牛头刨床
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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
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
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
导杆机构的运动分析 导杆机构的动静态分析
n2 lo2o4 lo2A lo4B lBC lo4s4 xs6 ys6 G4 G6 P yp Js4
r/min mm N mm kgm2
Ⅲ 72 430 110 810 0.36 lo4B 0.5 lo4B 180 40 220 620 8000 100 1.2
飞轮转动惯量的确定 凸轮机构的设计
无
齿
轮
任
务
no’ z1 zo” z1” Jo2 Jo1 Jo” Jo’ max lo9D [] s ’
r/min kgm2 mm
Ⅲ 0.16 1440 15 19 50 0.5 0.3 0.2 0.2 15 130 42 75 10 65
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8为工作形成起点和终点对应的曲柄位置，1和7为切削起点和终点所对应的位置，其余2，3…12等，是由位置1起顺2方向将曲柄圆周作12等分的位置。
步骤：
1）设计导杆机构。 按已知条件确定导杆机构的未知参数。其中滑块6的导路x-x的位置可根据连杆5传力给滑块6的最有利条件来确定，即x-x应位于B点所画圆弧高的平分线上（见图例1）。
2）作机构运动简图。选取比例尺按表4－2所分配的两个曲柄位置作出机构的运动简图，其中一个位置用粗线画出。曲柄位置的做法如图4－2；取滑块6在上极限时所对应的曲柄位置为起始位置1，按转向将曲柄圆周十二等分，得十二个曲柄位置，显然位置8对应于滑块6处于下极限的位置。再作出开始切削和中止切削所对应的1’和8’两位置。共计14个机构位置。
3）作速度，加速度多边形。选取速度比例尺=0.0168（）和加速度比例尺=0.0168（），用相对运动图解法作该两个位置的速度多边形和加速度多边形，并将起结果列入表。
4)作滑块的运动线图。根据机构的各个位置，找出滑块6上C点的各对应位置，以位置1为起始点，量取滑块的相应位移，取位移比例尺=0.0109（），作（t）线图。为了能直接从机构运动简图上量取滑块位移。然后根据（t）线图用图解微风法（弦线法）作出滑块的速度（t）线图，并将结果与其相对运动图解法的结果比较。
5）绘制滑块的加速度线图（见图1）
.导杆机构的运动分析
1).选取长度比例尺μ，作出机构在位置4 的运动简图。
如一号图纸所示，选取μ=l/OA（m/mm)进行作图，l表示构件的实际长度，OA表示构件在图样上的尺寸。作图时，必须注意μ的大小应选得适当，以保证对机构运动完整、准确、清楚的表达，另外应在图面上留下速度多边形、加速度多边形等其他相关分析图形的位置。
2.)求原动件上运动副中心A的v＇和a
v=ω l ＝0.829m/s
式中v——B点速度（m/s） 方向丄AO
a=ω l=6.247m/s
式中a——A点加速度（m/s）,方向A →O
3.解待求点的速度及其相关构件的角速度
由原动件出发向远离原动件方向依次取各构件为分离体，利用绝对运动与牵连运动和相对运动关系矢量方程式，作图求解。
（1）列出OB杆A点的速度矢量方程 根据平面运动的构件两点间速度的关系
绝对速度=牵连速度+相对速度...
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