插床导杆机构课程设计.doc

齐齐哈尔大学普通高等教育机械原理课程设计题目题号： 插床导杆机构位置 3的设计学 院：机电工程学院 专业班级： 学生姓名： 指导教师 成 绩： 2013年 7月 2日目录一、 工作原理二、 设计要求三、 设计数据四、 设计内容及工作量五. 设计计算过程（一） .方案比较与选择（二） .导杆机构分析与设计1. 机构的尺寸综合2.导杆机构的运动分析、工作原理:插床机械系统的执行机构主要是由导杆机构和凸轮机构组成下图为其参考示意图，电动机经过减速传动装置（皮带和齿轮传动）带动曲柄 2转动，再通过导杆机构使装有刀具的滑块6沿导路y—y作往复运动，以实现刀具的切削运动刀具向下运动时切削，在 切削行程H中，前后各有一段0.05H的空刀距离，工作阻力F为常数；刀具向上运动时为 空回行程，无阻力为了缩短回程时间，提高生产率，要求刀具具有急回运动刀具与工 作台之间的进给运动，是由固结于轴02上的凸轮驱动摆动从动件Iod和其它有关机构（图 中未画出）来完成的二、设计要求：电动机轴与曲柄轴2平行，使用寿命10年，每日一班制工作，载荷有轻微冲击允许曲柄2转速偏差为土 5%要求导杆机构的最小传动角不得小于 60°;凸轮机构的最大压力角应在许用值［a ］之内，摆动从动件8的升、回程运动规律均为等速运动。

执行构件的 传动效率按0.95计算，系统有过载保护按小批量生产规模设计/0.05Hb）插刀阴力曲戟图Sr.t.uS/f三、插床导杆机构设计数据设计 内容导杆机构的设计及运动分析凸轮机构的设计齿轮机构的设计导杆机构的动态静力分1及飞轮转动惯拭的确症符号KHabc[d0从动轩 加速度 tt律?2magJ65dQ单位r/mmmmmmmmVnun■Nkgm2mmN数据602!100115050501251540125601060等执、 减速13408201603200J41201000 1四、设计内容及工作量：1 、根据插床机械的工作原理，拟定 2〜3个其他形式的执行机构（连杆机构），并对这 些机构进行分析对比2 、根据给定的数据确定机构的运动尺寸，说=（0.5〜0.6）b°4要求用图解法设计，并将 设计结果和步骤写在设计说明书中3 、导杆机构的运动分析分析导杆摆到两个极限位置及摆到与机架 O2O4位于同一直线位置时，滑块6的速度和加速度4、凸轮机构设计根据所给定的已知参数，确定凸轮机构的基本尺寸（基圆半径 ro、机架bo*和滚子半径rb），并将运算结果写在说明书中用几何法画出凸轮机构的实际廓线。

5 、编写设计说明书一份应包括设计任务、设计参数、设计计算过程等按1: 2绘制所设计的机构运动简图五. 设计计算过程（一）.方案比较与选择1.方案I该方案如图1 — 1由两个四杆机构组成使b>a,构件1、2、3、6便构成摆动导杆机构, 基本参数为b/a= ‘构件3、4、5、6构成摇杆滑块机构方案特点如下：1） .是一种平面连杆机构，结构简单，加工方便，能承受较大载荷2） .具有急回作用，其行程速比系数 k =（180°二）/（180° -二），而v - arcsin（1/，）只要正 确选择•，即可满足行程速比系数k的要求3） .滑块的行程H =2Lcd s in G/2）,二已经确定，因此只需选择摇杆 CD的长度，即可满足行程H的要求4） .曲柄主动，构件2与3之间的传动角始终为900摇杆滑块机构中，当E点的轨迹位 于D点所作圆弧高度的平均线上时，构件 4与5之间有较大的传动角此方案加工简单，占 用面积比较小，传动性能好5） .工作行程中，能使插刀的速度比较慢，而且变化平缓，符合切削要求2. 方案II该方案如图1— 2将方案I中的连杆4与滑块5的转动副变为移动副，并将连杆4变为滑块4即得方案II，故该方案具备第一方案的特点以外，因构件4与5间的传动角也始终为900， 所以受力更好，结构也更加紧凑。

3.方案川此方案如图1— 3为偏置曲柄滑块机构，机构的基本尺寸为 a、b、e方案特点如下：(1) .是四杆机构，结构较前述方案简单2) .因极位夹角v - arccos l.e/ (a • b)丨-arccos〔e / (b -a)1，故具有急回作用，但急回作用不明显增大a和e或减小b均能使k增大到所需值，但增大e或减小b会使滑块速度变化 剧烈，最大速度、加速度和动载荷增加，且使最小传动角 min减小，传动性能变坏II较宜从以上3个方案的比较中可知，为了实现给定的插床运动要求，以采用方案（二）.导杆机构分析与设计1.机构的尺寸综合因为 k =（180° 旳/（180° -旳而K=2 由上面方程可得：^=60又 I02 A=a=50mm根据几何关系：可得Ibo3=h/2/ sinL /2） =100mm所以 BC=100mmX=IbO3COsC / 2） =86.60mm综合已给机构设计数据绘制如图（a）机构简图2•导杆机构的运动分析当在如图所示位置时其速度加速度分析图如图（b） 速度分析：曲柄的长度为lo2A=50mn$专速n=60r/min曲柄的角速度为W1二2「：n /60二6.28rad /sV A 3 二V A2 V A3 A 2大小：?W1 l O2A?方向：垂直BA垂直lO2A平行BAVA2 = W1 |o2A=6.28*0.05=0.314m/sVA3A2 =0.220m/sVA3 =0.228m/sW3 = VA3 / |O3A = 0.228/0.18=1.27rad/sV C 二V BV CB大小：?W3 O3B?方向：垂直O3O2垂直BA垂直BCVb =W3 QB=1.27*0.1=0.127m/sVCB =0.031m/sVC =0.135m/sWCB = VCB / Icb = 0.3rad/s加速度分析：aA3=an a 3 + atA3=aA2 +a「A3A2+ akA3A2大小：? 'W3 a2 |O3A ?|O2A W1 A2? 2VA3A2 W3方向：?由A到B 垂直AB A 到 Q平行AB垂直A BanA3=1.27八2*0.18= 0.290m/sA2atA3=0.282m/sA2aA3=0.405m/sA2a c二 a ba nCBa tcB大小：?0.113m/sA2Icb WCB a2?方向：垂直QO2 同 aA3 C到B垂直CBan C= 0.009m/sA2ac = 0.102m/sA2。