相关知识融会贯通，进一步加深学生所学的理论知识，培养学生的独立解决有关课程实际问题的能力，使学生对于机械运动学和动力学的分析和设计有一个比较完整的概念。
关键字：牛头刨床、静力分析、机械原理摘要I1设计任务12导杆机构的基本尺寸确定2 2.1设计数据 22.2机构运动简图 23 导杆机构的运动分析33.1 速度分析 33.2 加速度分析 44导杆机构的动态静力分析6 4.1 运动副反作用力分析 6 4.2 曲柄平衡力矩分析6总结8主要收获与建议9参考文献10机械原理课程设计是高等工业学校机械类学生第一次全面的机械运动学和动力学分析与设计的训练，是本课程的一个重要教学环节。
机械原理课程设计的任务是：（1）小组成员按设计任务书要求想三个方案、小组讨论确定所选最优设计方案；（2）确定杆件尺寸；（3）绘制机构运动简图；（4）对机构进行运动分析，求出相关点或相关构件的参数，如点的位移、速度。
列表，并绘制相应的机构运动线图如位移、速度、加速度、力矩与原动件转角曲线；（5）对机械运动的受力分析；（6）要求学生根据设计任务，绘制必要的图纸。
2.1矢量图解法：取5号位置为研究对象：x2.1.15-6杆组示力体共受五个力，分别为P、G6、F i6、R16、R45,其中R45和R16方向已知，大小未知，切削力P沿X轴方向，指向刀架，重力G6和支座反力F16均垂直于质心，R45沿杆方向由C指向B，惯性力Fi6大小可由运动分析求得，方向水平向左。
选取比例尺μ= (10N)/mm，作力的多边形。
将方程列入表2-1。
U=10N/mm已知P=9000N，G6=800N，又a c=a c5=4.5795229205m/s2,那么我们可以计算F I6=- G6/g×a c=-800/10×4.5795229205=-366.361834N又ΣF=P+ G6 + F I6 + F45 + F RI6=0，方向//x轴↓←B→C ↑大小9000 800 √？？作为多边行如图1-7所示PG 6F I6F 45N图1-7图1-7力多边形可得：F45=8634.49503048NN=950.05283516 N在图1-6中，对c点取距，有ΣM C=-P·y P-G6X S6+ F R16·x-F I6·y S6=0代入数据得x=1.11907557m分离3,4构件进行运动静力分析，杆组力体图如图1-8所示，2.1.2对3-4杆组示力体分析F xu=10N/mm已知：F54=-F45=8634.49503048N，G4=220Na B4=a A4· l O4S4/l O4A=2.2610419m/s2 ,α=α4=7.79669621rad/s2S4由此可得：F I4=-G4/g×a S4 =-220/10×2.2610419N=-49.7429218N M S4=-J S4·a S4=-9.35603545在图1-8中，对O4点取矩得：M O4=M+ F I4×x4 + F23×x23+ F54×x54 + G4×x4 = 0s4代入数据，得M O-9.35603545-49.7429218×0.29+F23×0.41859878959+864=34.49503048×0.57421702805+220×0.0440*******=0故F23=11810.773NF x + F y + G4 + F I4 + F23 + F54 = 0方向：？？√M4o4 √√大小：√√↓√┴OB √44F 54F y由图解得：F x =2991.6124744NF y =1414.4052384N 方向竖直向下。
Harbin Institute of Technology课程设计说明书（论文）课程名称：机械原理课程设计设计题目：牛头刨床（方案3 ）院系：机电工程学院班级：1208103班设计者：学号：指导教师：***设计时间：2014年6月23日-6月29日目录一、题目要求 (3)二、机械系统工艺动作分析 (3)三、机械系统运动功能分析 (5)四、系统运动方案拟定 (11)五、系统运动方案设计 (14)1、牛头刨床刨刀运动执行机构运动尺寸的确定 (14)2、牛头刨床主传动机构运动尺寸的确定........ . (16)3、牛头刨床辅传机构运动尺寸的确定 (22)六、系统运动简图 (24)七、系统实际运动循环图 (24)牛头刨床（方案三）一、题目要求刨刀水平作往复直线运动，切削安装在工作台上的工件。
刨刀每次切削一次，工作台沿着刨刀运动的水平垂直方向进给0.3、0.4、0.5mm/次，分3档可以调节。
刨刀每次切削一次，工作台沿着刨刀运动的上下垂直方向进给0.2、0.3、0.4mm/次，分3档可以调节。
工作台的水平与垂直进给不能同时进行。
刨刀最大行程520mm，每分钟刨刀切削102,126,158次，分3档可以调节。
电机功率约4KW，额定转速1420转/分。
二、工艺动作分析由设计题中牛头刨床的功能可得，牛头刨床加工平面时由两个工艺动作协调完成。
即刨刀每刨削一次，工作台沿着刨刀运动水平垂直方向（上下垂直方向）进给一定的距离。
为了避免两个动作发生干涉，工作台沿着刨刀运动的水平垂直方向（上下垂直方向）移动，必须在刨刀切削运动完成后在退刀运动时进行。
为了避免工作台的进给与退刀时刀具产生干涉，刀具装有自动弹起装置。
据此，可以画出牛头刨床的运动循环图。
图1、牛头刨床运动循环图三、运动功能分析及运动功能系统图○1电动机及其运动形式分析一般情况下，牛头刨床是在工厂车间使用。
在工厂车间里的设备大多是电动机，具有连续回转的运动特点。
