机械原理课程设计-插床设计.doc

长江学院机械原理课程设计说明书设计题目:插床机构设计学院:机械与电子工程学院专业:班级:设计者:学号:指导老师:2016年7月1日目录题目及设计要求 21机构简介 22设计数据 2二、插床机构的设计容与步骤 21、导杆机构的设计与运动分析 2⑴、设计导杆机构。 2⑵、作机构运动简图。 2⑶、作滑块的运动线图。 2⑷、用相对运动图解法作速度、加速度多边形。 22、导杆机构的动态静力分析 2⑴、绘制机构的力分析图(图1-4)。 2⑵、选取力矩比例尺μM(),绘制等效阻力矩Mr的曲线图 2⑶、作动能增量△E―φ线。 23、用解析法较好机构运动分析的动态静力分析结果 2⑴、图解微分法 2⑵、图解积分法 24、飞轮设计 25、凸轮机构设计 26、齿轮机构设计 2三、感想与体会 2四、参考文献 2题目及设计要求1机构简介插床是一种用于工件表面切削加工的机床,也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1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***的滑块沿道路y-y作往复运动,以实现***切削运动。为了缩短空程时间,提高生产率,要求***具有急回运动。***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O4D和其他有关机构(图中未画出)来实现的。为了减小机器的速度波动,在曲柄轴O2上安装一调速飞轮。为了缩短空回行程时间,提高生产效率,要求***具有急回运动,图2为阻力线图。图2图12设计数据二、插床机构的设计容与步骤1、导杆机构的设计与运动分析⑴、设计导杆机构。按已知数据确定导杆机构的各未知参数,其中滑块5导路y-y的位置可根据连杆4传力给滑块5的最有利条件来确定,即y-y应位于B点所画圆弧高的平分线上(见参考图例1)。⑵、作机构运动简图。选取长度比例尺μl(m/mm),按表1-2所分配的加速度位置用粗线画出机构运动简图。曲柄位置的作法如图1-2;取滑块5在下极限时所对应的曲柄位置为起始位置1,按转向将曲柄圆周十二等分,得12个曲柄位置,位置5对应于滑块5处于上极限位置。再作出开始切削和终止切削所对应的5ˊ和12ˊ两位置。图1-2曲柄位置图⑶、作滑块的运动线图。为了能直接从机构运动简图上量取滑块位移,取位移比例尺μs=μl,根据机构及滑块5上C点的各对应位置,作出滑块的运动线图sc(t)、然后根据sc(t)线图用图解微分法(弦线法)作滑块的速度vc(t)线图(图1-2),并将其结果与4)相对运动图解法的结果比较。图1-2用图解微分法求滑块的位移与速度线图⑷、用相对运动图解法作速度、加速度多边形。选取速度比例尺μv[(m·s-1)/mm]和加速度比例尺μa[(m·s-2)/mm],作该位置的速度和加速度多边形(见图1-3)。①求其中(rad/s)②列出向量方程,求用速度影像法求③列出向量方程,求a)速度图b)加速度图图1-3位置7的速度与加速度图2、导杆机构的动态静力分析已知各构件重力G及其对重心轴的转动惯量Js、阻力线图(图1-1)及已得出的机构尺寸、速度和加速度。⑴、绘制机构的力分析图(图1-4)。力分析的方法请参考《机械原理》教材已知各构件重力G及其对重心轴的转动惯量Js、阻力线图(图1-1)及已得出的机构尺寸、速度和加速度,求出等效构件1的等效阻力矩Mr。(注意:在切削始点与切削终点等效阻力矩应有双值)⑵、选取力矩比例尺μM(),绘制等效阻力矩Mr的曲线图(图1-4)图1-4等效阻力矩Mr和阻力功Ar的曲线图利用图解积分法对Mr进行积分求出Ar-φ曲线图,假设驱动力矩Md为恒定,由于插床机构在一个运动循环周期做功相等,所以驱动力矩在一个周期的做功曲线为一斜直线并且与Ar曲线的终点相交如图1-4中Ad所示,根据导数关系可以求出Md曲线(为一水平直线)。⑶、作动能增量△E―φ线。取比例尺μE=μA=KμφμM(J/mm),动能变化△E=Ad-Ar,其值可直接由图1-4上Ad(φ)与Ar(φ)曲线对应纵坐标线段相减得到,由此可作出动能变化曲线Ad与Ar相减的曲线图(如图1-5)。