机械原理课程设计插床机构 [新]

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1、插床机构综合与传动系统设计题目及设计要求一、设计题目ABCDHO2xdbO1O3ca123456n2n1z1z2yyQS5S1图3-30插床机构运动方案示意图插床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6－15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－y20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

2、台之间的进给运动，是由固结于轴上的凸轮驱动摆动从动件和其他有关机构（图中未画出）来实现的。画出）来实现的。针对图3-30所示的插床机构运动方案，进行执行机构的综合与分析，并进行传动系统结构设计。二、设计数据与要求依据插床工况条件的限制，预先确定了有关几何尺寸和力学参数，如表6－4所示。要求所设计的插床结构紧凑，机械效率高。 表6－4插床机构设计数据分组1234插刀往复次数n（次/min）306090120插刀往复行程H（mm）1501209060插削机构行程速比系数K2222中心距Lo2o3(mm)1601501401

3、30杆长之比L(BC)/L(o3B)1111质心坐标a(mm)60555045质心坐标b(mm)60555045质心坐标c(mm)130125120115凸轮摆杆长度Lo4d(mm)125125125125凸轮摆杆行程角ψ(°)15151515推程许用压力角[α](°)45454545推程运动角δ0(°)6090609020回程运动角δ0'(°)90609060远程休止角δ01(°)10151015推程运动规律等加等减余弦正弦5次多项式回程运动规律等速等速等速等速速度不均匀系数δ0.030.030.030.03最大切削

4、阻力Q(N)2300220021002000阻力力臂d(mm)150140130120滑块5重力G5(N)350340330320构件3重力G3(N)150140130120构件3转动惯量J3(kg*m2)0.120.110.10.1三、设计任务1.        针对图1所示的插床的执行机构（插削机构和送料机构）方案，依据设计要求和已知参数，确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图；H0.05HG0.05HOS5图3-31插刀所受阻力曲线2.        假设曲柄1等速转动，画出滑块C的位移和速度的变化规律曲线；3.

5、        在插床工作过程中，插刀所受的阻力变化曲线如图6－16所示，在不考虑各处摩擦、其他构件重力和惯性力的条件下，分析曲柄所需的驱动力矩；204.        确定电动机的功率与转速；5.        取曲柄轴为等效构件，确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量；6.        编写课程设计说明书；7.感想与建议。设计：一、确定各构件的运动尺寸，绘制机构简图1、插削机构的设计：由题知：杆1的极位夹角为θ=180*（K-1）/（K+1）；故有为了使构件4对构件5的平均传动角比较大，故应有：则可得：所得数据如下：设

6、计数据20x(mm)1401128456y(mm)75604530L3(mm)1501209060L4(mm)1501209060L1(mm)807570652、送料机构（凸轮机构）的设计：四种方案的推程运动规律：1、等加速等减速2、余弦3、正弦4、五次多项式回程运动规律：20修正后的等速回程取正弦加速度加速阶段（）：等速阶段正弦加速度减速阶段（）：所得数据如下：20设计数据中心距Lo2o4(mm)1008510585滚子半径rt(mm)15151515基圆半径R0(mm)48544855四种方案下的凸轮轮廓曲线如下：

7、第一组：第二组：20第三组：20第四组：设计简图：20二、假设曲柄1等速转动，画出滑块C的位移和速度的变化规律曲线（插削机构的运动学分析）1）位置分析建立封闭矢量多边形（式1）将机构的封闭矢量方程式（1）写成在两坐标上的投影式，并化简整理成方程左边仅含未知量项的形式，即得：20（式2）解上述方程组得：………………（式3）2）角速度分析分别将（式2）对时间取一次导数，可得……………………………………………………………………………（式4）解之可得s3,ω3,ω4,s5。3）角加速度分析分别将（式2）对时间取二次导数，可得加

8、速度关系20………………………………………………………（式5）采用高斯消去法可求解（式5）可解得角加速度dds3,α3,α4,dds5；各方案滑块C的位移和速度变化规律曲线，即S5、S5’的变化规律如下图：A组20B组：20C组20D组20三、在插床工作过程中，插刀所受的阻力变化曲线如图2所示，在不考虑各处摩擦、其他构件重力和惯性