机械原理课程设计插床说明书

1、 . . . 目录第一章 机械原理课程设计任务书第二章 插床主体机构尺寸综合设计第三章 插床切削主体结构运动分析第四章 重要数据及函数曲线分析第五章 工作台设计方案第六章 总结第一章机 械 原 理 课 程 设 计 任 务 书学院名称：专业：年级：学生: 学号: 指导教师: 一、设计题目 插床传动系统方案设计及其运动分析二、主要容 1） 对指定的机械进行传动系统方案设计；2） 对执行机构进行运动简图设计含必要的机构创意实验；3） 飞轮设计；4编写设计说明书。三、具体要求插床是用于加工各种外平面、成形表面,特别是键槽和带有棱角的孔等的机床如图1所示,已知数据如下表参考图2。参数nrHLO1O2C1C2C3C4G3G5JS3QK单位rpmmmmmmmmmmmmmNNKgm2N数据6010015012050501201603200.14100020.05另：lBC/lBO2=1,工作台每次进给量0.5mm,刀具受力情况参考图2。机床外形尺寸及各部份联系尺寸如图1所示其中：l1 =1600,l2 =1200, l3 =740, l4 =640, l5 =580, l6 =560, l7 =200

2、, l8 =320, l9 =150, l10 =360, l11 =1200,单位均为mm,其余尺寸自定。四、完成后应上交的材料1 机械原理课程设计说明书；2 一号图一,容包括：插床机构运动简图、速度及加速度多边形图、S-曲线、V-曲线和a-曲线；3 三号坐标纸一：Med、Me r-曲线；4 一号图一,容包括：插床工作循环图、工作台传动方案图。五、推荐参考资料1) 机械原理课程设计指导书西华大学机械学院基础教学部编2 机械原理桓主编,高等教育3 机械原理较程桓主编,西北工业大学指导教师签名日期年月日系 主 任审核日期年月日第二章 插床主体机构尺寸综合设计机构简图如下：已知=150mm,行程H=100mm,行程比系数K=2,根据以上信息确定曲柄长度,以及到YY轴的距离1.长度的确定图 1 极限位置由,得极为夹角：,首先做出曲柄的运动轨迹,以为圆心,为半径做圆,随着曲柄的转动,有图知道,当转到,于圆相切于上面时,刀具处于下极限位置；当转到,与圆相切于下面时,刀具处于上极限位置。于是可得到与得夹角即为极为夹角。由几何关系知,于是可得,。由几何关系可得：代入数据,=150mm,得即曲柄长度为

3、752.杆的长度的确定图 2 杆BC,BO长度确定由图2 知道,刀具处于上极限位置和下极限位置时,长度即为最大行程H=100 ,即有=100mm。在确定曲柄长度过程中,我们得到,那么可得到,那么可知道三角形等边三角形。又有几何关系知道四边形是平行四边形,那么,又上面讨论知为等边三角形,于是有,那么可得到,即又已知,于是可得到即杆的100mm。3.到YY轴的距离的确定B1图 3到YY轴的距离有图我们看到,YY轴由过程中,同一点的压力角先减小,后又增大,那么在中间某处必有一个最佳位置,使得每个位置的压力角最佳。考虑两个位置：1当YY轴与圆弧刚相接触时,即图3中左边的那条点化线,与圆弧相切与B1点时,当B点转到,将会出现最大压力角。2.当YY轴与重合时,即图中右边的那条点化线时,B点转到B1时将出现最大压力角为了使每一点的压力角都为最佳,我们可以选取YY轴通过CB1中点C点为与得交点。又几何关系知道：由上面的讨论容易知道,再代入其他数据,得：即到YY轴的距离为93.3mm综上,插床主体设计所要求的尺寸已经设计完成。选取1:1 的是比例尺,画出图形如图纸一上机构简图所示。第三章 插床切削主体机

4、构及函数曲线分析主体机构图见第一图。已知,逆时针旋转,由作图法求解位移,速度,加速度。规定位移,速度,加速度向下为正,插刀处于上极限位置时位移为0.当1位移在1：1 的基础上,量的位移为79.5mm。,即 曲柄转过175时位移为79.5mm。2速度由已知从图中可知,与垂直,与平行,与垂直,由理论力学中不同构件重合点地方法可得其中,是滑块 上与A点重合的点的速度,是杆AOB上与A点重合的点相对于滑块的速度,是杆AOB上与A点重合的速度。又由图知,与垂直,与BC垂直,与YY轴平行,有理论力学同一构件不同点的方法可得：其中,是C点,即插刀速度,是C点相对于B点转动速度,是B点速度。又B点是杆件3 上的一点,杆件3围绕转动,且B点和杆件与A点重合的点在的两侧,于是可得：由图量的,则可到由已知可得,规定选取比例尺,则可的矢量图如下：最后量出代表的矢量长度为12mm,于是,可得 =0.174m/s即曲柄转过175时,插刀的速度为0.174m/s。3加速度由理论力学知识可得矢量方程：其中,是滑块上与A点重合点的加速度,=,方向由指向；是科氏加速度,其中大小均从速度多边形中量得,q方向垂直向下；是相对

5、于滑块 的加速度,大小位置,方向与平行；是C点相对于B点转动的向心加速度,=,方向过由C指向B；是C点相对于B点转动的切向加速度,大小位置,方向垂直BC。次矢量方程可解,从而得到。B时杆AOB 上的一点,构AOB 围绕转动,又与B点在的两侧,由是 角加速度可得量出则可得到的大小和方向又由理论力学,结合图可得到；其中,在上一步小方向都能求得；是C相对于B点转动的向心加速度,方向由C点指向B点；是C相对于B点转动的切向加速度,大小未知,方向与BC垂直。次矢量方程可解,从而可得到C点,即插刀的加速度。取比例尺,可得加速度矢量图如下：最后由直尺量的长度为12mm,于是,可得当1位移在1：1 的基础上,滑块的位移为1.5mm。,即 曲柄转过355时位移为1.5mm。2速度由已知从图中可知,与垂直,与平行,与垂直,由理论力学中不同构件重合点地方法可得其中,是滑块 上与A点重合的点的速度,是杆AOB上与A点重合的点相对于滑块的速度,是杆AOB上与A点重合的速度。又由图知,与垂直,与BC垂直,与YY轴平行,有理论力学同一构件不同点的方法可得：其中,是C点,即插刀速度,是C点相对于B点转动速度,是B点速

6、度。又B点是杆件3 上的一点,杆件3围绕转动,且B点和杆件与A点重合的点在的两侧,于是可得：由图量的,则可到由已知可得,规定选取比例尺,则可的矢量图如下：最后量出代表的矢量长度为2.16mm,于是,可得：即曲柄转过355时,插刀的速度为方向沿YY轴向上。3加速度由理论力学知识可得矢量方程：其中,为滑块上与A点重合点的加速度,=,方向由指向；是哥氏加速度,其中大小均从速度多边形中量得,方向垂直向下；是相对于滑块 的加速度,大小位置,方向与平行。B是杆AOB上的一点,杆AOB 围绕转动,又与B5点在的两侧,由是 角加速度可得量出则可得到的大小和方向又由理论力学,结合图可得到；其中,在上一步小方向都能求得；是C相对于B点转动的向心加速度,方向由C点指向B点；是C相对于B点转动的切向加速度,大小未知,方向与BC垂直。次矢量方程可解,从而可得到C点,即插刀的加速度。取比例尺,可得加速度矢量图如下代入数据可得：所有数据详见第四章表格第四章 重要数据及函数曲线分析角度位移Smm速度V加速度71.50.0032.051430.05522140.08251.96285.90.1151.953580.12

7、51.8429.90.1361.654910.50.141.55615.50.151.16319.50.1551.07023.50.160.8577250.180.7784300.1920.6391310.2010.559837.50.2070.15105410.2100.09112450.212-0.0211948.10.22-0.024126550.212-0.065133570.205-0.1214060.20.201-0.2314766.10.2-0.3215468.90.196-0.36161730.19-0.39168760.18-0.417579.50.174-0.432180830.172-0.45187850.17-0.59194900.140-0.7201920.13-0.7920892.50.126-0.9215950.093-1.04222980.073-1.522998.50.05-1.9236990.03-2.12524399-0.03-2.625098-0.07-3.1425797-0.16-3.326492.5-0.25-4.127190-0.274-5.1227883.5-0.383-5.128573-0.52-4.929266-0.574-1.7429954.2-0.62-0.4430641.5-0.613.631328.2-0.444.732017.9-0.435.232712.5-0.35.473348.1-0.235.53413-0.133.953482.6-0.0293.733551.5-0.02163.04360002.251、图的分析： 随着曲柄逆时针转动角度的增大,滑块C位移由0开始增大,大约在240度时达到最大,然后开始减少,易知滑块C进程与回程时,曲柄转动的角度并不相等,这说明了曲柄转动时存在急回运动。2、图的分析：随着曲柄逆时针转动角度的增大,即的增加,速度V正向增大,大约在120度时达到最大,然后呈现下降趋势,在240度时下降为0,表明位移以增大到最大,即滑块C达到最下端,由曲线看出,滑块C的正向平均

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