插床機構設計

1、插床機構設計 目錄一、工作原理 3二、設計要求 3三、設計數(shù)據(jù) 3四、設計內容及工作量 4五. 設計計算過程 5(一). 方案比較與選擇 5(二). 導桿機構分析與設計 61.機構的尺寸綜合 82. 導桿機構的運動分析 93. 凸輪機構設計 14六. 參考文獻 16一、工作原理：（1） 插床機械系統(tǒng)的執(zhí)行機構主要是由導桿機構和凸輪機構組成。下圖為其參考示意圖，電動機經(jīng)過減速傳動裝置（皮帶和齒輪傳動）帶動曲柄轉動，再通過導桿機構使裝有刀具的滑塊沿導路yy作往復運動，以實現(xiàn)刀具的切削運動。刀具向下運動時切削，在切削行程H中，前后各有一段0.05H的空刀距離，工作阻力F為常數(shù)；刀具向上運動時為空回行

2、程，無阻力。為了縮短回程時間，提高生產(chǎn)率，要求刀具具有急回運動。刀具與工作臺之間的進給運動，是由固結于軸上的凸輪驅動擺動從動件和其它有關機構來完成的。（2）二、設計要求： 電動機軸與曲柄軸平行，使用壽命10年，每日一班制工作，載荷有輕微沖擊。允許曲柄轉速偏差為±5。要求導桿機構的最小傳動角不得小于60o；凸輪機構的最大壓力角應在許用值之內，擺動從動件的升、回程運動規(guī)律均為等速運動。執(zhí)行構件的傳動效率按0.95計算，系統(tǒng)有過載保護。按小批量生產(chǎn)規(guī)模設計。 導桿機構運動分析轉速n2插刀行程H(mm)行程速比系數(shù)K421001.65導桿機構運動分析從動件最大擺角jmax從動件桿長許用壓力角

3、推程運動角do遠休止角回程運動角do14°12438°58°10°58°導桿機構運動動態(tài)靜力分析工作阻力Fmax(N)導桿質量m4(kg)滑塊6質量m6(kg)導桿4質心轉動慣量Js4(kgm2)320022701.1四、設計內容及工作量： 1、根據(jù)插床機械的工作原理，擬定23個其他形式的執(zhí)行機構（連桿機構），并對這些機構進行分析對比。2、根據(jù)選定的電機和執(zhí)行機構的運動參數(shù)擬訂機械傳動方案。3、 畫出機械運動方案示意圖。 4、根據(jù)給定的數(shù)據(jù)確定機構的運動尺寸，用Autocad軟件按1：1繪制所設計的機構運動簡圖。要求用圖解法設計，并將設計結果和

4、步驟寫在設計說明書中。5、導桿機構的運動分析。分析導桿擺到兩個極限位置及擺到與機架位于同一直線位置時，滑塊的速度和加速度。6（b）、繪制從動件滑塊的位移、速度、加速度曲線圖。7、凸輪機構設計。根據(jù)所給定的已知參數(shù)，確定凸輪機構的基本尺寸（基圓半徑ro、機架和滾子半徑），并將運算結果寫在說明書中。用圖解法畫出凸輪機構的實際廓線（用Autocad軟件）。8、編寫設計說明書一份。應包括設計任務、設計參數(shù)、設計計算過程等。五、設計計算過程 （一） 方案一1)根據(jù)行程速比系數(shù)K 極位夾角：,，得 .2) 設的曲柄搖桿機構型式，選擇搖桿擺角， 查表可得 即可求得各桿長度,設計完成。方案一的特點：（3） 機

5、構為平面連桿機構，結構簡單，加工方便。（4） 機構具有曲柄和搖桿，曲柄為主動件，存在極位夾角，具有急回運動特性，滿足插刀工作要求。（5） 所獲得的不夠理想，對機構的傳力不利，不能保證機構的傳力性能。方案二方案二的特點：（1）機構為平面連桿機構，結構簡單，加工方便。（2）機構具有曲柄，曲柄為主動件，存在極位夾角，具有急回運動特性，滿足插刀工作要求。（3）桿和之間的傳動角大于60度，對機構的傳力有利，受力更好，保證了機構的傳力性能。方案三方案三的特點：（1）方案三比方案二多了一組平衡桿，具有方案二的全部特點，并且更能保證連桿機構的運動連續(xù)性。綜合三個方案，方案三更為合理1.電機選擇和傳動方案的制定

6、（1） 選用Y型三相交流異步電動機（2） 選擇電動機的型號：插刀的有效功率：，得查表，選定傳動裝置的部件：8級精度的一般齒輪傳動（油潤滑）V帶傳動彈性聯(lián)軸器（兩個）滾動軸承（兩個）傳動裝置簡圖：總效率，得則電動機的工作功率：，得電動機轉速：曲柄的轉速V帶常用傳動比為圓柱齒輪傳動一級減速器常用傳動比總傳動比由，得滿載轉速查表，選擇電動機型號:電動機型號額定功率/KW滿載轉速/(r/min)啟動轉矩額定轉矩最大轉矩額定轉矩Y90S-60.759102.02.0（三）畫出機械運動示意圖：機構各桿件的長度計算：1)極位夾角：，由行程速比系數(shù)，得 .2） 求各桿長度：取曲柄長度，由，得由，得取導桿一端和

7、連桿的之比為0.250.5，由，得取機械運動簡圖：2.導桿機構的運動分析1）機構其中一個極位的簡圖：曲柄的角速度作速度分析方向 大少 ？ ？因為所以竿2沒有轉動,即B點的速度： 由于構件2上點是B和A的絕對瞬心點， 點的速度已知，利用構件2上的速度影像有: ，得 ：B、C是同一構件上的點，根據(jù)同一構件上點間的速度關系: 方向 導桿 大小 ？ 0 ？ ，得加速度分析 根據(jù)速度合成原理有： 大小 ？ ? 0方向 可得： = =0.996m/s 方向：又根據(jù)速度合成原理求6滑塊C的速度： 大小 ？ ？ ？ 1.075方向 又圖解法作圖解： 的值通過在AB桿上由杠桿定理求得: , =1.075又速度比

8、例=0.0074所以=0.37方向垂直向上同理，下極位時，=0.37，方向垂直向下2） 導桿與機架位于同一直線位置速度分析： 又速度合成原理有： 大小 ？ 0.2198/m/s 0方向 所以=0.2198m/s又杠桿原理有，方向 又速度合成原理： 大小 ？ 0.5848m/s 0方向 所以=0.5848m/s加速度分析因為，加速度合成原理有：大小 ？ 0 0 0方向 ？ 0 0所以=加速度合成原理有：大小 ？ 0 0 方向 0 0所以= ，方向 ，向上從動件滑塊的位移、速度、加速度曲線圖加速度曲線圖速度曲線圖位移曲線圖3.凸輪機構設計所選定的凸輪機構為擺動滾子推桿盤形凸輪機構取基圓半徑為30mm，滾子直徑為10mm，機架長度為130mm從動桿運動規(guī)律和凸輪相應轉角：推程，等速上升h遠休止回程，等速下降h近休止位移曲線圖1)縱坐標為從動件擺角/圖上代表該擺角的線段長度2)橫坐標為凸輪轉角/圖上代表該擺角的線段長度凸輪轉角推桿偏角12.63.2625.26.5237.89.7850.413.045814681475.613.0488.29.78100.86.52113.43.261260凸輪輪廓線、六參考文獻：機械設計課程設計指導書作者：龔溎義 著 出版社