机械原理课程设计—插床机构说明书0001

1、实用标准 文案大全 第二章插床主体机构尺寸综合设计 机构简图如下： y 已知 0102=1501* BC/BO2=1，行程 H=100mm 行程比系数 K=2, 根据以上信息确定曲柄 01A, BC,B02长度，以及 02到YY轴的距离 1. OiA长度的确定 图1极限位置 由 K =（1800 +。）/（1800顼）,得极为火角： 实用标准 文案大全 0 =60 , 首先做出曲柄的运动轨迹，以 O1为圆心，014 为半径做圆，随着曲柄的转动，有图知 道，当 O2A转到 O2A1，丁圆相切丁上面时，刀具处丁下极限位置；当 O2A转到 O2A2,与 圆相切丁下面时，刀具处丁上极限位置。丁是可得到

2、 O2A与 O2A2得夹角即为极为火角 8=60。由几何关系知，ZA1O1OZA2O1O2 , 丁是可得，ZA1O1OZA2O1O60O 由 几何关系可得： O1 A1 = cos *O1O2 代入数据，O1O2=150mm 9 =600,得 O1A = 75mm 即曲柄长度为75 mm 2.杆 BC、BO2的长度的确定 图2杆BC, BO2长度确定 由图2知道，刀具处丁上极限位置 C2和下极限位置 Ci时，C1C2长度即为最大行程 H=100mm，即有 C1C2=100mm 在确定曲柄长度过程中，我们得到 ZA1O1OA2O1O600 ,那么可得到 NBIO2B2=60 ,那么可知道三角形

3、AB1B2O2等边三角形。 乂有几何关系知道四边形 B1 B2C2C1是平行四边形，那么 B2BC2C1 , 乂上面讨论知 实用标准 文案大全 AB1B2O2为等边三角形，丁是有 BQ2 = B2B1,那么可得到 B2O2= 100mm，即 B02 =100mm 乂已知 BC/B02 =1 , 丁是可得到 BC = B02 =100mm 即杆 BC, BO2的 100mm 3. O2到YY轴的距离的确定 为I 已 为 图3 。2到YY轴的距离 有图我们看到，丫丫轴由 Y1Y1移动到 Y3Y3过程中，同一点的压力角先减小，后乂增大，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

4、虑两个位置： 1当YY轴与圆弧 B2B1刚相接触时，即图3中左边的那条点化线，与圆弧 B2B1相切与B1 点时，当B点转到 B2,BI,将会出现最大压力角。 2.当YY轴与 B2B1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 O2B1 与 B2B1得 交实用标准 文案大全 点)。乂几何关系知道： l = O2B cos. B2O2C (O2B2 - O2B cos. B2O2C)/2 由上面的讨论容易知道/B2O2C =30 ,再代入其他数据，得： l = 93.3mm 即 O2到YY轴的距离为93

5、.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构及函数曲线分析 主体机构图见第一张图。 已知w=60r/m,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，插刀处丁上极限位置时位移为 0. 当=175 (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，VA2与 OA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 T T T VA3 = VA3A2 vA2 大小

6、？ ？ 方向 其中，VA2是滑块 上与A点重合的点的速度，VA3A2是杆AOB上与A点重合的点相对丁滑块 的速度，VA3是杆AOE与 A点重合的速度。 乂由图知，vB与 O2B 垂直，vCB与BC垂直，vC与丫丫轴平行，有理论力学同一构件不同点实用标准 文案大全 T T T VC = VB VCB 大小 ？ ？ 方向 其中，VC是C点，即插刀速度，VBC是C点相对丁 B点转动速度，VB是B点速度。 乂 B点是杆件3上的一点，杆件3围绕 O2转动，且B点和杆件与A点重合的点在 O2的 两侧，丁是可得: O2B vB-O；A；vA3 由图量的 O2A3 =220mm,则可到 100 VB = VA

7、3 220 由已知可得 vA2 =wxOA =2 兀乂 75 上 47imm/s，规定选取比例尺 u = 15mm，s/mm ,则可 的欠量图如下: 的方法可得: 实用标准 文案大全 最后量出代表 vC的欠量长度为12mm, 丁是，可得 vC=0.174m/s 实用标准 文案大全 方向由 A4指向。1； 口 A3A2是科氏加速度， A3A2 = 2*3、vA3A/ 1080mm/s2 （其中VA3,VA3A2大小均从速度多边形中量得）,q方向垂直 O2A4 向下；A3A2是A4相对丁滑 块 的加速度，大小位置，方向与O2A4平行；a A3A2是C点相对丁 B点转动的向心加速 度，a n co

8、=VCB / BC 光 993.43mm/s2，方向过由C指向 B; a ： 是C点相对丁 B点转动 A3O2 A3O2 的切向加速度，大小位置，方向垂直 BG次欠量方程可解，从而得到a A3。 B时杆AOB上的一点，构AOB围绕 O2转动，乂 A4与B点在 O2的两侧，由 =阻/=R 3 是角加速度）可得 O2B -B =市一 A 量出 O2A4 则可得到履口的大小和方向 B 乂由理论力学，结合图可得到； CB = VBC / BC 36mm/s2 ,方向由C点指向B点;CB是C相对丁 B点转动的切向加速度, 大小未知，方向与BC垂直。次欠量方程可解，从而可得到 C点，即插刀的加速度。取比例

9、 尺 u =36mm 疽/mm,可得加速度欠量图如下： 即曲柄转过175时，插刀的速度为 （3）加速度 由理论力学知识可得欠量方程： 0.174m/s。 T T T k 十 ot -A3A2 T a E A3 =a 八- A2 -飞r 一 大小 ？ V V ? 方向 ？ V V V 其中，A2是滑块上与A点重合点的加速度, :-A2 = 2 O1A4=4 二 75 : 2957.88mm/s2 , B t C? a + B n c a + B a - c ? a 其中，口在上一步中大小方向都能求得; B CB是C相对丁 B点转动的向心加速度 实用标准 文案大全 最后由直尺量的 acK度为12m

10、m 丁是，可得 ac&0.432m/s2 当=355 (1)位移 在1:1的基础上，滑块的位移为1.5mm，即 曲柄转过3550时位移为1.5mm (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 T T T VA3 = VA3A2 VA2 大小 ？ ？ 方向 其中，VA2是滑块 上与A点重合的点的速度，VA3A2是杆AOB上与A点重合的点相对丁滑块 的速度，VA3是杆AOB与 A点重合的速度。 乂由图知，VB与 O2B 垂直，VCB与BC垂直，VC与YY轴平行，有理论力学同一构件不 同点的方法可

11、得：实用标准 文案大全 VC = vB VCB 大小 ？ ？ 方向 其中，VC是C点，即插刀速度，VBC是C点相对丁 B点转动速度，VB是B点速度。 乂 B点是杆件3上的一点，杆件3围绕。2转动，且B点和杆件与A点重合的点在。2的 两侧，丁是可得： O2B VB =- 由图量的 O2A5=123.5mm，则可到 V B = 由已知可得 vA2 HWXO1A =2 兀尺 75 上47imm/s，规定选取比例尺 u=10m，s/mm,则可的 欠量图如下： 。2 A3 100 v A 3 123 .5 实用标准 文案大全 最后量出代表 vC的欠量长度为2.16mm,T是，可得:实用标准 文案大全 V

12、c = 0.0216m/s 即曲柄转过355时，插刀的速度为0.0216m/s方向沿 (3)加速度 由理论力学知识可得欠量方程： =2心3 * VA3A2 = 2VA3VA3A2 /O2A5 （其中VA3,VA3A2大小均从速度多边形 中量得)，方向垂直O2A5向下；A3A2是 A3相对丁滑块 的加速度，大小位置，方向与 O2A5 平行。B是杆AOB上的一点，杆 AOB围绕。2转动，乂 A5与B5点在。2的两侧，由 Oft = ER,ot=2 R ( E是角加速度)可得 O2 B5 a = - a E B O2A5 A3 量出 O2A5 则可得到 的大小和方向 B 乂由理论力学，结合图可得到；

13、 其中，口 口在上一步中大小方向都能求得; CB是c相对丁 B点转动的向心加速度 B CB =VBC / B5C5 充 1.44mm/s2,方向由C点指向B点；CB是C相对丁 B点转动的切向加速 度，大小未知，方向与BC垂直。次欠量方程可解，从而可得到 C点，即插刀的加速度。取 比例尺 u =50m s/mm,可得加速度欠量图如下YY轴向上。 其中, A3 A2 大小 方向 0(A2为滑块上与 A点重合点的加速度, 向 由 A5 指 向 OI T k :A3A2 T r A3A2 ? 2 工 a A2 = K O1A2 =4 兀 x 75 财 2957.88mm/s ,方 T k A3A2 是

14、哥 氏 加 速度 k A3A2 B t C? a + B n c a + B a 实用标准 文案大全 代入数据可得：ac : 3.04m/s2 c 所有数据详见第四章表格 2.凸轮机构的设计 凸轮摆杆行程角为。=150，摆杆长度Lo4E=125mm算出凸轮的最大推程为 L=32mm如 下图所示；凸轮推程运动规律为等加速等减速，回程运动规律为等速。画出凸轮的运动规 律图，如下图所示；凸轮的基圆半径rb=50mm结合已知参数利用反转法画出凸轮的理论轮 廓线，并描出实际轮廓线，作图尺寸比例为 1/2(mm/mm) 实用标准 文案大全 作图步骤: 1） 画出基圆O,再画出以摆杆长度LO4D为半径的圆Q

15、与基圆同圆心； 2） 利用反转法在圆Q转过900四等分，分别以各等分点为圆心，以摆杆长度 LO4D为半 径各画一段弧分别与基圆相交四个点，然后在凸轮运动规律图上对应的等分点上 量取尺寸，并以此尺寸为半径，以与基圆相交的点位圆心画弧，两圆弧相交一点 即为所要求的点。同理画出回程时的凸轮运动轨迹； 3） 选取滚子半径膈，画出凸轮的实际廓线。如下图： g 齿轮机构的设计 已知：zi = 14 z 2=70 m=10 a =20 h；=1 c =0.25 1）确定变位系数 对于变位齿轮，为有利于强度的提高，小齿轮采用正变位，大齿轮采用负变位， 使大小齿轮的强度趋于接近，从而使齿轮承载能力提高。 Zm.

16、n - Xmin=h；=0 Zmin Zmn -*， 实用标准 文案大全 X2min=ha -min=-4 Z min 则取 X=0 X2 = 0 （满足 X X2min） 2）确定中心距变动系数y及齿顶高降低系数 y X 1=0 X2=0则是标准齿轮传动，即y=0 y=0实用标准 文案大全 3）变位齿轮的几何尺寸 公式 齿轮1 齿轮2 d =d = zm 140 700 . a = a 20 20 ， ，* ha= ham 10 10 hf =( h；+c*)m 12.5 12.5 da=d + 2ha 160 720 df =d-2 hf 115 675 a=(d2-d i)/2 280

17、机构的动态静力分析 齿轮机构的设计 G4 G P ax JS4 Z1 乙 m a N Kg m 2 mm o 280 160 2600 1.14 14 70 10 20 实用标准 文案大全 凸轮廓线的绘制 选定角度比例尺，作出摆杆的角位移曲线，如图3-3(b)所示，将其中的推程和回程角 位移曲线横坐标分成若干等分. 选定长度比例尺，作以。为圆心以OB=r。为半径的基圆；以O为圆心，以OA=半径作 反转后机架上摆杆转动中心的圆. 自A点开始沿-co方向把机架圆分成与图 3-3(b)中横坐标相应的区间和等分，得点 A1,A2,A3.,再以 A1,A2,A3.为圆心，以AB=L*半径作弧与基圆交丁点

18、 膏厄厄，得线段 A1 B1 , A2 B2 , A3 B3. 自线段 A1B1,A2B2, A3B3.开始，分别作,%.,使它们分别等丁图3-3(b)中对应的 角位移,得线段 A1B1, A2B2, A3B3. 将点 A1B1, A2B2, A3B3.连成光滑曲线，它就是所求理论轮廓线. 实际轮廓线可用前述滚子圆包络线的方法作出.如图3-3(a)所示. 八 Hl 三、具体要求 插床是用丁加工各种内外平面、成形表面，特别是键槽和带有棱角的内孔等的机床 (如 图1所示)，已知数据如下表(参考图2)。实用标准 文案大全 参数 nr H LoiO2 Ci G C3 C4 G3 G5 J S3 Q K

19、 a 单位 rpm mm mm mm mm mm mm N N 2 Kgm N 数据 60 100 150 120 50 50 120 160 320 0.14 1000 2 0.05 另：lBdl BO=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：l i=1600, 12=1200, l 3=740, l 4=640, 15 =580, l 6 =560, l 7=200, 1 8 =320, l9=150, l 10 =360, l ii =1200,单位均为 mm 其余尺寸自定。 所有数据详见第四章表格 第四章 重要数据及函数曲

20、线分析 S（中）V （中）,a）数据表 角度 位移S (mm) 速度 V(m/s) 加速度 （m/s） 7 1.5 0.003 2.05 14 3 0.055 2 21 4 0.0825 1.96 28 5.9 0.115 1.95 35 8 0.125 1.8 42 9.9 0.136 1.65 49 10.5 0.14 1.5 56 15.5 0.15 1.1 63 19.5 0.155 1.0 70 23.5 0.16 0.85 77 25 0.18 0.77 84 30 0.192 0.63 91 31 0.201 0.55 98 37.5 0.207 0.15 105 41 0.21

21、0 0.09 112 45 0.212 -0.02 119 48.1 0.22 -0.024 126 55 0.212 -0.065 133 57 0.205 -0.12 140 60.2 0.201 -0.23 147 66.1 0.2 -0.32 154 68.9 0.196 -0.36 161 73 0.19 -0.39 168 76 0.18 -0.4 175 79.5 0.174 -0.432 180 83 0.172 -0.45 实用标准 文案大全 187 85 0.17 -0.59 194 90 0.140 -0.7 实用标准 文案大全 201 92 0.13 -0.79 208

22、 92.5 0.126 -0.9 215 95 0.093 -1.04 222 98 0.073 -1.5 229 98.5 0.05 -1.9 236 99 0.03 -2.125 243 99 -0.03 -2.6 250 98 -0.07 -3.14 257 97 -0.16 -3.3 264 92.5 -0.25 -4.1 271 90 -0.274 -5.12 278 83.5 -0.383 -5.1 285 73 -0.52 -4.9 292 66 -0.574 -1.74 299 54.2 -0.62 -0.44 306 41.5 -0.61 3.6 313 28.2 -0.44

23、 4.7 320 17.9 -0.43 5.2 327 12.5 -0.3 5.47 334 8.1 -0.23 5.5 341 3 -0.13 3.95 348 2.6 -0.029 3.73 355 1.5 -0.0216 3.04 360 0 0 2.25 随着曲柄OiA,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 1、，()图的实用标准 文案大全 到最大，然后开始减少，易知滑块 C进程与回程时，曲柄O1A,转动的角度并不相等，这说 明了曲柄OiA，转动时存在急回运动。 2、V(W)M图的分析： 随着曲柄OiA,逆时针转动角度的增大，即 中的增加，速度V正向增大，

24、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，更有利丁进刀；回程时，速度较快，有利丁提高工作 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度时，V=0;曲柄转动至120度，正向速度到达最 大值0.22m/s，此时滑块C具有最大速度，当曲柄继续转动至 240度时正向速度减少至0, 此时由速度是位移的变化率可知，其位移达到最大值。当曲柄继续转动时，滑块 C速度反 向，变为负向速度，随着转角增大而增大，曲柄转至240度，速度达到负向最大值0.63m/s 之后，当滑块继续由摇杆带动时，却曲柄由 300度转至360度时，其速度由负向最大值变 为0. 3、a(平)中图的分析： 实用标准 文案大全 随着曲柄O1A,逆时针转动角度的增大，滑块 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，由丁存在 急回运动，加速度迅速正向增大，达到最大后乂开始减小，直到滑块 C进入工作行程。 下