机械原理课程设计任务书-(8人组)

机械原理课程设计任务书学生姓名班级学号位置设计题目：插床机构设计及分析1课程设计的目的和任务1.1课程设计的目的机械原理课程设计是机械原理教学的一个重要组成部分。机械原理课程设计的目的在于进一步巩固和加深学生所学的机械原理理论知识，培养学生独立解决实际问题的能力，使学生对机械的运动学和动力学的分析和设计有一较完整的概念，并进一步提高电算、绘图和使用技术资料的能力，更为重要的是培养开发和创新机械的能力。1.2课程设计的任务1、根据给定的数据确定导杆机构的各未知参数。要求用图解法设计，作机构运动简图，画出A2图纸一张，并将设计结果和步骤写在设计说明书中。2、用图解法对插床的导杆机构进行运动分析，作机构各个位置所对应的滑块5的速度和加速度多边形，要求与上部分内容一起画在A2图纸上，作滑块的运动线图，写出计算说明书一份。3、用解析法对插床的导杆机构进行运动分析。要求将导杆机构放在直角坐标系下，编制程序分析出滑块5的位移、速度、加速度，画出运动曲线，并打印上述各曲线图。要求将建模过程详细地写在说明书中。4、用Solidworks三维计算机辅助设计软件对插床的导杆机构进行建模、装配，并进行运动分析。要求写出一份设计分析说明书，打印出装配模型及仿真结果（此部分选作）。5、用图解法、解析法和Solidworks软件仿真结果进行比较，分析它们各自的优缺点。2机构简介插床主要由齿轮机构、导杆机构和凸轮机构等组成，如图1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作往复直线运动，以实现刀具切削运动。为了缩短空行程时间，提高生产效率，要求刀具具有急回运动。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件和其他有关机构（图中未画出）来完成的。在工作行程中，刀具上作用有相当大的切削阻力，在切削行程的前后各有一段（为刀具行程）行程，如图2所示，而在空回行程中则没有切削阻力。3已知数据插床机构简图如图1所示，题目数据列于表1。图1插床机构简图表1设计数据方案指标123456789101112K1.92.41.51.51.51.51.51.82.11.91.72.2Hmm100150160140110135120110120130200220lO2O3mm150185200180170140160170160150210230ξ10.81.00.81.01.11.00.91.10.850.91.0n2rpm120120140150130140130130140130300400FN120010001200140013001200130011001300140020003000G3N160200170160190200190170150180160165G5N320360330400380400410330320340400500amm506545555070507055605045bmm507070605060606055656055cmm120160120110130140100130140150130120dmm125130135120130140110140150150140130Js3kg·m20.140.300.40.300.250.50.450.200.350.250.40.5K——行程速比系数；H——工作行程(mm)；lO2O3——铰链中心O2和O3之间的距离(mm);ξ——连杆与导杆之比lBC/lO3B；n2——曲柄1的转速；F——工作阻力；G3——导杆3的重量；G5——滑块5的重量；Js3——导杆3质心转动惯量(kg·m2)；在导杆机构中，有12个连续等分的1～12个位置，其中取滑块5在下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，位置5"对应于滑块5处于上极限位置。位置5x是位置5"顺时针转30

的位置。再作出开始切削和终止切削所对应的5ˊ和12ˊ两位置。共计14个机构位置，插床机构中曲柄位置分布如图3所示。按表2找到自己负责计算的2个工作位置。图2切削阻力曲线图3插床机构中曲柄位置图表2机构位置分配表学生序号12345678速度图（位置）123456789101112始终5x5"加速度图（位置）123456789101112始终5x5"力分析图（位置）123456789101112始终5x5"4设计方法和要求4.1图解法步骤1、设计导杆机构。按已知条件确定导杆机构各未知数，其中滑块5的导路位置可根据连杆4传力给滑块5最有利条件来确定，即导路应位于点所画圆弧高的平分线上。2、做机构运动简图。选取长度比例尺，先用虚线绘出机构极限位置1，然后用粗线画出所分配位置的机构运动简图，并确定当前位置点位移。3、做运动分析。选取速度比例尺、加速度比例尺，用图解法作分配位置的速度多边形和加速度多边形，确定当前位置点（A点、B点）速度和加速度及根据速度和加速度影像求滑块5（C点）的速度和加速度。4、做滑块的运动线图。汇总各个位置滑块的位移数值，可将各点数值列于一个表中，选择适当的比例尺，作滑块的运动线图。4.2设计要求1、绘图准备计算机，安装绘图软件。2、绘图要求作图准确，布置匀称，比例尺合适，线条尺寸应符合国家标准。3、计算说明书要求计算程序清楚，叙述简要明确，文字通顺，书写端正。4.3