机械原理课程设计报告-插床设计

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1、.长江学院机械原理课程设计说明书设计题目：插床机构设计学院：机械与电子工程学院专业：班级：设计者：学号：指导老师：2016年7月1日..目录题目及设计要求21机构简介22设计数据3二、插床机构的设计内容与步骤41、导杆机构的设计与运动分析4⑴、设计导杆机构。4⑵、作机构运动简图。4⑶、作滑块的运动线图。4⑷、用相对运动图解法作速度、加速度多边形。52、导杆机构的动态静力分析6⑴、绘制机构的力分析图（图1-4）。6⑵、选取力矩比例尺μM(N.mm/mm)，绘制等效阻力矩Mr的曲线图7⑶、作动能增量△Ｅ―φ线。83、用解析法较好机构运动分析的动态静力分析结果9⑴、图解微分

2、法9⑵、图解积分法124、飞轮设计125、凸轮机构设计146、齿轮机构设计17三、感想与体会19四、参考文献20题目及设计要求..1机构简介插床是一种用于工件内表面切削加工的机床，也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1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O2上的凸

3、轮驱动摆动从动件O4D和其他有关机构（图中未画出）来实现的。为了减小机器的速度波动，在曲柄轴O2上安装一调速飞轮。为了缩短空回行程时间，提高生产效率，要求刀具具有急回运动，图2为阻力线图。图2..图12设计数据..二、插床机构的设计内容与步骤1、导杆机构的设计与运动分析⑴、设计导杆机构。按已知数据确定导杆机构的各未知参数，其中滑块5导路y-y的位置可根据连杆4传力给滑块5的最有利条件来确定，即y-y应位于B点所画圆弧高的平分线上（见参考图例1）。⑵、作机构运动简图。选取长度比例尺μl(m/mm)，按表1-2所分配的加速度位置用粗线画出机构运动简图。曲柄位置的作法如图1

4、-2；取滑块5在下极限时所对应的曲柄位置为起始位置1，按转向将曲柄圆周十二等分，得12个曲柄位置，位置5对应于滑块5处于上极限位置。再作出开始切削和终止切削所对应的5ˊ和12ˊ两位置。图1-2曲柄位置图⑶、作滑块的运动线图。为了能直接从机构运动简图上量取滑块位移，取位移比例尺μs=μl，根据机构及滑块5上C点的各对应位置，作出滑块的运动线图sc(t)、然后根据sc(t)..线图用图解微分法（弦线法）作滑块的速度vc(t)线图（图1-2），并将其结果与4）相对运动图解法的结果比较。图1-2用图解微分法求滑块的位移与速度线图⑷、用相对运动图解法作速度、加速度多边形。选取速

5、度比例尺μv[(m·s-1)/mm]和加速度比例尺μa[(m·s-2)/mm]，作该位置的速度和加速度多边形（见图1-3）。①求其中(rad/s)②列出向量方程,求用速度影像法求..③列出向量方程,求a）速度图b）加速度图图1-3位置7的速度与加速度图2、导杆机构的动态静力分析已知各构件重力G及其对重心轴的转动惯量Js、阻力线图（图1－1）及已得出的机构尺寸、速度和加速度。⑴、绘制机构的力分析图（图1-4）。力分析的方法请参考《机械原理》教材..已知各构件重力G及其对重心轴的转动惯量Js、阻力线图（图1－1）及已得出的机构尺寸、速度和加速度，求出等效构件1的等效阻力矩

6、Mr。（注意：在切削始点与切削终点等效阻力矩应有双值）⑵、选取力矩比例尺μM(N.mm/mm)，绘制等效阻力矩Mr的曲线图（图1-4）..图1-4等效阻力矩Mr和阻力功Ar的曲线图利用图解积分法对Mr进行积分求出Ar-φ曲线图，假设驱动力矩Md为恒定，由于插床机构在一个运动循环周期内做功相等，所以驱动力矩在一个周期内的做功曲线为一斜直线并且与Ar曲线的终点相交如图1-4中Ad所示，根据导数关系可以求出Md曲线（为一水平直线）。⑶、作动能增量△Ｅ―φ线。取比例尺μＥ＝μＡ＝ＫμφμＭ（Ｊ／mm），动能变化△Ｅ＝Ａd－Ａr，其值可直接由图1-4上Ａd（φ）与Ａr（φ）曲线

7、对应纵坐标线段相减得到，由此可作出动能变化曲线Ad与Ar相减的曲线图（如图1-5）。..图1-5作动能增量△Ｅ―φ线图3、用解析法较好机构运动分析的动态静力分析结果⑴、图解微分法下面以图1-6为例来说明图解微分法的作图步骤,图1-6为某一位移线图,曲线上任一点的速度可表示为:图1-6位移线图..其中dy和dx为s=s(t)线图中代表微小位移ds和微小时间dt的线段,α为曲线s=s(t)在所研究位置处切线的倾角。上式表明,曲线在每一位置处的速度v与曲线在该点处的斜率成正比,即v∝tgα,为了用线段来表示速度,引入极距K(mm),则式中μv为速度比例尺,