機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)—插床機(jī)構(gòu)說明書

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)第二章插床主體機(jī)構(gòu)尺寸綜合設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)簡圖如下：Q- y OQ2=150mm, BC/BO21，行程 H=100mm,行程比系數(shù) K=2，根據(jù)以上信息確定曲柄OiA, BC,BO2長度，以及。2到丫丫軸的距離 I.OiA長度確實(shí)定Q刀具上權(quán)限77具下用限機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)圖1極限位置由K (1800)/(1800)，得極為夾角：600 ,首先做出曲柄的運(yùn)動軌跡，以 01為圓心，0小為半徑做圓，隨著曲柄的轉(zhuǎn)動，有圖知道，當(dāng)O2A轉(zhuǎn)到。2人，于圓相切于上面時，刀具處于下極限位置；當(dāng)O2A轉(zhuǎn)到O2A2，與圓相切于下面時，刀具處于上極限位置。于是可得到02 A與O2A2得夾角即為極為夾角60

2、0。由幾何關(guān)系知，AO1O2A2O1O2，于是可得，A1O1O2A2O1O2 600。由幾何關(guān)系可得：O1A1 cos ?O1O2代入數(shù)據(jù)，OQ2=15Omm，60，得O1A 75mm即曲柄長度為75 mm2.桿BC、BO2的長度確實(shí)定刀具上極限H= 100刀其下極限圖2桿BC，BO 2長度確定由圖2知道，刀具處于上極限位置C2和下極限位置C1時，C1C2長度即為最大行程機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)H=100mm，即有 GC2=100mm。在確定曲柄長度過程中，我們得到 AiOOA2O1O2 60 ,那么可得到B1O2B2600，那么可知道三角形 BBO2等邊三角形。又有幾何關(guān)系知道四邊形 Bi B2C2

3、C1是平行四邊形，那么B2B1 C2G，又上面討論知B,B2O2為等邊三角形，于是有B1O2 B2B1，那么可得到B2O2 100mm,即BO2 100mm又BC/BO21，于是可得到BC BO2100mm即桿 BC, BO2 的 100mm。3.02到丫丫軸的距離確實(shí)定圖3 02到Y(jié)Y軸的距離有圖我們看到，丫丫軸由y1移動到 河3過程中，同一點(diǎn)的壓力角先減小，后又增大，那么在中間某處必有一個最正確位置，使得每個位置的壓力角最正確。考慮兩個位置：1當(dāng)丫丫軸與圓弧B2E剛相接觸時，即圖3中左邊的那條點(diǎn)化線，與圓弧 B2B1相切與機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)B1點(diǎn)時，當(dāng)B點(diǎn)轉(zhuǎn)到B2,Bi，將會出現(xiàn)最大壓力角。

4、B2B1重合時，即圖中右邊的那條點(diǎn)化線時，B點(diǎn)轉(zhuǎn)到B1時將出現(xiàn)最大壓力角為了使每一點(diǎn)的壓力角都為最正確，我們可以選取丫丫軸通過CB1中點(diǎn)C點(diǎn)為O2BI與B2B1 得交點(diǎn)。又幾何關(guān)系知道：I O2B?cos B2O2C (O2 B2 O2B ? cos B2O2C)/2由上面的討論容易知道B2O2C 30 ，再代入其他數(shù)據(jù)，得：I 93.3mm即。2綜上，插床主體設(shè)計(jì)所要求的尺寸已經(jīng)設(shè)計(jì)完成。選取1：1的是比例尺，畫出圖形如圖紙一上機(jī)構(gòu)簡圖所示。第三章插床切削主體機(jī)構(gòu)及函數(shù)曲線分析主體機(jī)構(gòu)圖見第一張圖。w 60r/m，逆時針旋轉(zhuǎn)，由作圖法求解位移，速度，加速度。規(guī)定位移，速度，加速度向下為正，插

5、刀處于上極限位置時位移為0.當(dāng)1751位移在1： 1的根底上，量的位移為79.5mm。，即 曲柄轉(zhuǎn)過175。2速度由從圖中可知，Va2與O1A垂直，Va3a2與O2A平行，Va3與O2A垂直，由理論力學(xué)中不 同構(gòu)件重合點(diǎn)地方法可得機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)VcVbVcb大小 ？方向其中，Vc是C點(diǎn)，即插刀速度，Vbc是C點(diǎn)相對于B點(diǎn)轉(zhuǎn)動速度，Vb是B點(diǎn)速度。又B點(diǎn)是桿件3上的一點(diǎn)，桿件3圍繞。2轉(zhuǎn)動，且B點(diǎn)和桿件與A點(diǎn)重合的點(diǎn)在。2的兩側(cè)，于是可得：O2B由圖量的02民 220mm,那么可到100VbVa3220由可得vA2 w 01A 275 471mm/s，規(guī)定選取比例尺u 15mm s 1 / m

6、m，那么可的矢量圖如下：最后量出代表Vc的矢量長度為12mm, 于是，可得機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)即曲柄轉(zhuǎn)過175時，插刀的速度為0.174m/s， 3加速度由理論力學(xué)知識可得矢量方程：大小 方向A3 ?？A2kA3A2rA3A2？其中，A2是滑塊上與A點(diǎn)重合點(diǎn)的加速度，A2 =2 O1A42475 2957.88mm/s，方向由a指向01 ；A3A2是科氏加速度，kA3A223vA3A2 1080mm/ s2其中Va3,Va3A2大小均從速度多邊形中量得，q方向垂直0?A4向下;A3A2是A4相對于滑塊 的加速度，大小位置，方向與 O2A4平行； A3A2是C點(diǎn)相對于B點(diǎn)轉(zhuǎn)動的向心加速 度， A3O

7、2 = vCb/BC 993.43mm/s2,方向過由C指向B； A3O2是C點(diǎn)相對于B點(diǎn)轉(zhuǎn)動A3 b時桿aob上的一點(diǎn)，構(gòu)AOB圍繞02轉(zhuǎn)動，又A4與B點(diǎn)在02的兩側(cè)，由的切向加速度，大小位置，方向垂直 BC。次矢量方程可解，從而得到R, n 2R是角加速度可得o2b02 A3A3量出02A4那么可得到 a的大小和方向b又由理論力學(xué)，結(jié)合圖可得到;c大小 ？b方向CBcb其中，在上一步中大小方向都能求得;bCb是C相對于B點(diǎn)轉(zhuǎn)動的向心加速度Cb vBc/BC 36mm/ s2，方向由C點(diǎn)指向B點(diǎn)；Cb是C相對于B點(diǎn)轉(zhuǎn)動的切向加速度, 大小未知，方向與BC垂直。次矢量方程可解，從而可得到 C點(diǎn)

8、，即插刀的加速度。取比 例尺u 36mm s 2/mm，可得加速度矢量圖如下：機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)當(dāng)3551位移 在1:1的根底上，滑塊的位移為1.5mm。即 曲柄轉(zhuǎn)過355。2速度由從圖中可知，Va2與1A垂直，Va3A2與O2A平行，Va3與2A垂直，由理論力學(xué)中不 同構(gòu)件重合點(diǎn)地方法可得機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)VbvCB?VC大小 ？ 方向其中，Vc是C點(diǎn)，即插刀速度，Vbc是C點(diǎn)相對于B點(diǎn)轉(zhuǎn)動速度，Vb是B點(diǎn)速度。O2BOXVa3又B點(diǎn)是桿件3上的一點(diǎn)，桿件3圍繞。2轉(zhuǎn)動，且B點(diǎn)和桿件與A點(diǎn)重合的點(diǎn)在。2 的兩側(cè)，于是可得：Vb100v A3123 .5由圖量的O2A5 123.5mm,那么可到V

9、b由可得Va2 w 0小 2 75 471mm/s，規(guī)定選取比例尺u 10m s /mm，那么可的 矢量圖如下：機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)最后量出代表vC的矢量長度為2.16mm,于是，可得:vC 0.0216m/ sYY軸向上。即曲柄轉(zhuǎn)過355時，插刀的速度為0.0216m/s方向沿 3加速度由理論力學(xué)知識可得矢量方程：其中,kA3A2大小方向A2為滑塊上與中量得，A3 ?A2A點(diǎn)重合點(diǎn)的加速度，A2由 A5 指向23 VA3A2方向垂直O(jiān)2A5向下;平行。B是桿AOBR, n2r量出O2A5那么可得到!；kA3A22VA3VA3A2 /O2A5A3A2是A相對于滑塊上的一點(diǎn)，桿是角加速度的大小和方向

10、B又由理論力學(xué)，結(jié)合圖可得到；c大小 ？方向其中,nCB速度,kA3A2O1A2rA3A2？75 2957.88mm/ s2，氏加速度，其中 VA3 , VA3A2大小均從速度多邊形的加速度，大小位置，方向與O2A5AOB圍繞。2轉(zhuǎn)動，又A5與B5點(diǎn)在O2的兩側(cè)，由可得在上一步中大小方向都能求得;BO2B5O2a5A3nCBt CB ?nCB相對于B點(diǎn)轉(zhuǎn)動的向心加速度2 2vbc / B5C5 1.44mm/s，方向由C點(diǎn)指向B點(diǎn);Cb是C相對于B點(diǎn)轉(zhuǎn)動的切向加大小未知，方向與BC垂直。次矢量方程可解，從而可得到 C點(diǎn)，即插刀的加速度。取比例尺u 50m s 2/mm，可得加速度矢量圖如下代入

11、數(shù)據(jù)可得：ac 3.04m/s2所有數(shù)據(jù)詳見第四章表格凸輪擺桿行程角為B =15,擺桿長度L4D=125mm,算出凸輪的最大推程為L=32mm , 如以下圖所示；凸輪推程運(yùn)動規(guī)律為等加速等減速，回程運(yùn)動規(guī)律為等速。畫出凸輪的運(yùn) 動規(guī)律圖，如以下圖所示；凸輪的基圓半徑rb=50mm，結(jié)合參數(shù)利用反轉(zhuǎn)法畫出凸輪的理論輪廓線，并描出實(shí)際輪廓線，作圖尺寸比例為1/2(mm/mm):機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)作圖步驟:1畫出基圓01,再畫出以擺桿長度L04D為半徑的圓02與基圓同圓心；2 利用反轉(zhuǎn)法在圓02轉(zhuǎn)過90四等分，分別以各等分點(diǎn)為圓心，以擺桿長度L04D為半徑各畫一段弧分別與基圓相交四個點(diǎn)，然后在凸輪運(yùn)動

12、規(guī)律圖上對應(yīng)的等分 點(diǎn)上量取尺寸，并以此尺寸為半徑，以與基圓相交的點(diǎn)位圓心畫弧，兩圓弧相交 一點(diǎn)即為所要求的點(diǎn)。同理畫出回程時的凸輪運(yùn)動軌跡；3選取滾子半徑rg，畫出凸輪的實(shí)際廓線。如以下圖：齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：zi=14 z 2=70 m=10 a =20 h；=1 c*1確定變位系數(shù)對于變位齒輪，為有利于強(qiáng)度的提高，小齒輪采用正變位，大齒輪采用負(fù)變位， 使大小齒輪的強(qiáng)度趨于接近，從而使齒輪承載能力提高。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)7_ * ZmiX1m|n= hamin=0ZminZ* minX2mi n=ha4Zmin那么取 X=0 X2 = 0 滿足 X X2min2確定中心距變動系數(shù)y及齒頂高降低系

13、數(shù) yX 1=0 X2=0那么是標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動，即y=0 y=03變位齒輪的幾何尺寸公式齒輪1齒輪2d =d = zm140700a = a20 20 ha= h；m1010hf =h；+c*mda =d+2ha160720df =d-2 hf115675a=d2-d 1/2280機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)GGPmaxJS4乙乙maNKg m2Omm0280160260014701020.凸輪廓線的繪制： 選定角度比例尺，作出擺桿的角位移曲線，如圖3-3(b)所示，將其中的推程和回程角 位移曲線橫坐標(biāo)分成假設(shè)干等分 選定長度比例尺，作以0為圓心以0B舌為半徑的基圓；以0為圓心,以0A=為半

14、徑作 反轉(zhuǎn)后機(jī)架上擺桿轉(zhuǎn)動中心的圓 自A點(diǎn)開始沿-方向把機(jī)架圓分成與圖3-3(b)中橫坐標(biāo)相應(yīng)的區(qū)間和等分,得點(diǎn)A,A2,A3,再以A,A2,A3為圓心,以AB=L為半徑作弧與基圓交于點(diǎn) 氏,導(dǎo)氏，得線段A B , A2 B2, A3B3. 自線段人氏人厲人氏開始,分別作1, 2, 3，使它們分別等于圖3-3(b)中對應(yīng)的 角位移,得線段AR, AqBzAA. 將點(diǎn)AiBi,A2B2,AB3連成光滑曲線，它就是所求理論輪廓線 實(shí)際輪廓線可用前述滾子圓包絡(luò)線的方法作出如圖3-3(a)所示.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)三、具體要求插床是用于加工各種內(nèi)外平面、成形外表，特別是鍵槽和帶有棱角的內(nèi)孔等的機(jī)床如 圖1

15、所示，數(shù)據(jù)如下表參考圖2。參數(shù)nrHLO1O2C1C2C3C4G3G5JS3QK單位rpmmmmmmmmmmmmmNNKgm2N數(shù)據(jù)60100150120505012016032010002另：lBC/|B02=1,工作臺每次進(jìn)給量，刀具受力情況參考圖2。機(jī)床外形尺寸及各部份聯(lián)系尺寸如圖 1 所示其中：li =1600，|2 =1200,13 =740,14 =640,15 =580,16 =560,17 =200,18 =320,19 =15O,lio =360, |11 =1200,單位均為 mm,其余尺寸自定。所有數(shù)據(jù)詳見第四章表格第四章 重要數(shù)據(jù)及函數(shù)曲線分析S ,V ,a 數(shù)據(jù)表角度

16、位移S、速度mm) V(m/s)71.503143552145280.115358254236491561631557067725843092加速度a (m/s2)2.0521.950.850.770.6391310.201598070.1510541100.091124512-0.0211942-241265512133570514001314721540.196-0.36161730.19-0.39168760.18-0.417579.54-0.432180830.172-0.45187857-0.591949040-0.7201923-0.7920826-0.9215950.093-22

17、2980.073-22990.05-1.9236990.03-24399-2.625098-25797-264-27190-0.274-5.12278-5.128573-0.52-29266-0.574-299-0.62-306-0.61313320-0.43327-0.3334-0.233413-0.13348-355-0.02163.04360001、S()圖的分析:隨著曲柄OiA,逆時針轉(zhuǎn)動角度的增大，滑塊 C位移由0開始增大，大約在240度時到達(dá)最大，然后開始減少，易知滑塊C進(jìn)程與回程時，曲柄OiA,轉(zhuǎn)動的角度并不相等，這說明了曲柄OiA,轉(zhuǎn)動時存在急回運(yùn)動。2、V()圖的分析：V*(

18、m/5)至眾 :ACL22.O 運(yùn)A- - 3H 柏 fz Z(f ( u JXX/B隨著曲柄OiA,逆時針轉(zhuǎn)動角度的增大，即 的增加，速度V正向增大，大約在120度 時到達(dá)最大，然后呈現(xiàn)下降趨勢，在 240度時下降為0,說明位移以增大到最大，即滑塊 C 到達(dá)最下端，由曲線看出，滑塊 C的正向平均速度比負(fù)向平均速度小，進(jìn)一步說明了急回運(yùn)動的存在。進(jìn)程時，速度比擬小，更有利于進(jìn)刀；回程時，速度較快，有利于提高工作 效率，充分證明了此機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。下面對特殊點(diǎn)作一下分析：轉(zhuǎn)角為 0度時，V=0;曲柄轉(zhuǎn)動至120度，正向速度到達(dá)最 大值/s，此時滑塊C具有最大速度，當(dāng)曲柄繼續(xù)轉(zhuǎn)動至240度時正向

19、速度減少至0,此時由 速度是位移的變化率可知，其位移到達(dá)最大值。當(dāng)曲柄繼續(xù)轉(zhuǎn)動時，滑塊 C速度反向，變 為負(fù)向速度，隨著轉(zhuǎn)角增大而增大，曲柄轉(zhuǎn)至 240度，速度到達(dá)負(fù)向最大值/s之后，當(dāng)滑 塊繼續(xù)由搖桿帶動時，卻曲柄由 300度轉(zhuǎn)至360度時，其速度由負(fù)向最大值變?yōu)?0.3、a()圖的分析:隨著曲柄O!A,逆時針轉(zhuǎn)動角度的增大，滑塊 C先向下作加速運(yùn)動，但加速度越來越小， 但是加速度越來越小，然后反向增大知道位移到達(dá)最大，接著滑塊進(jìn)入空回程，由于存在 急回運(yùn)動，加速度迅速正向增大，到達(dá)最大后又開始減小，直到滑塊C進(jìn)入工作行程。下面對一些特殊點(diǎn)進(jìn)行分析：進(jìn)程時，滑塊C具有正向加速度，由2.2開始

20、減少，在102度時到達(dá)0,當(dāng)角度繼續(xù)增大時，加速度反向增大，大約在 240度時滑塊位移到達(dá)最大 值，但是加速度還是在反向增大，而且增長率明顯比前段更大，當(dāng)角度到達(dá)270度時加速度增大到5.2m/s2時到達(dá)峰值，開始減少，在300度左右是到達(dá)0,然后正向增長，說明了 滑塊將要向上減速運(yùn)動，最后回到 0位移，然后往復(fù)運(yùn)動。我們可以看出，在 0至240度 區(qū)間內(nèi)，加速度都很平緩，而在 240至360度內(nèi)，加速度變化很快，都說明了急回運(yùn)動的 存在。第六章總結(jié)通過這段時間的設(shè)計(jì)，我受益匪淺，不僅在學(xué)問方面有所提高，而且在為人處事方面 有了更多的認(rèn)識。當(dāng)我們遇到一個問題時，首先不能畏懼，而是要對自己有信心，相信通過自己的努力 一定能解決的。就象人們常說的在戰(zhàn)略上藐視它。但是在戰(zhàn)術(shù)上的重視它。通過慎重的考 慮認(rèn)真的分析，腳踏實(shí)地去