機械原理課程設計肖仲

1、題目題號： 學 院: 專業(yè)班級： 學生姓名： 指導教師：齊齊哈爾大學普通高等教育機械原理課程設計插床機電工程學院機電123班肖仲璇包麗2014年6月24日成 績:機械原理課程設計成績評閱表題目評價標準評分項目分值A A級（系數(shù)1.01.0）C C級（系數(shù)為0.60.6）評 價 等 級得 分選題合理性題目新穎 性2020課題符合本專業(yè)的培養(yǎng)要 求，新穎，有創(chuàng)新基本符合，新穎性一般內(nèi)容和方 案技術先進 行2020設計內(nèi)容符合本學科理論與 時間發(fā)展趨勢，科學性強。方案確定合理，技術方法正 確有一定的科學性，方案 和技術一般文字與圖 紙質(zhì)量3030設計說明書結構完整，層次 清楚，語言流暢。設計圖紙質(zhì)量

2、高，錯誤較少設計說明書結構一般， 層次較清楚，無重大語 法錯誤。圖紙質(zhì)量一般，有較多 錯誤獨立工作 及創(chuàng)造性1010完全獨立工作，有一定創(chuàng)造 性獨立工作及創(chuàng)作型一 般工作態(tài)度1010遵守紀律，工作認真，勤奮 好學工作態(tài)度一般答辯情況1010介紹，發(fā)言準確，清晰，回 答問題正確介紹，發(fā)言一般，回答 問題有較多錯誤評價總分總體評價注：1.1.評價等級分為A.B.C.DA.B.C.D四級，低于A A高于C C為B B低于C C為D.D.2.2.每項得分= =分值x x等級系數(shù)（等級系數(shù)：A A為1.0,B1.0,B為0.8,0.8, C C為0.6.D0.6.D為0.40.4）3 3:總體評價欄填寫

3、“優(yōu)”“良”“中”“及格”“不及格”之一齊齊哈爾大學機械電子專業(yè)機械原理課程設計任務書.設計題目：插床傳動系統(tǒng)方案設計及其運動分析給定數(shù)據(jù)及要求插床是用于加工各種內(nèi)外平面、成形表面，特別是鍵槽和帶有棱角的內(nèi)孔等的機床（如圖1 1所示），已知數(shù)據(jù)如下表（參考圖2 2）參數(shù)nrHL0102C1C2C3C4G3G5JS3QK單位rpmmmmmmmmmmmmmNNKgm2N數(shù)據(jù)6010015012050501201603200.14100020.05另：IBC/IBO2=1,工作臺每次進給量0.5mm0.5mm，刀具受力情況參考圖2 2。機床外形尺寸 及各部份聯(lián)系尺寸如圖1 1所示（其中：l li =

4、1600=1600, l l2 =1200,=1200, l l3 =740,1=740,14 =640,1=640,15 =580,=580, l l6 =560,=560, l l7 =200,=200, l l8 =320,=320, 1 19=150,=150, I I10 =360,=360, I I11 =1200,=1200,單位均為 mmmm。學生姓名：肖仲璇班級：機電123123學號：20121130692012113069指導教師：包麗二.插床主體機構尺寸綜合設計機構簡圖如下：e- y已知 O1O2=150mm=150mm, BC / BO21，行程 H=100mmH=10

5、0mm,行程比系數(shù) K=2,K=2,根據(jù)以上信息確定曲柄Oi代 BC,B02長度，以及。2到YYYY軸的距離由K (1800)/(1800)，得極為夾角：刀具上極限首先做出曲柄的運動軌跡，以Oj為圓心，0小為半徑做圓，隨著曲柄的轉(zhuǎn)動,有圖知道，當O2A轉(zhuǎn)到O2A1，于圓相切于上面時，刀具處于下極限位置；當O2A 轉(zhuǎn)到O2A2，與圓相切于下面時，刀具處于上極限位置。于是可得到 O2A1與O2A2 得夾角即為極為夾角 600。由幾何關系知， A1O1O2 A2O1O2，于是可得，A1O1O2A2O1O2 600。由幾何關系可得：代入數(shù)據(jù)，O1O2 =150mm=150mm，600，得O1A 75m

6、m即曲柄長度為7575mm2.2.桿BC、BO2的長度的確定由圖2 2知道，刀具處于上極限位置C2和下極限位置Ci時，C1C2長度即為最大行程H=100H=100mm，即有GCGC2=100mm=100mm。在確定曲柄長度過程中，我們得到A1O1O2A2O1O2 600，那么可得到B1O2B2600，那么可知道三角形 B1B2O2等邊三角形。Oj Ajcos ?OiO2AO護月2是等邊三角形刀具下極限是平行四邊形圖1桿BC，BO 2長度確定又有幾何關系知道四邊形 B1B2C2G是平行四邊形，那么B2B1 C2C1，又上面討論知B1B2O2為等邊三角形，于是有B1O2 B2B1 ,那么可得到B2

7、O2100mm,即卩 BO2100mm又已知BC/BO21，于是可得到BC BO2100mm即桿 BC, BO2 的 100mm100mm。3.3.02到丫丫軸的距離的確定冏I |乃為圖2 02到丫丫軸的距離有圖我們看到，丫丫軸由丫訶1移動到 河3過程中，同一點的壓力角先減小，后 又增大，那么在中間某處必有一個最佳位置，使得每個位置的壓力角最佳?？紤]兩個位置：1 1當丫丫軸與圓弧B2B1剛相接觸時，即圖3 3中左邊的那條點化線，與圓弧B2B1 相切與B1B1點時，當B B點轉(zhuǎn)到B2,B1，將會出現(xiàn)最大壓力角22當丫丫軸與B2B1重合時，即圖中右邊的那條點化線時，B B點轉(zhuǎn)到B1B1時將出79.

8、5mm79.5mm。，即 曲柄轉(zhuǎn)過175175。時位移為現(xiàn)最大壓力角為了使每一點的壓力角都為最佳，我們可以選取丫丫軸通過CB1CB1中點（C C點為O2B1 與B2B1得交點）。又幾何關系知道：l l O O2B B ?cos?cos B B2O O2C C （O O2B B2 O O2B B ?cos?cos B B2O O2C C）/2/2 由上面的討論容易知道B2O2C 300 ，再代入其他數(shù)據(jù)，得：l l 93.3mm93.3mm即02到丫丫軸的距離為93.3mm93.3mm三 . 插床切削主體機構速度分析主體機構圖見第一張圖。已知 w w 60r60r /m/m ，逆時針旋轉(zhuǎn)，由作圖

9、法求解位移，速度，加速度。規(guī)定位 移，速度，加速度向下為正，插刀處于上極限位置時位移為 0.0.當175O（ 1 1 ）位移在 1 1 ： 1 1 的基礎上，量的位移為79.5mm79.5mm。（ 2 2）速度由已知從圖中可知，VA2與O1A垂直，VA3A2與O2A平行，VA3與O2A垂直，由理論力學中不同構件重合點地方法可得由已知可得vA2w 01A275 47lmm/s ，規(guī)定選取比例尺VCVBVCB大小 ？方向其中，VC是C C點，即插刀速度，VBC是C C點相對于B B點轉(zhuǎn)動速度，VB是B B點速度。又B B點是桿件3 3上的一點，桿件3 3圍繞。2轉(zhuǎn)動，且B B點和桿件與A A點重合

10、 的點在02的兩側(cè)，于是可得:由圖量的O2A3220mm , ,則可到100100220220 VA31_ ” tu 15mm s / mm，則可的矢量圖如下:最后量出代表vC的矢量長度為12mm,12mm,A3大小 ？krA2A3A2A3A2 ？A2A2是滑塊上與Oi A4點重合點的752957.88mm/s2，方向由 A4指向 O1 ；加速度A3A2是科氏加速度，A3A2 2R, n2R（是角加速度）可得O O2B BO O2 A A3A3A3nCBt CB ?其中,B B在上一步中大小方向都能求得;CB是C C相對于B B點轉(zhuǎn)動的向心加速度CB即曲柄轉(zhuǎn)過175175時，插刀的速度為0.1

11、74m/s0.174m/s（3）加速度由理論力學知識可得矢量方程：方向 ？3 vA3A2 1080mm/s2 （其中 g ，VA3A2 大小均從速度多邊形中量得），q q方向垂直O(jiān)2A4向下；3A2是A4A4相對于滑塊 的加速 度，大小位置，方向與O2A4平行； A3A2是C點相對于B B點轉(zhuǎn)動的向心加速 度，A3O2=VCB/BC 993.43mm/s2，方向過由C C指向B B； ；302是C C點相對于B B點轉(zhuǎn)動的切向加速度，大小位置，方向垂直BCBC。次矢量方程可解，從而得到A3 B B時桿AOBAOB上的一點，構AOBAOB圍繞。2轉(zhuǎn)動，又A4A4與B B點在O?的兩側(cè)，由量出O2

12、A4則可得到 B的大小和方向 又由理論力學, ,結合圖可得到；c大小 ？方向VBC/BC 36mm/s2，方向由C C點指向B B點；CB是C C相對于B B點轉(zhuǎn)動的切向加速度，大小未知，方向與BCBC垂直。次矢量方程可解，從而可得到C C點,即插刀的加速度。取比例尺u 36mm s2/mm，可得加速度矢量圖如下：當355（1 1）位移在1 1： 1 1的基礎上，滑塊的位移為 1.5mm1.5mm。，即曲柄轉(zhuǎn)過355355時位移為 1.5mm1.5mm。（2 2）速度由已知從圖中可知，VA2與1A垂直，VA3A2與O2A平行，VA3與2A垂直，由理論力學中不同構件重合點地方法可得VBVCB0

13、02B B0XVA3100100v v A3123123 .5.575 471mm/s ，規(guī)定選取比例尺又由圖知，VB與O2 B垂直，VCB與BCBC垂直，VC與丫丫軸平行，有理論力學同一構件不同點的方法可得:大小方向其中，VC是C C點，即插刀速度，VBC是C C點相對于B B點轉(zhuǎn)動速度，VB是B B點速度。 又B B點是桿件3 3上的一點，桿件3 3圍繞02轉(zhuǎn)動，且B B點和桿件與A A點重合 的點在。2的兩側(cè)，于是可得：VB由圖量的O2A5 123.5mm, ,則可到v v B由已知可得vA2 w 01A 2 u 10m s 1 / mm，則可的矢量圖如下:最后量出代表vC的矢量長度為2

14、.16mm,2.16mm,于是，可得:vC 0.0216m/0.0216m/ s s即曲柄轉(zhuǎn)過355355時，插刀的速度為0.0216m/s0.0216m/s方向沿YY軸向上。（3）加速度由理論力學知識可得矢量方程：A3A2kA3A2大小方向A2塊上與 A A 點重合點A2 = =O1 A24752957.88mm/s2，方向由 A5A5指向；加速度，：3A2小均從速度多邊形中量得）速度，大小位置，方向與A3A2？加速度，忙是哥氏A3A23 VA3A2 2VA3VA3A2/O2A5（其中 VA3,VA3A2大，方向垂直O(jiān)2 A5向下；3A2是A3相對于滑塊 的加2A5平行。 B B是桿AOBA

15、OB上的一點，桿AOBAOB圍繞O?轉(zhuǎn)動，又A5A5與B5B5點在02的兩側(cè)，由R,n 2R（是角加速度）可得ntCBCB?CB是C C相對于B B點轉(zhuǎn)動的向心加速O O2B5B5B O2A A量出O2A5則可得到 a的大小和方向B B又由理論力學, ,結合圖可得到；cB大小 ？方向其中，B B在上一步中大小方向都能求得;度CB VBC / B5C5 1.44mm/s2，方向由C C點指向B B點；CB是C C相對于B B點轉(zhuǎn)動的切向加速度，大小未知，方向與 BCBC垂直。次矢量方程可解，從而可得到 C C 點，即插刀的加速度。取比例尺u 50m s2/mm，可得加速度矢量圖如下四.重要數(shù)據(jù)分

16、析表S S ,V,V,a,a數(shù)據(jù)表速度加速度角度位移S S( mm)mm)V(m/s)V(m/s)a (m/s2)(m/s2)7 71.51.50.0030.0032.052.0514143 30.0550.0552 221214 40.08250.08251.961.96隨著曲柄O OlA,A,逆時針轉(zhuǎn)動角度的增大，滑塊 C C位移由0 0開始增大，大約在 240240度時達到最大，然后開始減少，易知滑塊C C進程與回程時，曲柄O OiA,A,轉(zhuǎn)動的 角度并不相等，這說明了曲柄 O O1A,A,轉(zhuǎn)動時存在急回運動。2 2、V()圖的分析S()圖的分析:隨著曲柄O OiA,A,逆時針轉(zhuǎn)動角度的

17、增大，即 的增加，速度V V正向增大，大約 在120120度時達到最大，然后呈現(xiàn)下降趨勢，在 240240度時下降為0 0,表明位移以增 大到最大，即滑塊C C達到最下端，由曲線看出，滑塊C C的正向平均速度比負向平 均速度小，進一步表明了急回運動的存在。進程時，速度比較小，更有利于進刀； 回程時，速度較快，有利于提高工作效率，充分證明了此機構設計的合理性。下面對特殊點作一下分析：轉(zhuǎn)角為 0 0度時，V=0;V=0;曲柄轉(zhuǎn)動至120120度，正向速 度到達最大值0.22m/s0.22m/s，此時滑塊C C具有最大速度，當曲柄繼續(xù)轉(zhuǎn)動至 240240度時 正向速度減少至0 0,此時由速度是位移的

18、變化率可知，其位移達到最大值。當曲 柄繼續(xù)轉(zhuǎn)動時，滑塊C C速度反向，變?yōu)樨撓蛩俣?，隨著轉(zhuǎn)角增大而增大，曲柄轉(zhuǎn) 至240240度，速度達到負向最大值0.63m/s0.63m/s之后，當滑塊繼續(xù)由搖桿帶動時，卻曲 柄由300300度轉(zhuǎn)至360360度時，其速度由負向最大值變?yōu)?0.0.3、a()圖的分析:隨著曲柄O OiA,A,逆時針轉(zhuǎn)動角度的增大，滑塊 C C先向下作加速運動，但加速度 越來越小，但是加速度越來越小，然后反向增大知道位移達到最大， 接著滑塊進 入空回程，由于存在急回運動，加速度迅速正向增大，達到最大后又開始減小， 直到滑塊C C進入工作行程。下面對一些特殊點進行分析：進程時，滑

19、塊C C具有正向加速度，由2.22.2開始減少， 在102102度時達到0 0,當角度繼續(xù)增大時，加速度反向增大，大約在 240240度時滑塊 位移達到最大值，但是加速度還是在反向增大，而且增長率明顯比前段更大，當 角度達到270270度時加速度增大到5.2m/s25.2m/s2時到達峰值，開始減少，在300300度左右 是達到0 0,然后正向增長，表明了滑塊將要向上減速運動，最后回到 0 0位移，然 后往復運動。我們可以看出，在 0 0至240240度區(qū)間內(nèi)，加速度都很平緩，而在 240240 至360360度內(nèi)，加速度變化很快，都說明了急回運動的存在。六.總結通過這段時間的設計，我受益匪淺，不僅在學問方面有所提高，而且在為人 處事方面有了更多的認識。當我們遇到一個問題時，首先不能畏懼，而是要對自己有信心，相信通過 自己的努力一定能解決的。就象人們常說的在戰(zhàn)略上藐視它。但是在戰(zhàn)術上的重 視它。通過慎重的考慮認真的分析，腳踏實地去完成它，克服重重困難，