機械原理課程設(shè)計---插床機械設(shè)計

1、.機械原理課程設(shè)計設(shè)計計算說明書設(shè)計題目 插床機械設(shè)計 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè) 2011 級 1 班 學(xué)生姓名 池洋 設(shè) 計 任 務(wù) 書1.1 設(shè)計題目 插床1.2 插床簡介 插床是用于加工中小尺寸垂直方向的平面或直槽的金屬切削機床，多用于單件或小批量生產(chǎn)。 為了適用不同材料和不同尺寸工件的粗、精加工，要求主執(zhí)行構(gòu)件插刀能以數(shù)種不同速度、不同行程和不同起始位置作垂直方向的往復(fù)直線移動，且切削時插刀的移動速度低于空行程速度，即插刀具有急回現(xiàn)象；安裝工件的工作臺應(yīng)具有不同進給量的橫向進給，以完成平面的加工，工作臺還應(yīng)具有升降功能，以適應(yīng)不同高度的工件加工。1.3 設(shè)計要求

2、及設(shè)計參數(shù) 設(shè)計要求：要求主執(zhí)行機構(gòu)工作行程切削平穩(wěn)、壓力角較小。進給機構(gòu)壓力角不超過許用值。設(shè)計參數(shù)如下所示：插床機構(gòu)設(shè)計3號題目參數(shù)題 號3主執(zhí)行機構(gòu)曲柄轉(zhuǎn)速n2/（r/min）50曲柄lO2A/mm75插刀行程H/mm120行程速比系數(shù)K1.8連桿與導(dǎo)桿之比lBC0.55力臂d(mm)108工作阻力Fmax(N)10800導(dǎo)桿質(zhì)量m4(kg)22導(dǎo)桿轉(zhuǎn)動慣量JS4(kgm2)1.2滑塊質(zhì)量m6(kg)60進給機構(gòu)從動件最大擺角ymax20°凸輪從動件桿長(mm)130推程許用壓力角a推程42°回程許用壓力角a回程50°滾子半徑rr(mm)15刀具半徑rc(m

3、m)0.08一：主執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計與分析1：插床機械設(shè)計參數(shù)以及相關(guān)參數(shù)計算曲柄轉(zhuǎn)速n2/（r/min）曲柄長度lO2A=75mm插刀行程H=120mm行程速度比系數(shù)K=1.8連桿與導(dǎo)桿之比lBC=0.55力臂d=108mm工作阻力F=10800N導(dǎo)桿4的質(zhì)量m4=22kg導(dǎo)桿4的轉(zhuǎn)動慣量Js4=1.1滑塊6的質(zhì)量m6=60一、插床導(dǎo)桿機構(gòu)的綜合1、計算極位夾角 、曲柄角速度、曲柄角加速度2、求導(dǎo)桿長度、連桿長度、中心距根據(jù)插床機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖，由幾何條件可得因為，3、求弓形高、導(dǎo)路距離二：主執(zhí)行機構(gòu)運動分析已知：曲柄的轉(zhuǎn)速n=45 rad/min ，滑塊質(zhì)量為50kg，導(dǎo)桿的質(zhì)量為28kg，其質(zhì)心

4、轉(zhuǎn)動慣量為1.2 kg·，力臂d=110mm，工作阻力F=9000N。此時，曲柄AB與中心距LAC的夾角為45°，即與垂直于曲柄AB方向的夾角為45°。（1）主執(zhí)行機構(gòu)速度分析. 方向 方向 大小 ？ ？ 大小 已知 ？ ？曲柄轉(zhuǎn)至當(dāng)前角度對應(yīng)的滑塊速度： （2）主執(zhí)行機構(gòu)加速度分析方向 ？ /Lbc大小 ？ ? ? 方向 大小 已知 ? ?曲柄轉(zhuǎn)至當(dāng)前角度對應(yīng)的滑塊加速度：滑塊運動線圖三、凸輪機構(gòu)設(shè)計與分析1、凸輪機構(gòu)相關(guān)參數(shù)的確定已知： 從動件的最大擺角，許用壓力角，從動件長度,從動件運動規(guī)律為等加速等減速運動，凸輪與曲柄共軸，數(shù)據(jù)如表1所示。題 號3主執(zhí)行機

5、構(gòu)曲柄轉(zhuǎn)速n2/（r/min）50曲柄lO2A/mm75插刀行程H/mm120行程速比系數(shù)K1.8連桿與導(dǎo)桿之比lBC0.55力臂d(mm)108工作阻力Fmax(N)10800導(dǎo)桿質(zhì)量m4(kg)22導(dǎo)桿轉(zhuǎn)動慣量JS4(kgm2)1.2滑塊質(zhì)量m6(kg)60進給機構(gòu)從動件最大擺角ymax20°凸輪從動件桿長(mm)130推程許用壓力角a推程42°回程許用壓力角a回程50°滾子半徑rr(mm)15刀具半徑rc(mm)0.08要求： 按許用壓力角確定凸輪機構(gòu)的基本尺寸，求出理論廓線外凸曲線的最小曲率半徑，選取滾子半徑，繪制凸輪實際廓線。以上內(nèi)容作在3號圖紙上（參考

6、圖例5）。整理說明書。插刀阻力曲線如圖3所示。0.05H0.05HHSFmaxF圖3刨刀阻力曲線根據(jù)已知值，以及給定的基圓建議值，在A3圖紙上確定圓心O2位置。做出基圓，再根據(jù)滾子半徑做出理論曲線。取一點為B點，由O2B=95mm，從動件桿長O1B=140mm，通過幾何做法找到O1點。連接O1O2，測得長度為160mm為中心距。由于由于插刀在切入、退出工件時均有0.05H的空載行程，所以實際凸輪推程角應(yīng)為除去空載行程后的擺角，我們計算得推程角。在此之后為了方便設(shè)計與分析，將推程角設(shè)，將回程角設(shè)為與推程角相等的度數(shù)，遠停角大小為10°。將以上的數(shù)據(jù)全部帶入擺動從動件凸輪機構(gòu)設(shè)計軟件，計

7、算得結(jié)果：擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)設(shè)計基本參數(shù)見附表1.根據(jù)計算結(jié)果德數(shù)值，求得各個坐標(biāo)點距圓心的距離。以O(shè)2B為基線順時針每轉(zhuǎn)5°確定一個坐標(biāo)點。分別以這些點為圓心做出滾子的圓，用光滑的曲線連接各個點，得到實際凸輪輪廓線，再連接滾子圓的外切點，得到理論輪廓線。接著，根據(jù)軟件中的要求，即每5°一個單位，做出116各個軌跡點與O1的旋轉(zhuǎn)運動曲線。根據(jù)計算結(jié)果中的轉(zhuǎn)角°和 角位移°兩項在A3圖紙右邊做出從動件位移線圖。連接個點做出光滑曲線。由給定數(shù)據(jù)的K值算出極位夾角大小為51.429°。由于插刀在切入、退出工件時均有0.05H的空載行程，最后做出相

8、應(yīng)的插刀工作行程圖。2、凸輪基本參數(shù)設(shè)置基圓半徑 rb=80 mm 3.運動規(guī)律參數(shù)滾子半徑 rt=15 mm 最大擺角 =10°中心距 a=160 mm 推程角 1=50°擺桿長 L=140 mm 遠停角 2=10° 凸輪轉(zhuǎn)速 n=45 rpm 回程角 3=50°刀具半徑 rc=0.08 mm 近停角 4=250.000°2.運動規(guī)律選擇: 初始角 0=29.995°推程運動規(guī)律:正弦加速度 4.包絡(luò)類型:內(nèi)包絡(luò)回程運動規(guī)律:余弦加速度 5.設(shè)計方向:正向 凸輪理論廓線與滾子包絡(luò)線 凸輪輪廓曲線與刀具中心軌跡從動件運動規(guī)律曲線n2=50lO2