课程设计插床.doc

机械设计课程设计说明书-设计题目：螺丝搓床机构院、系：机电工程学院、机械系专业：机械设计制造及其自动化姓名： 罗 斌 班级： 11 机 制 本 （2）学号： 1 1 0 6 1 2 0 2 9 指导老师：夏翔 职称:目录第一部分 课程设计任务书 1.工作原理及工艺动作过程 32.原始数据及设计要求 4 第二部分 设计（计算）说明书9.5.1 机构的运动简图 59.5.2 速度分析和加速度分析 79.5.3 动态静力分析 12 9.5.4 齿轮机构设计 15 9.5.5 凸轮机构设计 16参考文献 18第一部分 课程设计任务书1 工作原理及工艺动作过程螺丝锉床是锉削螺丝用的一种机床,如下图。电动机经皮带、齿轮Z1-Z2传动以及六连杆机构1-2-3-4-5-6是动螺丝搓板(简称动搓板)6做往复运动。这样便可将装置在动搓板和固定于机架上的定螺丝搓板(简称动搓板)之间的螺丝毛坯，依靠两螺丝搓板的相对压挫而挫出螺纹。凸轮7经四连杆机构1-8-9-10使纵推杆11将螺钉毛坯推入两搓板之间。机床在工作过程中，由于载荷变化很大，容易引起主轴O2的速度波动，所以在轴O1上装有调速飞轮。2 原始数据及设计要求设计内容导杆机构的运动分析符号n2y单位r/minmm数据54120420800365300150400200设计内容机构的动态静力分析齿轮机构的设计符号G4G6Z1Z2m单位NKgm 数据28016026001.1414701020设计内容凸轮机构设计符号LDELDFLFGLEGLEKh单位mm()数据4001304001501203020606045已知 曲柄2转数n2，各构件尺寸及重心S的位置。要求 作机构运动简图，机构两位置的速度、加速度多边形、静力分析和齿轮设计。图解分析画在1号图纸上。第二部分 设计（计算）说明书9.5.1 机构的运动简图以O3为原点定出坐标系，根据尺寸分别定出O2点，B点，C点。确定机构运动时的左右极限位置。曲柄位置图的作法为：取1和8为动搓板6在行程起点（滑块的左极限位）和终点（滑块的右极限位）对应的曲柄位置，1和7为动搓板受力起点和终点所对应的曲柄位置，2是动搓板受力最大是对应的曲柄位置，动搓板这三个位置可以从挫压切向工作阻力曲线中求得；4和10是曲柄2与倒杆4重合的位置；其余2、312是由位置1起，顺2方向将曲柄圆作12等分的位置（如下图）。 机构运动简图如下：9.5.2 速度加速度分析 1.对位置9点进行速度分析和加速度分析 （a） 速度分析 V3A=V2A= =0.68 m/s 对A点： V4A = V3A + V3A4A 方向： AO3 AO2 BO3大小： ？ ？取P1作为速度图的极点，2=0.01（m/s）/mm，作速度分析图如图9-1所示，则： V4A =2=0.34 m/s(AO3向下) =V4A/=0.92 rad/sV4B =0.73 m/s(BO3)V3A4B=0.59 m/s图9-1对C点：V5C = V4B + V5C4B方向： SC BO3 BC大小： ？ ？ 取P2作为速度图的极点，3=0.01（m/s）/mm，作速度分析图如图9-2所示，则： V5C4B=0.185m/s VS= V5C=3=0.68 m/s图9-2 (b)加速度分析 对A点：=0.97 m/s = + = + + 方向： BO3 BO3 /AO2 /BO3 BO3大小： ？ ？ 取P1为加速度图极点，4=0.01（m/s）/mm，作加速度分析图如图9-3所示，则： =0.32 =2V4A3A=1.08 = V5C4B/BC=0.11 =4=2.36 a4B= =5.10 图9-3对C点 = + + 方向： SC p34 CB 大小： ？ ？ 取P2为加速度图极点，5=0.08（m/s）/mm，作加速度分析图如图9-4所示，则： =5p4c =6.08 m/s=6.08 m/s 图9-42.对位置6点进行速度分析和加速度分析 （a） 速度分析 对A点： V3A=V2A= =0.68 m/s V4A = V3A + V3A4A 方向： AO3 AO2 BO3大小： ？ ？取P3作为速度图的极点，2=0.01（m/s）/mm，作速度分析图如图9-5所示。 V4A =2=0.55 m/s(AO3向下) =V4A/=1 rad/sV4B =0.8 m/s(BO3)V3A4B=0.39 m/s图9-5对C点：V5C = V4B + V5C4B方向： /SC BO3 BC大小： ？ ？ 取P2作为速度图的极点，3=0.01（m/s）/mm，作速度分析图如图9-6所示，则： V5C4B=3=0.14m/s VS= V5C=3p2c=0.78 m/s图9-6 (b)加速度分析 对A点：=3.80 m/s = + = + + 方向： BO3 BO3 /AO2 /BO3 BO3大小： ？ ？ 取P3为加速度图极点，4=0.04（m/s）/mm，作加速度分析图如图9-7所示，则： =0.53 =2V4A3A=0.78 = V5C4B/BC=0.06 =4=3.00 a4B= =4.64 图9-7对于C点 = + + 方向： SC p34 BC 大小： ？ ？ 取P4为加速度图极点，5=0.08（m/s）/mm，作加速度分析图如图h所示，则： =5p4c =7.36 m/s=7.36 m/s 9.5.3 动态静力分析 对位置6点进行动态静力分析 取6点为研究对象，分离6构件进行运动静力分析，作阻力体如图9-7所示。图9-7已知G6=160 N，又=6.08 m/s2,则:FI6=99.27 N测得的大小为2.65由，得N N 分离5构件进行运动静力分析，杆组力体图如图9-8所示： FR54=FR56=99.38 N 分离4构件进行运动静力分析，杆组力体图如图9-9所示：FR54= FR45=99.38 N G4=280 N 得FI4= = 62.43 N 图9-8 图9-9 根据其中，分别为,作用于的距离（其大小可以测得），可以求得：=400.36 N作力的多边形如图4所示： 则 = 265 N对曲柄2进行运动静力分析，作组力体图如图9-10所示：图9-10作用于的距离为h，其大小为0.041m，则曲柄上的平衡力矩为： ，方向为顺时针. 9.5.4 齿轮机构的设计已知：z1=10 z2=40 m=6 =20=1 =0.251) 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。X1min=(17-10)/17=0.5X2min=(17-40)/17=-1.36则取X1=-X2=0.5 (满足X2 X2min)2)确定中心距变动系数y及齿顶高降低系数y X1=-X2=0.42 则是等变位齿轮传动，即y=0 y=03）变位齿轮的几何尺寸公式齿轮1齿轮2 d=d = zm60240= 20 20= （+xi）m93=(+-xi)m4.510.5=d+278246=d-251219a=(d2+d1)/21509.5.5 凸轮机构设计1）推杆运动规律及凸轮廓线方程：推程（等加速段）：=2m/02推程（等减速段）：=m-2m(0-)2/02回程（余弦加速）：=m1+cos(/0)/2凸轮理论廓线方程：x=lOAsin-lABsin(+0) y=lOAcos-lABcos(+0)式中，0为推杆的初始位置角，其值为: 0=arcos(lOA2+lAB2-r