機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)插床機(jī)構(gòu)

1、插床機(jī)構(gòu)綜合與傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄題目及設(shè)計(jì)要求2一、設(shè)計(jì)題目2二、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與要求3三、設(shè)計(jì)任務(wù)3設(shè)計(jì)：4一、確定各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)尺寸，繪制機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖41、插削機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：42、送料機(jī)構(gòu)（凸輪機(jī)構(gòu)）的設(shè)計(jì)： 4二、假設(shè)曲柄1等速轉(zhuǎn)動(dòng)，畫(huà)出滑塊C的位移和速度的變化規(guī)律曲線（插削機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析）91）位置分析92）角速度分析103）角加速度分析10三、在插床工作過(guò)程中，插刀所受的阻力變化曲線如圖2所示，在不考慮各處摩擦、其他構(gòu)件重力和慣性力的條件，分析曲柄所需的驅(qū)動(dòng)力矩14四、確定電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速。16五、取曲柄軸為等效構(gòu)件，確定應(yīng)加于曲柄軸上的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。17六、感想與建議。17七、參考文獻(xiàn)。171

2、題目及設(shè)計(jì)要求一、設(shè)計(jì)題目插床是常用的機(jī)械加工設(shè)備，用于齒輪、花鍵和槽形零件等的加工。圖6-15為某插床 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案示意圖。該插床主要由帶轉(zhuǎn)動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、連桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)等組成。電動(dòng) 機(jī)經(jīng)過(guò)帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)減速后帶動(dòng)曲柄1回轉(zhuǎn)，再通過(guò)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)12 34 5 6,使 裝有刀具的滑塊沿道路yy作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)刀具切削運(yùn)動(dòng)。為了縮短空程時(shí)間，提高 生產(chǎn)率，要求刀具具有急回運(yùn)動(dòng)。刀具與工作臺(tái)之間的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，是由固結(jié)于軸2上的凸 輪驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)從動(dòng)件4廠和其他有關(guān)機(jī)構(gòu)（圖中未畫(huà)出）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。畫(huà)出）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。圖3-30插床機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案示意圖針對(duì)圖3-30所示的插床機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案，進(jìn)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)的綜合與分析，

3、并進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。二、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與要求依據(jù)插床工況條件的限制，預(yù)先確定了有關(guān)幾何尺寸和力學(xué)參數(shù)，如表64所示。要 求所設(shè)計(jì)的插床結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)械效率高。表6-4插床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)分組1234插刀往復(fù)次數(shù)n (次/min)306090120插刀往復(fù)行程H (mm)1501209060插削機(jī)構(gòu)行程速比系數(shù)K2222中心距Lo2o3 (mm)160150140130桿長(zhǎng)之比L (BC) /L (o3B)1111質(zhì)心坐標(biāo)a (mm)60555045質(zhì)心坐標(biāo)b(mm)60555045質(zhì)心坐標(biāo)c (mm)130125120115凸輪擺桿長(zhǎng)度Lo4d (mm)125125125125凸輪擺桿行程角巾( )

4、15151515推程許用壓力角a( )45454545推程運(yùn)動(dòng)角So( )60906090回程運(yùn)動(dòng)角6 o ( )90609060遠(yuǎn)程休止角Soi( )10151015推程運(yùn)動(dòng)規(guī)律等加等減余弦正弦5次多項(xiàng)式回程運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速等速等速等速速度不均勻系數(shù)各0. 030. 030. 030.03最大切削阻力Q(N)2300220021002000阻力力臂d(mm)150140130120滑塊5重力G5(N)350340330320構(gòu)件3重力G3 (N)150140130120構(gòu)件3轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J3 (kg*m2)0. 120. 110. 10. 1三、設(shè)計(jì)任務(wù)1. 針對(duì)圖1所示的插床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(插削機(jī)構(gòu)和

5、送料機(jī)構(gòu))方案，依據(jù)設(shè)計(jì)要求和已知參數(shù)，確定各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)尺寸，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖:2. 假設(shè)曲柄1等速轉(zhuǎn)動(dòng)，畫(huà)出滑塊C的位 移和速度的變化規(guī)律曲線；3. 在插床工作過(guò)程中，插刀所受的阻力變 化曲線如圖6-16所示，在不考慮各處摩擦、 其他構(gòu)件重力和慣性力的條件卞，分析曲柄所 需的驅(qū)動(dòng)力矩；4. 確定電動(dòng)機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速；5. 取曲柄軸為等效構(gòu)件，確定應(yīng)加于曲柄00.05 H-HfGS5aO5H圖3-31插刀所受阻力曲線軸上的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量;6. 編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū);7. 感想與建議。設(shè)計(jì):確定各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)尺寸，繪制機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)1、插削機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì):由題知：桿1的極位夾角為0=180* (K-1) / (K+

6、1)； 故有1 =(o2o3 Sill(&)/3 =/4 =/2/siii(6)為了使構(gòu)件4對(duì)構(gòu)件5的平均傳動(dòng)角比 較大，故應(yīng)有：X 13 cos(0) =4 x則可得：兀=厶(1 + cos(0) / 2y ( 兀尸設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)x(mm)1401128456y (mm)75604530L3(mm)1501209060L4 (mm)1501209060LI(mm)80757065所得數(shù)據(jù)如下:2送料機(jī)構(gòu)(凸輪機(jī)構(gòu))的設(shè)計(jì):四種方案的推程運(yùn)動(dòng)規(guī)律：1、等加速等減速9 = 2062 / 6-3 =/CY =/ &卩=el cos(tt(5 / $o)/ 2(P = 0(5 / 50) sin(27r6

7、 / )/ (2亦)余弦3、正弦3 =如JI cos(27r6 / $o) /a = 2開(kāi)032 sin(27r5 / 60) / 6024、五次多項(xiàng)式a = 2C22 +6C3cj12(5 + 12C4a;12(52 +20253回程運(yùn)動(dòng)規(guī)律：9 = 0(1 - /&)- CJ =如/ 0a = 0修正后的等速回程$01 = 15取a=%0/(2G2論)正弦加速度加速階段(510)：9 = 0 + 01(6 /+ sin(7r& / $oi)/ 兀)-uj = 021 (cos(7r(5 / 601) 1)/ O。a = 7v%3( sin(7rd / 01) / 012等速階段0 = 01

8、 +(0 01)(1 (I $01)/ ($0 2$oJ) 3 = (001)嗎 / ($o 2g)a = 0正弦加速度減速階段(心一io)：e = % 0 - 6)/ 心Sing 6) / 6。J / 7T) 3 = 015 (COS(7T(d0 6) / (5oi) l)/(50la = 7v(j3( sin(7r(60 Q) / 501) / 6012所得數(shù)據(jù)如卜:設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中心距Lo2o4 (mm)1008510585滾子半徑rt (mm)15151515基圓半徑RO (mm)48544855四種方案F的凸輪輪廓曲線如卞：第一組:66040200EE-20-60-8080凸輪理論實(shí)際輪廓

9、曲線（A）N、/J/f/ 、/、1ff1f1 /l / V1l/車(chē)侖廊-x、-理論輪廓-60-40-20 0x/mm204060第二組:凸輪理論實(shí)際輪廓曲線（B）604020-20! o-4060807、/4/、/aIf / / / /I /、1 J1 11111 / 11 1/ 111J11 _一 一1 11 AWmax/ u;z2 5 -Je所求飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣屋為:爲(wèi)/N*m109.303591.6149175.1485559.8341JF/kg*m2875.7771187.114175.387738.18862六、感想與建議。感想：在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用分塊設(shè)計(jì)方法可以使問(wèn)題得到簡(jiǎn)化，如：1、將整

10、個(gè)插床機(jī)構(gòu)分為 插削機(jī)構(gòu)和送料機(jī)構(gòu)，而插削機(jī)構(gòu)又以六桿機(jī)構(gòu)為主，依據(jù)插床工況條件的限制，題中預(yù)先 確定了有關(guān)幾何尺寸和力學(xué)參數(shù)，因此在滿足所設(shè)計(jì)的插床結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)械效率高的前提下 設(shè)計(jì)了其他相應(yīng)參數(shù)。設(shè)計(jì)送料機(jī)構(gòu)凸輪時(shí)，由于回程角比較小，若為簡(jiǎn)單的等速回程過(guò)程, 則會(huì)出現(xiàn)尖點(diǎn)失真現(xiàn)彖，故設(shè)計(jì)時(shí)將將回程規(guī)律做了一定修正。2、電機(jī)選擇時(shí)在滿足高效 率的前提下找到合適的傳動(dòng)比并通過(guò)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)找到合適的電機(jī)。在此假設(shè)了機(jī)構(gòu) 的效率，電機(jī)等速特性等，以便簡(jiǎn)化問(wèn)題，且同時(shí)其對(duì)設(shè)計(jì)目的影響較小。 在整個(gè)設(shè)計(jì) 過(guò)程中我們?cè)诜治銮宄}目要求后討論最佳解法并通過(guò)編程來(lái)解決。先做好分析后著手做設(shè) 計(jì)具體細(xì)節(jié)達(dá)到了事半功倍的效果。另外由于知識(shí)的有限，將許多模型簡(jiǎn)化了也必將對(duì)設(shè)計(jì)造成一定負(fù)面影響。建議：希望老師能在以后的課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，能給人家講解一些在設(shè)計(jì)時(shí)理應(yīng)注意的相關(guān)問(wèn) 題，并給大家推薦一些設(shè)計(jì)書(shū)籍供學(xué)生參考學(xué)