机械原理课程设计作业

12/12机械原理课程设计设计计算说明书设计题目插床机械设计太原理工大学阳泉学院机械设计制造及其自动化专业2011级1班学生姓名池洋设计任务书1.1设计题目插床1.2插床简介插床是用于加工中小尺寸垂直方向的平面或直槽的金属切削机床，多用于单件或小批量生产。为了适用不同材料和不同尺寸工件的粗、精加工，要求主执行构件—插刀能以数种不同速度、不同行程和不同起始位置作垂直方向的往复直线移动，且切削时插刀的移动速度低于空行程速度，即插刀具有急回现象；安装工件的工作台应具有不同进给量的横向进给，以完成平面的加工，工作台还应具有升降功能，以适应不同高度的工件加工。1.3设计要求及设计参数设计要求：要求主执行机构工作行程切削平稳、压力角较小。进给机构压力角不超过许用值。设计参数如下所示：插床机构设计3号题目参数题号3主执行机构曲柄转速n2/（r/min）50曲柄lO2A/mm75插刀行程H/mm120行程速比系数K1.8连杆与导杆之比lBC0.55力臂d(mm)108工作阻力Fmax(N)10800导杆质量m4(kg)22导杆转动惯量JS4(kgm2)1.2滑块质量m6(kg)60进给机构20凸轮从动件杆长(mm)130推程许用压力角[]推程42回程许用压力角[]回程50滚子半径rr(mm)15刀具半径rc(mm)0.08一：主执行机构设计与分析1：插床机械设计参数以及相关参数计算曲柄转速n2/（r/min）曲柄长度lO2A=75mm插刀行程H=120mm行程速度比系数K=1.8连杆与导杆之比lBC=0.55力臂d=108mm工作阻力F=10800N导杆4的质量m4=22kg导杆4的转动惯量Js4=1.1滑块6的质量m6=60一、插床导杆机构的综合1、计算极位夹角、曲柄角速度、曲柄角加速度2、求导杆长度、连杆长度、中心距根据插床机构结构示意图，由几何条件可得因为，3、求弓形高、导路距离二：主执行机构运动分析已知：曲柄的转速n=45rad/min，滑块质量为50kg，导杆的质量为28kg，其质心转动惯量为1.2kg·，力臂d=110mm，工作阻力F=9000N。此时，曲柄AB与中心距LAC的夹角为45°，即与垂直于曲柄AB方向的夹角为45°。（1）主执行机构速度分析.方向方向大小？？大小已知？？曲柄转至当前角度对应的滑块速度：（2）主执行机构加速度分析方向？//Lbc大小？??方向大小已知??曲柄转至当前角度对应的滑块加速度：滑块运动线图三、凸轮机构设计与分析1、凸轮机构相关参数的确定已知：从动件的最大摆角，许用压力角，从动件长度,从动件运动规律为等加速等减速运动，凸轮与曲柄共轴，数据如表1所示。题号3主执行机构曲柄转速n2/（r/min）50曲柄lO2A/mm75插刀行程H/mm120行程速比系数K1.8连杆与导杆之比lBC0.55力臂d(mm)108工作阻力Fmax(N)10800导杆质量m4(kg)22导杆转动惯量JS4(kgm2)1.2滑块质量m6(kg)60进给机构20凸轮从动件杆长(mm)130推程许用压力角[]推程42回程许用压力角[]回程50滚子半径rr(mm)15刀具半径rc(mm)0.08要求：按许用压力角确定凸轮机构的基本尺寸，求出理论廓线外凸曲线的最小曲率半径，选取滚子半径，绘制凸轮实际廓线。以上内容作在3号图纸上（参考图例5）。整理说明书。插刀阻力曲线如图3所示。0.05H0.05HHSFmaxF图3刨刀阻力曲线0.05H0.05HHSFmaxF图3刨刀阻力曲线将以上的数据全部带入摆动从动件凸轮机构设计软件，计算得结果：摆动从动件盘形凸轮机构设计基本参数见附表1.根据计算结果德数值，求得各个坐标点距圆心的距离。以O2B为基线顺时针每转5°确定一个坐标点。分别以这些点为圆心做出滚子的圆，用光滑的曲线连接各个点，得到实际凸轮轮廓线，再连接滚子圆的外切点，得到理论轮廓线。接着，根据软件中的要求，即每5°一个单位，做出1~16各个轨迹点与O1的旋转运动曲线。根据计算结果中的转角Φ°和角位移ψ°两项在A3图纸右边做出从动件位移线图。连接个点做出光滑曲线。由给定数据的K值算出极位夹角大小为51.429°。由于插刀在切入、退出工件时均有0.05H的空载行程，最后做出相应的插刀工作行程图。2、凸轮基本参数设置基圆半径rb=80mm3.运动规律参数滚子半径rt=15mm最大摆角Ψ=10°中心距a=160mm推程角Φ1=50°摆杆长L=140mm远停角Φ2=10°凸轮转速n=45rpm回程角Φ3=50°刀具半径rc=0.08mm近停角Φ4=250.000°2.运动规律选择:初始角Ψ0=29.995°推程运动规律:正弦加速度4.包络类型:内包络回程运动规律:余弦加速度5.设计方向:正向凸轮理论廓线与滚子包络线凸轮轮廓曲线与刀具中心轨迹从动件运动规律曲线n2=50lO2A=75mmH=120mmK=1.8lBC=0.55d=108mmF=10800Nm