机械原理课程设计-插床机构设计

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1、机械原理课程设计插床机构设计插床机械设计目录一、插床机械设计任务书11、工作原理12、设计要求13、设计数据24、设计内容及工作量2二、设计计算过程4(一).方案比较与选择41.方案I42.方案II43.方案III5(二).导杆机构分析与设计61.机构的运动尺寸62.导杆机构的运动分析7(三).导杆机构的动态静力分析9(四).凸轮机构设计131.确定凸轮机构的基本尺寸132.凸轮廓线的绘制:163.1：1绘制所设计的机构运动简图1718机械原理课程设计插床机构设计一、插床机械设计任务书1、工作原理插床机械系统的

2、执行机构主要是由导杆机构和凸轮机构组成。下图为其参考示意图，电动机经过减速传动装置（皮带和齿轮传动）带动曲柄2转动，再通过导杆机构使装有刀具的滑块6沿导路y—y作往复运动，以实现刀具的切削运动。刀具向下运动时切削，在切削行程H中，前后各有一段0.05H的空刀距离，工作阻力F为常数；刀具向上运动时为空回行程，无阻力。为了缩短回程时间，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上的凸轮驱动摆动从动件和其它有关机构（图中未画出）来完成的。2、设计要求电动机轴与曲柄轴2平行，使用寿命

3、10年，每日一班制工作，载荷有轻微冲击。允许曲柄2转速偏差为±5％。要求导杆机构的最小传动角不得小于60°；凸轮机构的最大压力角应在许用值[α]之内，摆动从动件8的升、回程运动规律均为等加速、等减速运动。执行构件的传动效率按0.95计算，系统有过载保护。按小批量生产规模设计。18机械原理课程设计插床机构设计3、设计数据导杆机构运动分析转速n2（r/min）力臂d(mm)曲柄lo2A(mm)插刀行程H(mm)行程速比系数K46120761361.8导杆机构运动动态静力分析工作阻力Fmax(N)导杆质量m4(kg)

4、滑块6质量m6(kg)导杆4质心转动惯量Js4980028551.1凸轮机构设计从动件最大摆角jmax从动件杆长LO8D（mm）许用压力角[α]推程运动角do远休止角ds回程运动角d’o20°12840°60°10°60°4、设计内容及工作量1、根据插床机械的工作原理，拟定2～3个其他形式的执行机构（连杆机构），并对这些机构进行分析对比。2、根据给定的数据确定机构的运动尺寸,。要求用图解法设计，并将设计结果和步骤写在设计说明书中。3、导杆机构的运动分析。分析导杆摆到两个极限位置时，滑块6的速度和加速度。4、导杆

5、机构的动态静力分析。用力多边形求极限位置时各运动副反力及应加于曲柄上的平衡力矩。5、凸轮机构设计。根据所给定的已知参数，确定凸轮机构的基本尺寸（基圆半径ro、机架和滚子半径rb），并将运算结果写在说明书中。画出凸轮机构的实际廓线。6、编写设计说明书一份。应包括设计任务、设计参数、设计计算过程等。7、用Autocad软件按1：1绘制所设计的机构运动简图。18机械原理课程设计插床机构设计设计计算及说明结　　果一.设计计算过程(一).方案比较与选择1.方案I该方案如图1—1由两个四杆机构组成。使b>a,构件1、2、3

6、、6便构成摆动导杆机构，基本参数为b/a=。构件3、4、5、6构成摇杆滑块机构。图1—1方案特点如下：1).是一种平面连杆机构，结构简单，加工方便，能承受较大载荷。2).具有急回作用，其行程速比系数,而。只要正确选择，即可满足行程速比系数k的要求。3).滑块的行程，已经确定，因此只需选择摇杆CD的长度，即可满足行程H的要求。4).曲柄主动，构件2与3之间的传动角始终为。摇杆滑块机构中，当E点的轨迹位于D点所作圆弧高度的平均线上时，构件4与5之间有较大的传动角。此方案加工简单，占用面积比较小，传动性能好。18机械

7、原理课程设计插床机构设计5).工作行程中，能使插刀的速度比较慢，而且变化平缓，符合切削要求。2.方案II该方案如图1—2将方案I中的连杆4与滑块5的转动副变为移动副，并将连杆4变为滑块4。即得方案II，故该方案具备第一方案的特点以外，因构件4与5间的传动角也始终为，所以受力更好，结构也更加紧凑。图1—23.方案III此方案如图1—3为偏置曲柄滑块机构，机构的基本尺寸为a、b、e。图1—3方案特点如下：(1).是四杆机构，结构较前述方案简单。(2).因极位夹角18机械原理课程设计插床机构设计，故具有急回作用，但急

8、回作用不明显。增大a和e或减小b。均能使k增大到所需值，但增大e或减小b会使滑块速度变化剧烈，最大速度、加速度和动载荷增加，且使最小传动角减小，传动性能变坏。从以上3个方案的比较中可知，为了实现给定的插床运动要求，以采用方案II较宜。(二).导杆机构分析与设计1.机构的运动尺寸因为、而K=1.8由上面方程可得：=51.4°又因为a=lo2A=76mm，可得:b=0204=175.25m