机械原理课程设计肖仲

1、题目题号： 学 院: 专业班级： 学生姓名： 指导教师：齐齐哈尔大学普通高等教育机械原理课程设计插床机电工程学院机电123班肖仲璇包丽2014年6月24日成 绩:机械原理课程设计成绩评阅表题目评价标准评分项目分值A A级（系数1.01.0）C C级（系数为0.60.6）评 价 等 级得 分选题合理性题目新颖 性2020课题符合本专业的培养要 求，新颖，有创新基本符合，新颖性一般内容和方 案技术先进 行2020设计内容符合本学科理论与 时间发展趋势，科学性强。方案确定合理，技术方法正 确有一定的科学性，方案 和技术一般文字与图 纸质量3030设计说明书结构完整，层次 清楚，语言流畅。设计图纸质量

2、高，错误较少设计说明书结构一般， 层次较清楚，无重大语 法错误。图纸质量一般，有较多 错误独立工作 及创造性1010完全独立工作，有一定创造 性独立工作及创作型一 般工作态度1010遵守纪律，工作认真，勤奋 好学工作态度一般答辩情况1010介绍，发言准确，清晰，回 答问题正确介绍，发言一般，回答 问题有较多错误评价总分总体评价注：1.1.评价等级分为A.B.C.DA.B.C.D四级，低于A A高于C C为B B低于C C为D.D.2.2.每项得分= =分值x x等级系数（等级系数：A A为1.0,B1.0,B为0.8,0.8, C C为0.6.D0.6.D为0.40.4）3 3:总体评价栏填写

3、“优”“良”“中”“及格”“不及格”之一齐齐哈尔大学机械电子专业机械原理课程设计任务书.设计题目：插床传动系统方案设计及其运动分析给定数据及要求插床是用于加工各种内外平面、成形表面，特别是键槽和带有棱角的内孔等的机床（如图1 1所示），已知数据如下表（参考图2 2）参数nrHL0102C1C2C3C4G3G5JS3QK单位rpmmmmmmmmmmmmmNNKgm2N数据6010015012050501201603200.14100020.05另：IBC/IBO2=1,工作台每次进给量0.5mm0.5mm，刀具受力情况参考图2 2。机床外形尺寸 及各部份联系尺寸如图1 1所示（其中：l li =

4、1600=1600, l l2 =1200,=1200, l l3 =740,1=740,14 =640,1=640,15 =580,=580, l l6 =560,=560, l l7 =200,=200, l l8 =320,=320, 1 19=150,=150, I I10 =360,=360, I I11 =1200,=1200,单位均为 mmmm。学生姓名：肖仲璇班级：机电123123学号：20121130692012113069指导教师：包丽二.插床主体机构尺寸综合设计机构简图如下：e- y已知 O1O2=150mm=150mm, BC / BO21，行程 H=100mmH=10

5、0mm,行程比系数 K=2,K=2,根据以上信息确定曲柄Oi代 BC,B02长度，以及。2到YYYY轴的距离由K (1800)/(1800)，得极为夹角：刀具上极限首先做出曲柄的运动轨迹，以Oj为圆心，0小为半径做圆，随着曲柄的转动,有图知道，当O2A转到O2A1，于圆相切于上面时，刀具处于下极限位置；当O2A 转到O2A2，与圆相切于下面时，刀具处于上极限位置。于是可得到 O2A1与O2A2 得夹角即为极为夹角 600。由几何关系知， A1O1O2 A2O1O2，于是可得，A1O1O2A2O1O2 600。由几何关系可得：代入数据，O1O2 =150mm=150mm，600，得O1A 75m

6、m即曲柄长度为7575mm2.2.杆BC、BO2的长度的确定由图2 2知道，刀具处于上极限位置C2和下极限位置Ci时，C1C2长度即为最大行程H=100H=100mm，即有GCGC2=100mm=100mm。在确定曲柄长度过程中，我们得到A1O1O2A2O1O2 600，那么可得到B1O2B2600，那么可知道三角形 B1B2O2等边三角形。Oj Ajcos ?OiO2AO护月2是等边三角形刀具下极限是平行四边形图1杆BC，BO 2长度确定又有几何关系知道四边形 B1B2C2G是平行四边形，那么B2B1 C2C1，又上面讨论知B1B2O2为等边三角形，于是有B1O2 B2B1 ,那么可得到B2

7、O2100mm,即卩 BO2100mm又已知BC/BO21，于是可得到BC BO2100mm即杆 BC, BO2 的 100mm100mm。3.3.02到丫丫轴的距离的确定冏I |乃为图2 02到丫丫轴的距离有图我们看到，丫丫轴由丫诃1移动到 河3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 1当丫丫轴与圆弧B2B1刚相接触时，即图3 3中左边的那条点化线，与圆弧B2B1 相切与B1B1点时，当B B点转到B2,B1，将会出现最大压力角22当丫丫轴与B2B1重合时，即图中右边的那条点化线时，B B点转到B1B1时将出79.

8、5mm79.5mm。，即 曲柄转过175175。时位移为现最大压力角为了使每一点的压力角都为最佳，我们可以选取丫丫轴通过CB1CB1中点（C C点为O2B1 与B2B1得交点）。又几何关系知道：l l O O2B B ?cos?cos B B2O O2C C （O O2B B2 O O2B B ?cos?cos B B2O O2C C）/2/2 由上面的讨论容易知道B2O2C 300 ，再代入其他数据，得：l l 93.3mm93.3mm即02到丫丫轴的距离为93.3mm93.3mm三 . 插床切削主体机构速度分析主体机构图见第一张图。已知 w w 60r60r /m/m ，逆时针旋转，由作图

9、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 0.0.当175O（ 1 1 ）位移在 1 1 ： 1 1 的基础上，量的位移为79.5mm79.5mm。（ 2 2）速度由已知从图中可知，VA2与O1A垂直，VA3A2与O2A平行，VA3与O2A垂直，由理论力学中不同构件重合点地方法可得由已知可得vA2w 01A275 47lmm/s ，规定选取比例尺VCVBVCB大小 ？方向其中，VC是C C点，即插刀速度，VBC是C C点相对于B B点转动速度，VB是B B点速度。又B B点是杆件3 3上的一点，杆件3 3围绕。2转动，且B B点和杆件与A A点重合

10、 的点在02的两侧，于是可得:由图量的O2A3220mm , ,则可到100100220220 VA31_ ” tu 15mm s / mm，则可的矢量图如下:最后量出代表vC的矢量长度为12mm,12mm,A3大小 ？krA2A3A2A3A2 ？A2A2是滑块上与Oi A4点重合点的752957.88mm/s2，方向由 A4指向 O1 ；加速度A3A2是科氏加速度，A3A2 2R, n2R（是角加速度）可得O O2B BO O2 A A3A3A3nCBt CB ?其中,B B在上一步中大小方向都能求得;CB是C C相对于B B点转动的向心加速度CB即曲柄转过175175时，插刀的速度为0.1

11、74m/s0.174m/s（3）加速度由理论力学知识可得矢量方程：方向 ？3 vA3A2 1080mm/s2 （其中 g ，VA3A2 大小均从速度多边形中量得），q q方向垂直O2A4向下；3A2是A4A4相对于滑块 的加速 度，大小位置，方向与O2A4平行； A3A2是C点相对于B B点转动的向心加速 度，A3O2=VCB/BC 993.43mm/s2，方向过由C C指向B B； ；302是C C点相对于B B点转动的切向加速度，大小位置，方向垂直BCBC。次矢量方程可解，从而得到A3 B B时杆AOBAOB上的一点，构AOBAOB围绕。2转动，又A4A4与B B点在O?的两侧，由量出O2

12、A4则可得到 B的大小和方向 又由理论力学, ,结合图可得到；c大小 ？方向VBC/BC 36mm/s2，方向由C C点指向B B点；CB是C C相对于B B点转动的切向加速度，大小未知，方向与BCBC垂直。次矢量方程可解，从而可得到C C点,即插刀的加速度。取比例尺u 36mm s2/mm，可得加速度矢量图如下：当355（1 1）位移在1 1： 1 1的基础上，滑块的位移为 1.5mm1.5mm。，即曲柄转过355355时位移为 1.5mm1.5mm。（2 2）速度由已知从图中可知，VA2与1A垂直，VA3A2与O2A平行，VA3与2A垂直，由理论力学中不同构件重合点地方法可得VBVCB0

13、02B B0XVA3100100v v A3123123 .5.575 471mm/s ，规定选取比例尺又由图知，VB与O2 B垂直，VCB与BCBC垂直，VC与丫丫轴平行，有理论力学同一构件不同点的方法可得:大小方向其中，VC是C C点，即插刀速度，VBC是C C点相对于B B点转动速度，VB是B B点速度。 又B B点是杆件3 3上的一点，杆件3 3围绕02转动，且B B点和杆件与A A点重合 的点在。2的两侧，于是可得：VB由图量的O2A5 123.5mm, ,则可到v v B由已知可得vA2 w 01A 2 u 10m s 1 / mm，则可的矢量图如下:最后量出代表vC的矢量长度为2

14、.16mm,2.16mm,于是，可得:vC 0.0216m/0.0216m/ s s即曲柄转过355355时，插刀的速度为0.0216m/s0.0216m/s方向沿YY轴向上。（3）加速度由理论力学知识可得矢量方程：A3A2kA3A2大小方向A2块上与 A A 点重合点A2 = =O1 A24752957.88mm/s2，方向由 A5A5指向；加速度，：3A2小均从速度多边形中量得）速度，大小位置，方向与A3A2？加速度，忙是哥氏A3A23 VA3A2 2VA3VA3A2/O2A5（其中 VA3,VA3A2大，方向垂直O2 A5向下；3A2是A3相对于滑块 的加2A5平行。 B B是杆AOBA

15、OB上的一点，杆AOBAOB围绕O?转动，又A5A5与B5B5点在02的两侧，由R,n 2R（是角加速度）可得ntCBCB?CB是C C相对于B B点转动的向心加速O O2B5B5B O2A A量出O2A5则可得到 a的大小和方向B B又由理论力学, ,结合图可得到；cB大小 ？方向其中，B B在上一步中大小方向都能求得;度CB VBC / B5C5 1.44mm/s2，方向由C C点指向B B点；CB是C C相对于B B点转动的切向加速度，大小未知，方向与 BCBC垂直。次矢量方程可解，从而可得到 C C 点，即插刀的加速度。取比例尺u 50m s2/mm，可得加速度矢量图如下四.重要数据分

16、析表S S ,V,V,a,a数据表速度加速度角度位移S S( mm)mm)V(m/s)V(m/s)a (m/s2)(m/s2)7 71.51.50.0030.0032.052.0514143 30.0550.0552 221214 40.08250.08251.961.96随着曲柄O OlA,A,逆时针转动角度的增大，滑块 C C位移由0 0开始增大，大约在 240240度时达到最大，然后开始减少，易知滑块C C进程与回程时，曲柄O OiA,A,转动的 角度并不相等，这说明了曲柄 O O1A,A,转动时存在急回运动。2 2、V()图的分析S()图的分析:随着曲柄O OiA,A,逆时针转动角度的

17、增大，即 的增加，速度V V正向增大，大约 在120120度时达到最大，然后呈现下降趋势，在 240240度时下降为0 0,表明位移以增 大到最大，即滑块C C达到最下端，由曲线看出，滑块C C的正向平均速度比负向平 均速度小，进一步表明了急回运动的存在。进程时，速度比较小，更有利于进刀； 回程时，速度较快，有利于提高工作效率，充分证明了此机构设计的合理性。下面对特殊点作一下分析：转角为 0 0度时，V=0;V=0;曲柄转动至120120度，正向速 度到达最大值0.22m/s0.22m/s，此时滑块C C具有最大速度，当曲柄继续转动至 240240度时 正向速度减少至0 0,此时由速度是位移的

18、变化率可知，其位移达到最大值。当曲 柄继续转动时，滑块C C速度反向，变为负向速度，随着转角增大而增大，曲柄转 至240240度，速度达到负向最大值0.63m/s0.63m/s之后，当滑块继续由摇杆带动时，却曲 柄由300300度转至360360度时，其速度由负向最大值变为 0.0.3、a()图的分析:随着曲柄O OiA,A,逆时针转动角度的增大，滑块 C C先向下作加速运动，但加速度 越来越小，但是加速度越来越小，然后反向增大知道位移达到最大， 接着滑块进 入空回程，由于存在急回运动，加速度迅速正向增大，达到最大后又开始减小， 直到滑块C C进入工作行程。下面对一些特殊点进行分析：进程时，滑

19、块C C具有正向加速度，由2.22.2开始减少， 在102102度时达到0 0,当角度继续增大时，加速度反向增大，大约在 240240度时滑块 位移达到最大值，但是加速度还是在反向增大，而且增长率明显比前段更大，当 角度达到270270度时加速度增大到5.2m/s25.2m/s2时到达峰值，开始减少，在300300度左右 是达到0 0,然后正向增长，表明了滑块将要向上减速运动，最后回到 0 0位移，然 后往复运动。我们可以看出，在 0 0至240240度区间内，加速度都很平缓，而在 240240 至360360度内，加速度变化很快，都说明了急回运动的存在。六.总结通过这段时间的设计，我受益匪浅，不仅在学问方面有所提高，而且在为人 处事方面有了更多的认识。当我们遇到一个问题时，首先不能畏惧，而是要对自己有信心，相信通过 自己的努力一定能解决的。就象人们常说的在战略上藐视它。但是在战术上的重 视它。通过慎重的考虑认真的分析，脚踏实地去完成它，克服重重困难，