插床主體機構的設計---說明書

1、學 院機械原理課程設計任 務 書 專 業(yè) 材料成型及控制工程學 生 姓 名 笑嘻嘻班 級 12材料本學 號 1201240041指 導 教 師 郭國誼老師教 研 室 主 任 胡淑蘭老師起 止 日 期 2014-06-20目 錄第一章 緒論3第二章 機構簡介與設計數(shù)據(jù)4第3章 設計內容及方案分析6 1）插刀速度和加速度分析6 2）數(shù)據(jù)及函數(shù)曲線分析103）凸輪機構設計134）齒輪機構設計14 第四章 設計體會15 第五章 參考文獻16 附圖16第一章 緒論一、 設計的題目：插床運動系統(tǒng)方案設計及其運動分析。二、工作原理插床機械系統(tǒng)的執(zhí)行機構主要是由導桿機構和凸輪機構組成。下圖為其參考示意圖，電動

2、機經(jīng)過減速傳動裝置（皮帶和齒輪傳動）帶動曲柄2轉動，再通過導桿機構使裝有刀具的滑塊6沿導路yy作往復運動，以實現(xiàn)刀具的切削運動。刀具向下運動時切削，在切削行程H中，前后各有一段0.05H的空刀距離，工作阻力F為常數(shù)；刀具向上運動時為空回行程，無阻力。為了縮短回程時間，提高生產(chǎn)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O2上的凸輪驅動擺動從動件和其它有關機構（圖中未畫出）來完成的。三，此設計是工科專業(yè)在學習機械原理后進行的一次較全面的綜合設計訓練，其目的：1.鞏固理論知識，并應用于解決實際工程問題；2.建立機械傳動系統(tǒng)方案設計、機構設計與分析概念；3.進行計算、繪圖、正確

3、應用設計資料、手冊、標準和規(guī)范以及使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)的能力訓練。四、主要內容：1、根據(jù)插床機械的工作原理，擬定23個其他形式的執(zhí)行機構（連桿機構），并對這些機構進行分析對比。2、根據(jù)給定的數(shù)據(jù)確定機構的運動尺寸。要求用圖解法設計，并將設計結果和步驟寫在設計說明書中。3、導桿機構的運動分析。分析導桿擺到兩個極限位置及擺到與機架O2O4位于同一直線位置時，滑塊6的速度和加速度。4、凸輪機構設計。根據(jù)所給定的已知參數(shù)，確定凸輪機構的基本尺寸（基圓半徑ro、機架和滾子半徑rb），并將運算結果寫在說明書中。用幾何法畫出凸輪機構的實際廓線。5、編寫設計說明書一份。應包括設計任務、設計參數(shù)、設計計算過程等。第二章

4、 機構簡介與設計數(shù)據(jù)指導老師郭國誼學生姓名鄧旺平專業(yè)材料成型及控制工程課程設計(論文)題目 插床主體機構的設計 完成日期：14年6月20日研究主要內容及任 務一、設計課題 插床主體機構設計 2、設計數(shù)據(jù)如圖所示為插床結構簡圖及阻力線圖。插床主要由齒輪機構、導桿機構和凸輪機構等組成，如圖3-23所示。電動機經(jīng)過減速裝置(圖中只畫出齒輪)，使曲柄1轉動，再通過導桿機構1-2-3-4-5-6，使裝有刀具的滑塊沿導路y-y作往復運動，以實現(xiàn)刀具切削運動。為了縮短空程時間，提高生產(chǎn)率，要求刀具具有急回運動。刀具與工作臺之間的進給運動，是由固結于軸上的凸輪驅動擺動從動桿和其他有關機構(圖中未畫出)來完成的

5、。已知數(shù)據(jù)見表。設計數(shù)據(jù)表1 導桿機構的設計及運動分析符號KHlBC/lO3BLO2o3abcn1單位mmmmr/min數(shù)據(jù)21001150505012560設計數(shù)據(jù)表2 凸輪機構的設計符號lo4Ds從動桿加速規(guī)律單位°mm°數(shù)據(jù)1540125601060等加速等減速 設計數(shù)據(jù)表3 齒輪機構的設計符號Z1Z2m單位mm°數(shù)據(jù)1340820三、設計要求與任務1.根據(jù)已知條件，要求完成如下設計任務：（1）、導桿機構的設計及運動分析。設計導桿機構，繪制機構運動簡圖；分析導桿擺到兩個極限位置及擺到與機架位于同一直線位置時，滑塊的速度和加速度。并在3號圖紙上利用圖解法作機構

6、的兩個位置的速度和加速度多邊形，并作出滑塊的運動方程線圖。（2）、凸輪機構設計。根據(jù)所給定的已知參數(shù)，確定凸輪機構的基本尺寸，并在3號圖紙上繪制實際廓線。 （3）、齒輪機構設計 已知：齒輪齒數(shù)Z1，Z2，模數(shù)m，分度圓壓力角，齒輪為正常齒制，工作情況為形式齒輪，齒輪與曲柄共軸。   要求：選擇兩輪變位系數(shù)，計算齒輪各部分尺寸。2完成設計計算說明書一份（不少于3000字，應包括設計任務、設計參數(shù)、設計計算過程等）設計進度 本課程設計共計一周（五天），時間分配見下表序號課程設計內容時間1根據(jù)題目，查找相關的專業(yè)文章及專業(yè)手冊0.5天2設計方案與計算2天3圖紙繪制1天4

7、說明書寫作1天5材料上交，答辯0.5天6合計5天第三章 設計內容及方案分析1、 插刀速度和加速度分析1）、當在（a）所示位置時，此時構件4處在極位(圖紙一)（a）速度分析:曲柄的長度為lo2A=75mm，轉速n=60r/min曲柄的角速度為 W2 = 2n/ lo2A=6.28 rad/s 方向 大小 ？由圖解法得：=0.417m/s 因為=0所以竿4沒有轉動,即，又因為構件3，是一個滑塊，竿4又有鉸鏈定位。所以實際上：=0 求B點的速度： 由于構件4上點是B和A的絕對瞬心點， 點的速度已知，利用構件4上的速度影像有: 得 求： B、C是同一構件上的點，根據(jù)同一構件上點間的速度關系: 方向 導

8、桿 大小 ？ 0 ？可得： 加速度分析：因為aA2= w22lo2A=2.958 m/s2 根據(jù)速度合成原理有： 大小 ？ 2.958 m/s2 ? 0方向 可得： = =2.958m/s2 方向：又根據(jù)速度合成原理求6滑塊C的速度（圖紙一）： 大小 ？ ？ ？ 2.726方向 又圖解法作圖解： 的值通過在AB桿上由杠桿定理求得Ao4/2.958=Bo4/aB, aB =2.726又速度比例=0.0088 所以=1.294方向垂直向上2)、 滑塊A于機架位于同一位置的左邊時（圖紙一）：速度分析VA2 = =0.417m/s 又速度合成原理有： 大小 ？ 0.417m/s 0方向 所以=0.41

9、7m/s又杠桿原理有vB=0.27m/s，方向 又速度合成原理： 大小 ？ 0.209m/s 0方向 所以=0.209m/s 方向向上加速度分析（圖紙二）：因為 aA2= w22lo2A=2.958 m/s2W4=VA4/lo4A=5.56rad/s，加速度合成原理有：大小 ？ 0 0 0方向 ？ 0 0所以=2.958 m/s2aB=5.5m/s2加速度合成原理有：大小 ？ 5.5 0 0 方向 0 0所以= 5.5 ，方向 ，向上2、數(shù)據(jù)及函數(shù)曲線分析角度位移S（mm)速度V(m/s)加速度(m/s2)71.50.0032.051430.05522140.08251.96285.90.11

10、51.953580.1251.8429.90.1361.654910.50.141.55615.50.151.16319.50.1551.07023.50.160.8577250.180.7784300.1920.6391310.2010.559837.50.2070.15105410.2100.09112450.212-0.0211948.10.22-0.024126550.212-0.065133570.205-0.1214060.20.201-0.2314766.10.2-0.3215468.90.196-0.36161730.19-0.39168760.18-0.417579.50.1

11、74-0.432180830.172-0.45187850.17-0.59194900.140-0.7201920.13-0.7920892.50.126-0.9215950.093-1.04222980.073-1.522998.50.05-1.9236990.03-2.12524399-0.03-2.625098-0.07-3.1425797-0.16-3.326492.5-0.25-4.127190-0.274-5.1227883.5-0.383-5.128573-0.52-4.929266-0.574-1.7429954.2-0.62-0.4430641.5-0.613.631328.

12、2-0.444.732017.9-0.435.232712.5-0.35.473348.1-0.235.53413-0.133.953482.6-0.0293.733551.5-0.02163.04360002.25滑塊的運動方程圖 、V()-在圖紙二上：3、凸輪機構設計 確定凸輪機構的基本尺寸凸輪機構等加速等減速推程運動規(guī)律：回程運動規(guī)律：修正后的等速回程取通過計算得中心距Lo2o4為100mm,滾子半徑rt為15mm,基圓半徑R0為48mm。凸輪實際輪廓曲線見圖紙三。 4、齒輪機構設計已知z1=13，z2=40，m=8,壓力角=20°，取嚙合角20°，變位系數(shù)X1=&#

13、160;-X2=0.25齒輪各部分計算公式名稱代號計算公式凸輪機構的基本尺寸模數(shù)m根據(jù)設計或測繪定出8齒數(shù)z根據(jù)運動要求選定。z1為主動齒輪，z2為從東齒輪。Z1=13、Z2=40節(jié)圓直徑dd1=mz1，d2=mz2d1=104mmd2=320mm齒頂高haha=mha1=10mmha2=6mm齒根高hfhf=1.25mhf1= 8mmhf2=12mm齒頂圓直徑dada1=m(z1+2)，da2=m(z2+2)da1=124mmda2=332mm齒根圓直徑dfdf1=m(z1-2.5)，df2=m(z2-2.5)df1= 88mmdf2= 296mm兩輪中心距aa=1/2(d1+d2)=m/2

14、(z1+z2)a=212mm中心距變動系數(shù)yy=0 第四章 設計體會一星期的機械原理課程設計結束了，在這次實踐的過程中學到了一些除技能以外的其他東西,領略到了別人在處理專業(yè)技能問題時顯示出的優(yōu)秀品質,更深切的體會到人與人之間的那種相互協(xié)調合作的機制,最重要的還是自己對一些問題的看法產(chǎn)生了良性的變化. 在社會這樣一個大群體里面,溝通自然是為人處世的基本,如何協(xié)調彼此的關系值得我們去深思和體會.在實習設計當中依靠與被依靠對我的觸及很大,小組里的人都很有責任感,付出了最大的努力,盡最大的努力去解決自己任務里所遇到的問題.最終我們能完成于這種態(tài)度十分不開的。生活中的點點滴滴成功失敗都是這樣的吧與我們對

15、待事情的態(tài)度相關。在這種相互協(xié)調合作的過程中,口角的斗爭在所難免,關鍵是我們如何的處理遇到的分歧,而不是一味的計較和埋怨.這不僅僅是在類似于這樣的協(xié)調當中,生活中的很多事情都需要我們有這樣的處理能力,面對分歧大家要消除誤解,相互理解,增進了解,達到諒解.也許很多問題沒有想象中的那么復雜,關鍵還是看我們的心態(tài),那種處理和解決分歧的心態(tài),因為畢竟我們的出發(fā)點都是很好的. 課程設計也是一種學習同事優(yōu)秀品質的過程,比如我組的張星紅同學,人家的確有種耐得住寂寞的心態(tài).所以他在學習上取得了很多傲人的成績,但是我所贊賞的還是他追求的過程,當遇到問題的時候,那種斟酌的態(tài)度就值得我們每一位學習,人家是在用心造就

16、自己的任務,而且孜孜不倦,追求卓越.我們過去有位老師說得好,有有些事情的產(chǎn)生只是有原因的,別人能在諸如學習上取得了不一般的成績,那絕對不是僥幸或者巧合,那是自己付出勞動的成果的彰顯,那是自己辛苦過程的體現(xiàn).這種不斷上進,認真一致的心態(tài)也必將導致一個人在生活和學習的各個方面做的很完美,有位那種追求的鍥而不舍的過程是相同的,這就是一種優(yōu)良的品質,它將指引著一個人意氣風發(fā),更好走好自己的每一步. 在今后的學習中,一定要戒驕戒躁,態(tài)度端正,虛心認真.要永遠的記住一句話:態(tài)度決定一切. 第五章 參考文獻1 孫桓，陳作模，葛文杰.機械原理（第七版）.北京：高等教育出版社，2006.2 魏兵，熊禾根.機械原理，武漢：華中科技大學出版社，2007.3 申永勝.機械原理教程.北京：清華大學出版社，1999.4 張策.機械原理與機械設計.北京：機械工業(yè)出版社，2004.5 劉江南.機械設計基礎.長沙：湖南大學出版社，2005.6 成大先.機械設計手冊(機構