牛头刨床机械系统及工
作原理PPT汇总
装备1011第6组：
王平
牛头刨床外形图及基本参数
牛头刨床外形图
1－工作台2－刀架3－滑枕4－床身5－变速手柄
6－滑枕行程调节柄7－横向进给手柄8－横梁
牛头刨床主要由床身、滑枕、
刀架、工作台、横梁等组成，
如图所示。因其滑枕和刀架形
似牛头而得名。
牛头刨床解析
牛头刨床工作时，装有刀架的滑枕3由床身内部的摆杆
带动，沿床身顶部的导轨作直线往复运动，使刀具实现
切削过程的主运动，通过调整变速手柄5可以改变滑枕
的运动速度，行程长度则可通过滑枕行程调节柄6调节。
刀具安装在刀架2前端的抬刀板上，转动刀架上方的手
轮，可使刀架沿滑枕前端的垂直导轨上下移动。刀架还
可沿水平轴偏转，用以刨削侧面和斜面。滑枕回程时，
抬刀板可将刨刀朝前上方抬起，以免刀具擦伤已加工表
面。夹具或工件则安装在工作台1上，并可沿横梁8上的
导轨作间歇的横向移动，实现切削过程的进给运动。横
梁8还可沿床身的竖直导轨上、下移动，以调整工件与
刨刀的相对位置。
牛头刨床运动简图
牛头刨床实物图
牛头刨床工作原理
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。
下图为其参考示意图。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。
牛头刨床的组成
原动部分：电动机；
传动部分：带轮机构，齿轮机构，曲轴连杆机构，
棘轮机构，螺旋机构；
执行部分：滑枕 ，工作台；
控制部分：离合手柄，变速控制手柄。
滑枕运动路线图
电动机电动机→→变速机构变速机构→→摇杆机构摇杆机构→→滑枕往复运动滑枕往复运动
牛头刨床摆动导杆机构运动简图及
自由度计算。
牛头刨床V带传动运动简图
工作台横向进给运动路线图
电动机→变速机构→棘轮进给机构→
工作台横向进给运动。
V带传动特点分析
当量摩擦因数较大，V带传动产生的最大摩擦力大
约是平带的3倍，允许包角小，传动比较大，中心
距较小，预紧力较小；传动效率85%～95%，带
速范围20 ～ 30m/s，传递功率可达700KW，只
适合开口传动。
牛头刨床V带传动特点
1、优点：（１）具有良好的弹性，能起吸振缓
冲作用，因而传动平稳，噪音小；（２）过载时，
带与带轮会出现打滑，防止其它零件损坏；（３）
结构简单，成本低，加工和维护方便；（４）、
适用于两轴中心距较大的传动。
2、缺点：（１）外廓尺寸较大，结构不够
紧凑；（２）由于带的弹性滑动，不能保证准确
的传动比；（４）带的寿命较短，一般2000～
3000小时；（５）摩擦损失较大，传动效率较低，
一般平带传动为～，Ｖ带传动为～
。
V带型号:Y、Z 、 A 、 B 、 C 、 D 、 E
七种型号。
中心距调整
调节螺钉，调节螺杆，靠电动机与摆动架的自
重实现张紧。
牛头刨床V带传动比计算：
牛头刨床连杆机构分析
连杆机构优点：低副是面接触,压强低,且便于润
滑,可减少磨损;两接触面是圆柱面和平面,制造简
单,易获得较高的精度;
连杆机构缺点：低副会引起运动误差，连杆机
构不易精确地实现复杂的运动规律，构件惯性力
难以平衡，不宜高速。
摆动导杆机构运动示意图
铰链四杆机构类型的判断
曲柄摇杆机构实图
双曲柄机构实例
当 （其余两杆长度之和）时
————双摇杆机构
连杆机构的急回特性
1.凸轮机构特点及运用：
优点：简单紧凑,易于设计,只要适当的设计凸
轮轮廓,就可以实现复杂或特殊的运动；
缺点：凸轮轮廓曲线加工比较复杂,易磨损,不
便润滑,故传力不大。
应用：自动机 半自动机。
2.凸轮机构的分类：
1.按凸轮形状分类：
盘形凸轮 移动凸轮 圆
柱凸轮；
2.按从动件的形式分
类 ：尖顶从动件 滚
子从动件 平底从动件
球面底从动件。
盘形凸轮轮廓的设计：
作图法设计凸轮轮廓采用“反转法”原理：
牛头刨床棘轮机构分析：
1.棘轮机构的工作原理:
当主动摆杆逆时针摆动时，摆杆上铰接的主动棘
爪插入棘轮的齿槽中，推动棘轮同向转动一定角
度，制动在棘轮的背上滑过。当摇杆逆时针方向
转动，棘轮在齿背上滑过，止回棘爪阻止棘轮反
向转动，此时主动棘爪在棘轮的齿背上滑回原位，
棘轮静止不动。此机构将主动件的往复摆动转换
为从动棘轮的单向间歇转动。
2.棘轮机构的类型:可分为齿啮式和摩擦式
齿啮式：结构简单、制造方便、运动可靠但传动力
较小，工作有冲击和噪音，棘轮转角只能以棘轮
齿数位单位作有级调节。
摩擦式：传动平稳，可无级调节棘轮转角,但在摩擦
面易产生相对滑动,所以运动不准确。
齿啮式和摩擦式棘轮机构
3.棘轮机构的特点及应用：
由于棘轮的齿数范围较广（一般８到３０），同时摆杆每
次摆动使棘轮转过的齿数又容易控制，所以如果要求间歇
运动转动的角度很小、或工作中需要经常调节转角大小和
转动方向的场合，宜采用棘轮机构。它的缺点是运动开始
和终止的瞬间有刚性冲击，运动的平稳性较差。此外棘爪
在棘轮齿背上滑行时会产生噪声和齿尖磨损。因此棘轮机
构只适用于转速不高、转角不大或小功率的场合。
棘轮机构常与连杆机构、凸轮机构、液压（气压）装
置或电磁装置一起应用。依靠这些机构或装置中从动件的
连续或周期性的往复运动来驱动棘爪，从而实现棘轮的单
向间歇运动。
4.棘轮的调节方法：
1）采用棘轮罩
通过改变棘轮罩的位置，使部分行程棘爪沿棘轮
罩表面滑过，从而实现棘轮转角大小的调整。
2）改变摆杆摆角
通过调节曲柄摇杆机构中曲柄的长度，改变摇杆
摆角的大小，从而实现棘轮机构转角大小的调整。
3）采用多爪棘轮机构
要使棘轮每次转动的角度小于一个轮齿所对应的
中心角γ时，可采用棘爪数为m的多爪棘轮机构。
牛头刨床各轮齿数和模数
编
号
1 2
3
4 5 6 7 8 9
齿
数
24 36 30 48 25 36 42 48 71
模
数
顶
圆
直
径
65 95 80 125 67.
5
95 110 125 182.
5
变速箱齿轮几何尺寸表
档位 1 2 3 4 5 6
大斜
齿轮
转速
（r/m
in)
斜齿轮转速数据
快进电机参数：型号：Y801L2-4B5。功率：
,转速：1390r/min。蜗杆头数：
Z1=2，右旋。蜗轮齿数Z2=35，右旋。模
数m=。
圆锥齿轮数据
编号 14 15 16 17 18
齿数 34 17 23 23 23
3 3 3 3 3 3
蜗杆传动数据
快进电机参数：型号：Y801L2-4B5。功率：
,转速：1390r/min。蜗杆头数：
Z1=2，右旋。蜗轮齿数Z2=35，右旋。模
数m=。
牛头刨床螺旋传动基本参数
名称 旋向 线数n 螺距P 螺杆长度L 材料及热
处理
工作台横
向进给螺
旋
右旋 1 6 540 45淬火
HRC42
工作台垂
向进给螺
旋
右旋 1 6 376
滑枕移动
螺旋
右旋 1 6 520
刀架移动
螺旋
右旋 1 6 220
滑枕行程
调整螺旋
右旋 1 5 200
工作台横向进给螺旋Tr32X6-LH-7H/7e
外螺纹 公称
直径
d=3
2m
m
中径
d2=
m
小径d3=
内螺纹 大径
D=3
2m
m
中径
d2=
m
小径d3=
牙型 梯形 旋向 左 螺距P=6mm
完毕
2011年12月
