河南理工大学机械原理插床机构课程设计

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1、河南理工大学机械原理插床课设一、设计题目简介插床是常用的机械加工设备，用于齿轮、花键和槽形零件等的加工。图示为某插床机构运动方案示意图。该插床主要由带转动、齿轮传动、连杆机构和凸轮机构等组成。电动机经过带传动、齿轮传动减速后带动曲柄1回转，再通过导杆机构1－2－3－4－5－6，使装有刀具的滑块沿道路y－y作往复运动，以实现刀具切削运动。为了缩短空程时间，提高生产率，要求刀具具有急回运动。刀具与工作台之间的进给运动，是由固结于轴上的凸轮驱动摆动从动件和其他有关机构（图中未画出）来实现的。针对图所示的插床机构运动方案，进行执行机构的

2、综合与分析。二、设计数据与要求依据插床工况条件的限制，预先确定了有关几何尺寸和力学参数，如表6－4所示。要求所设计的插床结构紧凑，机械效率高。 插床机构设计数据插刀往复次数（次/min）120插刀往复行程（mm）60插削机构行程速比系数2中心距（mm）130杆长之比1质心坐标（mm）45质心坐标（mm）45质心坐标（mm）115凸轮摆杆长度（mm）125凸轮摆杆行程角（0）15推程许用压力角（0）45推程运动角（0）90回程运动角（0）60远程休止角（0）15推程运动规律3-4-5次多项式回程运动规律等速速度不均匀系数0.03最

3、大切削阻力（N）2000阻力力臂（mm）120滑块5重力（N）320构件3重力（N）120构件3转动惯量（kgm2）0.1三、设计任务1.     针对图所示的插床的执行机构（插削机构和送料机构）方案，依据设计要求和已知参数，确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图；2.    假设曲柄1等速转动，画出滑块C的位移和速度的变化规律曲线；3.    在插床工作过程中，插刀所受的阻力变化曲线如图所示，在不考虑各处摩擦、其他构件重力和惯性力的条件下，分析曲柄所需的驱动力矩；4.    取曲柄轴为等效构件，确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量

4、；5.    用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。6. 图纸上绘出最终方案的机构运动简图（可以是计算机图）并编写说明书。设计过程一、工作原理插床是常用的机械加工设备，用于齿轮、花键和槽形零件等的加工。插床主要由齿轮机构、导杆机构和凸轮机构等组成，主要由带传动、齿轮传动、连杆机构和凸轮机构等组成。电动机经过带传动、齿轮传动减速后带动曲柄1回转，再通过导杆机构1－2－3－4－5－6，使装有刀具的滑块沿道路y－y作往复运动，以实现刀具切削

5、运动。刀具与工作台之间的进给运动，是由固结于轴上的凸轮驱动摆动从动件和其他有关机构来实现的。插床机构可分为两部分：（1）插削机构：主要由导杆构成。电动机经过带传动、齿轮传动减速后带动曲柄1回转，再通过导杆机构1－2－3－4－5－6，使装有刀具的滑块沿道路y－y作往复运动。根据机构见图得自由度，如图所示：图3插削机构简图（2）送料机构：由凸轮及其他有关机构构成。凸轮固定在上，凸轮转动带动从动件O4D（如图1）和其他有关构件运动，使工作台进行前后、左右和圆周方向的间歇进给运动。二、根据草图确定各构件的运动该尺寸，绘制机构简图1.插削

6、机构的设计：由题目可知，齿轮传动减速后带动曲柄1回转，当相切时滑块5达到其极限位置。简记=，=，=，=，x=,根据已知条件，可以分别确定其尺寸。（1）计算极位角和导杆3的摆角。由已知条件知：插削机构行程速比系数K为2（2）求由已知条件知：中心距==130（3）求，两杆的杆长之比为1，插刀的往复行程H=（4）求固定支座O3位置，即X为了使构件4对构件5的平均传动角比较大，应有如下关系：，则可以得：由此得出所得数据如下表：x(mm)56y(mm)30L1(mm)65L3(mm)60L4(mm)602.凸轮机构的设计推程运动为3-4-

7、5次多项式，推程运动角，回程运动为等速运动，回程运动角，凸轮摆杆的行程角的行程角，凸轮摆杆的长度，推程许用压力角。需要求的是凸轮基圆半径R，滚子半径r和根据以上条件列出运动方程推程：回程：根据本题条件可以使摆杆的初始摆角，当时，可以取得最大值，由如下表达式由此得出，，取滚子半径，则基圆半径，至此凸轮机构的尺寸也完全确定。根据所有尺寸，设计出如下的机构见图。三、 假设曲柄1等速转动，画出滑块C的位移和速度的变化规律曲线；计算图如下：由矢量闭合得出如下方程：分别投影得出如下方程：用矩阵的方式表示：速度矩阵加速度矩阵根据以上方程在MA

8、TLAB中编写如下程序作出C的位移、速度、加速度的变化规律曲线。symsq1q3q4s3s5q1=0:pi/180:2*pi;q3=atan(65*sin(q1)./(130+65*cos(q1)));q3=0:pi/6;q4=acos(60*cos((atan