插床机构综合设计说明书

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1、机械原理课程设计插床机构综合学生姓名：卢佛俊专业班级：08机电二班学号：2008766825目录一、设计题目简介二、设计数据与要求三、设计任务四、插床主体机构尺寸综合设计五、插床切削主体结构运动分析六、重要数据及函数曲线分析七、工作台设计方案八、总结九、参考文献25设计题目：插床机构综合一、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

2、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。插刀所受阻力曲线插床机构运动方案示意图    针对图所示的插床机构运动方案，进行执行机构的综合与分析。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。 25插床机构设计数据插刀往复次数（次/min）60插刀往复行程（mm）100插削机构行程速比系数2中心距（mm）150杆长之比1质心坐标（mm）50质心坐标（mm）50质心坐标（m

3、m）120凸轮摆杆长度（mm）120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0.05最大切削阻力（N）1000阻力力臂（mm）120滑块5重力（N）320构件3重力（N）160构件3转动惯量（kgm2）0.14三、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，

4、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；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。四、插床主体机构尺寸综合设计方案选择：方案一：结构简图如下25方案二：机构简图如下：经过对方案一和方案二的比较，我们发现方案一的优点是结构简单，易于实现。方案二的优点是可承受的力要大。考虑到插床需

5、要较大的进给里用已加工零件，所以我们选择方案二，下面我们就相对于方案二进行进一步的计算和设计。25已知=150mm，，行程H=100mm，行程比系数K=2，根据以上信息确定曲柄长度，以及到YY轴的距离1.长度的确定图1极限位置由，得极为夹角：，首先做出曲柄的运动轨迹，以为圆心，25为半径做圆，随着曲柄的转动，有图知道，当转到，于圆相切于上面时，刀具处于下极限位置；当转到，与圆相切于下面时，刀具处于上极限位置。于是可得到与得夹角即为极为夹角。由几何关系知，，于是可得，。由几何关系可得：代入数据，=150mm，，得即曲柄长度为752.杆的长度的确定图2杆BC，BO长度确定由图2知

6、道，刀具处于上极限位置和下极限位置时，长度即为最大行程H=100，即有=100mm。在确定曲柄长度过程中，我们得到，那么可得到，那么可知道三角形等边三角形。又有几何关系知道四边形是平行四边形，那么25，又上面讨论知为等边三角形，于是有，那么可得到,即又已知，于是可得到即杆的100mm。3.到YY轴的距离的确定B1图3到YY轴的距离有图我们看到，YY轴由过程中，同一点的压力角先减小，后又增大，那么在中间某处必有一个最佳位置，使得每个位置的压力角最佳。考虑两个位置：1当YY轴与圆弧刚相接触时，即图3中左边的那条点化线，与圆弧相切与B1点时，当B点转到，将会出现最大压力角。2.当Y

7、Y轴与25重合时，即图中右边的那条点化线时，B点转到B1时将出现最大压力角为了使每一点的压力角都为最佳，我们可以选取YY轴通过CB1中点（C点为与得交点）。又几何关系知道：由上面的讨论容易知道，再代入其他数据，得：即到YY轴的距离为93.3mm综上，插床主体设计所要求的尺寸已经设计完成已知=150mm，，行程H=100mm，行程比系数K=2，根据以上信息确定曲柄长度，以及到YY轴的距离1.长度的确定25图4极限位置由，得极为夹角：，首先做出曲柄的运动轨迹，以为圆心，为半径做圆，随着曲柄的转动，有图知道，