应用SolidWorks软件建立了牛头刨床虚拟样机,利用其CAE插件COSMOSMotion对该系统进行运动仿真和动态静力学分析,并利用Excel电子表格的计算功能对仿真结果进行数据处理,得出了系统的等效转动惯量和等效力矩曲线,建立了机械系统的等效动力学模型,最后借助于微分方程的数值求解公式,求解出了牛头刨床在稳定运转阶段的真实运动规律。这种动力学分析方法还可推广至各种复杂机械系统中。

传统的牛头刨床因其回程为空行程,切削速度和切削力均不恒定,故切削效率低,加工精度不高。本次设计对牛头刨床的刀架进行改进,并用液压驱动,可以实现刨床的双向、匀速刨削加工,提高加工效率和精度。

针对牛头刨床刨头切削速度不平稳问题,采取改进BP神经网络对六杆机构进行优化.建立牛头刨床六杆机构运动简图模型,推导出刨头动力学方程式.构造六杆机构运动参数优化目标函数,采用改进BP神经网络对六杆机构约束参数进行优化.将优化后的参数导入到Solidworks软件中建立三维模型,并且进行动力学仿真.仿真结果显示,与优化前相比,优化后的牛头刨床,不仅延长了刨头的工作时间,而且在工作行程过程中,速度和加速度（0.3-0.8s）运动较为平稳,牛头刨床振动幅度降低.采用改进BP神经网络优化牛头刨床六杆机构,可以提高刨头工作效率和切削的稳定性.

文中建立了牛头刨床的力学模型,基于分析力学原理推导了牛头刨床的运动微分方程。利用MATLAB软件开发了牛头刨床的通用运动学分析软件,并对牛头刨床的运动学规律进行了数值仿真,为该种机床的优化设计提供了理论支撑。

采用了ADAMS参数化优化的设计方法，对牛头刨床切削运动导杆机构进行速度平稳性的优化，以运动点的坐标值作为设计变量代替杆长，将各个坐标值进行了参数化处理，建立了牛头刨床机构参数化模型，将各个设计变量对速度的敏感度进行了测试，得到并判断出关键设计变量，在优化计算中确定了各个关键设计变量的最优参数，最终得到了速度平稳性良好的牛头刨床尺寸参数。

采用直接法对滑枕位移公式进行微分,求出滑枕的速度及加速度公式。在运动分析的基础上,对系统进行受力分析,求解主动曲柄上需安装飞轮的转动惯量。结果表明,出现飞轮转动惯量最小值与滑枕获得合理传力性能的滑枕高度位置并不一致,且有几个系统参数对飞轮转动惯量有很大影响。

通过建立牛头刨床六杆机构的数学模型,利用Matlab软件分析了机构工作的运动状态。通过优化机构的杆长,得到杆长的选取范围,从而提高了刨头切削速度的稳定性。