機械原理課程設計插床機構

1、插床機構綜合與傳動系統(tǒng)設計目錄題目及設計要求2一、設計題目2二、設計數據與要求3三、設計任務3設計：4一、確定各構件的運動尺寸，繪制機構簡圖41、插削機構的設計：42、送料機構（凸輪機構）的設計： 4二、假設曲柄1等速轉動，畫出滑塊C的位移和速度的變化規(guī)律曲線（插削機構的運動學分析）91）位置分析92）角速度分析103）角加速度分析10三、在插床工作過程中，插刀所受的阻力變化曲線如圖2所示，在不考慮各處摩擦、其他構件重力和慣性力的條件，分析曲柄所需的驅動力矩14四、確定電動機的功率和轉速。16五、取曲柄軸為等效構件，確定應加于曲柄軸上的飛輪轉動慣量。17六、感想與建議。17七、參考文獻。171

2、題目及設計要求一、設計題目插床是常用的機械加工設備，用于齒輪、花鍵和槽形零件等的加工。圖6-15為某插床 機構運動方案示意圖。該插床主要由帶轉動、齒輪傳動、連桿機構和凸輪機構等組成。電動 機經過帶傳動、齒輪傳動減速后帶動曲柄1回轉，再通過導桿機構12 34 5 6,使 裝有刀具的滑塊沿道路yy作往復運動，以實現刀具切削運動。為了縮短空程時間，提高 生產率，要求刀具具有急回運動。刀具與工作臺之間的進給運動，是由固結于軸2上的凸 輪驅動擺動從動件4廠和其他有關機構（圖中未畫出）來實現的。畫出）來實現的。圖3-30插床機構運動方案示意圖針對圖3-30所示的插床機構運動方案，進行執(zhí)行機構的綜合與分析，

3、并進行傳動系統(tǒng) 結構設計。二、設計數據與要求依據插床工況條件的限制，預先確定了有關幾何尺寸和力學參數，如表64所示。要 求所設計的插床結構緊湊，機械效率高。表6-4插床機構設計數據分組1234插刀往復次數n (次/min)306090120插刀往復行程H (mm)1501209060插削機構行程速比系數K2222中心距Lo2o3 (mm)160150140130桿長之比L (BC) /L (o3B)1111質心坐標a (mm)60555045質心坐標b(mm)60555045質心坐標c (mm)130125120115凸輪擺桿長度Lo4d (mm)125125125125凸輪擺桿行程角巾( )

4、15151515推程許用壓力角a( )45454545推程運動角So( )60906090回程運動角6 o ( )90609060遠程休止角Soi( )10151015推程運動規(guī)律等加等減余弦正弦5次多項式回程運動規(guī)律等速等速等速等速速度不均勻系數各0. 030. 030. 030.03最大切削阻力Q(N)2300220021002000阻力力臂d(mm)150140130120滑塊5重力G5(N)350340330320構件3重力G3 (N)150140130120構件3轉動慣量J3 (kg*m2)0. 120. 110. 10. 1三、設計任務1. 針對圖1所示的插床的執(zhí)行機構(插削機構和

5、送料機構)方案，依據設計要求和已知參數，確定各構件的運動尺寸，繪制機構運動簡圖:2. 假設曲柄1等速轉動，畫出滑塊C的位 移和速度的變化規(guī)律曲線；3. 在插床工作過程中，插刀所受的阻力變 化曲線如圖6-16所示，在不考慮各處摩擦、 其他構件重力和慣性力的條件卞，分析曲柄所 需的驅動力矩；4. 確定電動機的功率與轉速；5. 取曲柄軸為等效構件，確定應加于曲柄00.05 H-HfGS5aO5H圖3-31插刀所受阻力曲線軸上的飛輪轉動慣量;6. 編寫課程設計說明書;7. 感想與建議。設計:確定各構件的運動尺寸，繪制機構簡1、插削機構的設計:由題知：桿1的極位夾角為0=180* (K-1) / (K+

6、1)； 故有1 =(o2o3 Sill(&)/3 =/4 =/2/siii(6)為了使構件4對構件5的平均傳動角比 較大，故應有：X 13 cos(0) =4 x則可得：兀=厶(1 + cos(0) / 2y ( 兀尸設計數據x(mm)1401128456y (mm)75604530L3(mm)1501209060L4 (mm)1501209060LI(mm)80757065所得數據如下:2送料機構(凸輪機構)的設計:四種方案的推程運動規(guī)律：1、等加速等減速9 = 2062 / 6-3 =/CY =/ &卩=el cos(tt(5 / $o)/ 2(P = 0(5 / 50) sin(27r6

7、 / )/ (2亦)余弦3、正弦3 =如JI cos(27r6 / $o) /a = 2開032 sin(27r5 / 60) / 6024、五次多項式a = 2C22 +6C3cj12(5 + 12C4a;12(52 +20253回程運動規(guī)律：9 = 0(1 - /&)- CJ =如/ 0a = 0修正后的等速回程$01 = 15取a=%0/(2G2論)正弦加速度加速階段(510)：9 = 0 + 01(6 /+ sin(7r& / $oi)/ 兀)-uj = 021 (cos(7r(5 / 601) 1)/ O。a = 7v%3( sin(7rd / 01) / 012等速階段0 = 01

8、 +(0 01)(1 (I $01)/ ($0 2$oJ) 3 = (001)嗎 / ($o 2g)a = 0正弦加速度減速階段(心一io)：e = % 0 - 6)/ 心Sing 6) / 6。J / 7T) 3 = 015 (COS(7T(d0 6) / (5oi) l)/(50la = 7v(j3( sin(7r(60 Q) / 501) / 6012所得數據如卜:設計數據中心距Lo2o4 (mm)1008510585滾子半徑rt (mm)15151515基圓半徑RO (mm)48544855四種方案F的凸輪輪廓曲線如卞：第一組:66040200EE-20-60-8080凸輪理論實際輪廓

9、曲線（A）N、/J/f/ 、/、1ff1f1 /l / V1l/車侖廊-x、-理論輪廓-60-40-20 0x/mm204060第二組:凸輪理論實際輪廓曲線（B）604020-20! o-4060807、/4/、/aIf / / / /I /、1 J1 11111 / 11 1/ 111J11 _一 一1 11 AWmax/ u;z2 5 -Je所求飛輪轉動慣屋為:爲/N*m109.303591.6149175.1485559.8341JF/kg*m2875.7771187.114175.387738.18862六、感想與建議。感想：在設計過程中采用分塊設計方法可以使問題得到簡化，如：1、將整

10、個插床機構分為 插削機構和送料機構，而插削機構又以六桿機構為主，依據插床工況條件的限制，題中預先 確定了有關幾何尺寸和力學參數，因此在滿足所設計的插床結構緊湊，機械效率高的前提下 設計了其他相應參數。設計送料機構凸輪時，由于回程角比較小，若為簡單的等速回程過程, 則會出現尖點失真現彖，故設計時將將回程規(guī)律做了一定修正。2、電機選擇時在滿足高效 率的前提下找到合適的傳動比并通過查機械設計手冊找到合適的電機。在此假設了機構 的效率，電機等速特性等，以便簡化問題，且同時其對設計目的影響較小。 在整個設計 過程中我們在分析清楚題目要求后討論最佳解法并通過編程來解決。先做好分析后著手做設 計具體細節(jié)達到了事半功倍的效果。另外由于知識的有限，將許多模型簡化了也必將對設計造成一定負面影響。建議：希望老師能在以后的課程設計過程中，能給人家講解一些在設計時理應注意的相關問 題，并給大家推薦一些設計書籍供學生參考學