机械原理课程设计说明书 插床机构.doc

一 插床机构的设计与运动分析1.插床机构简介与设计数据插床主要由齿轮机构、导杆机构和凸轮机构等组成，如图2-1，a所示。电动机经过减速装置（图中只画出齿轮、）使曲柄1转动，再通过导杆机构1-2-3-4-5-6，使装有刀具的滑块沿导路y-y作往复运动，以实现刀具切削运动。为了缩短空程时间，提高生产率，要求刀具有急回运动。刀具与工作台之间的进给运动，是由固结于轴上的凸轮驱动摆动从动杆和其他有关机构来完成的。设计数据表设计内容导杆机构的设计及运动分析符号KHabc单位mmmm数据652120116055551251 设计内容和步骤已知 行程速度变化系数（行程速比系数）K，滑块5的冲程H，中心距，比值，各构件重心S的位置，曲柄每分钟转数 。要求 设计导杆机构，作机构两个位置的速度多边行和加速度多边形，做滑块的运动线图。步骤1）设计导杆机构。按已知条件确定导杆机构的各未知参数。其中滑块5的导路的位置可根据连杆4传力给滑块5的最有利条件来确定，即应位于B点所画圆弧高的平分线上。2）作机构运动简图。选取长度比例尺，按表所分配的两个曲柄位置作出机构运动简图，其中一个位置用粗线画出。曲柄位置的作法如图；取滑块5在上极限时所对应的曲柄位置为起始位置1 ，按转向将曲柄圆周十二等分，得12个曲柄位置，显然位置9对应于滑块5处于下极限时的位置。再作出开始切削和终止切削所对应的和两个位置。3）作速度、加速度多边形。选取速度比例尺和加速度比例尺，用相应运动图解法作该两个位置的速度多边形和加速度多边形，并将其结果列入下表：项目 位置大小方向106.280.4710. 140.4500.040.20.262.1逆时针单位项目位置2.960.60.960.040.0160.040.54单位4）作滑块的运动线图。根据机构的各个位置，找出滑块5上C点的个对应位置，以位置1为其始点，量取滑块的相应位移，取位移比例尺，作线图。为了能直接从机构运动简图上量取滑块位移，建议取=。然后根据线图用图解微分法（弦线法）作出滑块的速度线图，并将其结果与相对运动图解法的结果比较。5）绘制滑块的加速度线图。6）由和两线图作线图。导杆机构的动态静力分析已知：各构件的重量G及其重心轴的转动惯量（数据表未例出的构件重量和转动惯量可略去不计），阻力线图及已在导杆机构设计和运动分析得出的机构尺寸，速度和加速度。要求：确定1-2个机构位置的各运动副反力及应加于曲柄上平衡力矩。用杠杆法求平衡力矩，并与上述方法所得结果相比较。作图部分画在运动分析的图纸上。步骤1） 选取阻力比例尺，根据给定的阻力Q和滑块冲程H绘制阻力线图。2） 根据各构件重心的加速度及角加速度，确定各构件的惯性力和惯性力偶矩，并将其合成为一力，求出该力至重心的距离。将结果填入表中。3） 按杆组分解为示力体，用力多边形法决定各运动副中的反作用力和加于曲柄上的平衡力矩。在列杆组示力体的力平衡方程时，最好先写完一个构件上的所有已知力，然后再写另一构件的所有已知力。同一运动副中的反作用力的俩分力应列在一起。对于开始切削和终止切削的俩个特殊位置，其阻力值各有俩个，应分别进行计算。将所求位置的机构阻力，各运动副中的反作用力和平衡力矩的结果填入下表。项目位置大小方向8.641.280.026逆时针单位项目位置大小方向1000 680 50 398.2 25.9逆时针单位4) 用茹可夫斯基杠杆法求平衡力矩，并与上述方法所得结果相比较。二凸轮机构设计已知 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。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。步骤1）根据从动件运动规律，按公式分别计算推程和回程的，然后用几何作图法直接绘出及线图。2）求基圆半径及凸轮回转中心至从动件摆动中心的距离。按线图划分角时，可将其所对的弧近似看成直线，然后根据三角形相似原理，用图解法按预定比例分割角所对应的弧，自从动件摆动中心作辐射线与各分割点相连，则角便按预定比例分割。 作图时，如取，则可直接根据线图上各纵坐标值，在点的相应辐射线上由D点分别向左或右截取各线段，线段所代表的实际长度就等于。截取方向可根据D点速度方向顺着凸轮转过后所指的方向来确定。然后按许用压力角作出凸轮轴心的安全区，求出凸轮的基圆半径和中心距。3）根据凸轮转向、摆杆长、角位移线图和以上求得的、，画出凸轮理论廓线，并找出其外凸曲线的最小曲率半径。然后，再选取滚子半径，画出凸轮的实际廓线。三齿轮机构设计已知 齿数、，模数，分度圆压力角，齿轮为正常齿制，工作情况为开式传动，齿轮与曲柄共轴。要求 选择移距系数，计算该对齿轮传动的各部分尺寸，以2号图纸绘制齿轮传动的啮合图。步骤1）选择移距系数和。根据齿轮不根切和两轮的最大滑动系数尽可能小且接近相等的条件，查阅有关移距系数表，选出、。2）计算该对齿轮传动的各部分尺寸。3）绘制齿轮传动啮合图。比例尺的选取应能使图上齿高达到3050mm。绘制齿廓时，对于根圆小于基圆的齿轮，其非渐开线部分齿