《2022年机械原理课程设计—插床机构说明书 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年机械原理课程设计—插床机构说明书 .pdf（18页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、机械原理课程设计1 / 18第二章插床主体机构尺寸综合设计机构简图如下：已知21OO=150mm，1/2BOBC，行程 H=100mm，行程比系数 K=2，根据以上信息确定曲柄,1AO2,BOBC长度，以及2O 到 YY 轴的距离1.AO1长度确实定精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 18 页机械原理课程设计2 / 18图 1 极限位置由)180/()180(00K，得极为夹角：060，首先做出曲柄的运动轨迹，以1O 为圆心，AO1为半径做圆，随着曲柄的转动，有图知道，当AO2转到12AO，于圆相切于上面时，刀具处于下极限位
2、置；当AO2转到22AO，与圆相切于下面时，刀具处于上极限位置。于是可得到12AO与22AO得夹角即为极为夹角060。由几何关系知，212211OOAOOA，于是可得，021221160OOAOOA。由几何关系可得：2111cosOOAO?代入数据，21OO=150mm，060，得mmAO751即曲柄长度为 75mm2. 杆2BOBC、的长度确实定图 2 杆 BC ，BO2长度确定由图 2 知道，刀具处于上极限位置2C 和下极限位置1C 时，21CC长度即为最大行程精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 18 页机械原理课程设计
3、3 / 18H=100mm ，即有21CC=100mm。在 确 定 曲 柄 长 度 过 程 中 ， 我 们 得 到021221160OOAOOA， 那 么 可 得 到022160BOB，那么可知道三角形221OBB等边三角形。又有几何关系知道四边形1221CCBB是平行四边形，那么1212CCBB，又上面讨论知221OBB为等边三角形，于是有1221BBOB， 那么可得到mmOB10022,即mmBO1002又已知1/2BOBC，于是可得到mmBOBC1002即杆2, BOBC的 100mm。3.2O 到 YY 轴的距离确实定图 3 2O到 YY 轴的距离有图我们看到， YY 轴由3311yy
4、yy移动到过程中，同一点的压力角先减小，后又增大，那么在中间某处必有一个最正确位置，使得每个位置的压力角最正确。考虑两个位置：1 当 YY 轴与圆弧12BB刚相接触时，即图3 中左边的那条点化线，与圆弧12BB相切与B1 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 18 页机械原理课程设计4 / 18B1 点时，当 B 点转到12, BB，将会出现最大压力角。12BB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正确， 我们可以选取 YY 轴通过 CB1中点 C点为12BO与12BB
5、得交点 。又几何关系知道：2/ )cos(cos22222222COBBOBOCOBBOl?由上面的讨论容易知道02230COB，再代入其他数据，得：mml3 .93即2O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mrw/60，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，插刀处于上极限位置时位移为0. 当O1751位移在 1：1 的基础上，量的位移为79.5mm。 ，即 曲柄转过 175。2速度由已知从图中可知，2AV与AO1垂直，23AAV与
6、AO2平行，3AV与AO2垂直，由理论力学中不同构件重合点地方法可得方向大小?2233AAAAvvv其中，2AV是滑块 上与 A 点重合的点的速度，23 AAV是杆 AOB 上与 A 点重合的点相对于滑块的速度，3AV是杆 AOB 上与 A 点重合的速度。又由图知，Bv 与BO2垂直，CBv与 BC 垂直，Cv 与 YY 轴平行，有理论力学同一构件不同点的方法可得：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 18 页机械原理课程设计5 / 18?CBBCvvv方向大小其中，Cv 是 C 点，即插刀速度，BCv是 C 点相对于 B 点
7、转动速度，Bv 是 B 点速度。又 B 点是杆件 3 上的一点，杆件 3 围绕2O 转动，且 B 点和杆件与 A 点重合的点在2O的两侧，于是可得：3322AAOBOBvv由图量的mmAO22032,则可到3220100ABvv由已知可得smmAOwvA/47175212，规定选取比例尺mmsmmu/151，则可的矢量图如下：最后量出代表Cv 的矢量长度为 12mm, 于是，可得Cv精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 18 页机械原理课程设计6 / 18即曲柄转过 175时，插刀的速度为0.174m/s。3加速度由理论力学知
8、识可得矢量方程：？方向？大小?23232A3rAAkAAA其中，2A是滑块上与 A 点重合点的加速度，2A=212/88.29577544smmAO，方向由4A 指向1O ；kAA23是科氏加速度，223323/10802smmvAAkAA其中233,AAAvv大小均从速度多边形中量得 ，q 方向垂直42AO向下；rAA23是4A相对于滑块 的加速度，大小位置，方向与42AO平行；nA3A2是 C 点相对于 B 点转动的向心加速度，nA3O2=22/43.993/smmBCvCB,方向过由 C 指向 B；tOA23是 C 点相对于 B 点转动的切向加速度，大小位置，方向垂直BC。次矢量方程可解
9、，从而得到3A。B 时杆AOB 上的一点，构AOB 围绕2O 转动，又4A与 B 点在2O 的两侧，由RRnt2,是 角加速度可得3322AAOBOB量出42AO则可得到B的大小和方向又由理论力学 ,结合图可得到；方向大小?CBtnCBBc其中，B在上一步中大小方向都能求得；nCB是 C 相对于B 点转动的向心加速度22/36/smmBCvBCnCB， 方向由 C 点指向 B 点；tCB是 C 相对于 B 点转动的切向加速度，大小未知，方向与BC 垂直。次矢量方程可解，从而可得到C 点，即插刀的加速度。取比例尺mmsmmu/362，可得加速度矢量图如下：精选学习资料 - - - - - - -
10、 - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 18 页机械原理课程设计7 / 18最后由直尺量的ca 长度为 12mm，于是，可得ca2/432.0sm当O3551位移在 1：1 的基础上，滑块的位移为1.5mm。 ，即 曲柄转过 355。2速度由已知从图中可知，2AV与AO1垂直，23AAV与AO2平行，3AV与AO2垂直，由理论力学中不同构件重合点地方法可得方向大小?2233AAAAvvv其中，2AV是滑块 上与 A 点重合的点的速度，23 AAV是杆 AOB 上与 A 点重合的点相对于滑块的速度，3AV是杆 AOB 上与 A 点重合的速度。又由图知，Bv 与BO2垂直
11、，CBv与 BC 垂直，Cv 与 YY 轴平行，有理论力学同一构件不同点的方法可得：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 18 页机械原理课程设计8 / 18?CBBCvvv方向大小其中，Cv 是 C 点，即插刀速度，BCv是 C 点相对于 B 点转动速度，Bv 是 B 点速度。又 B 点是杆件 3 上的一点，杆件 3 围绕2O 转动，且 B 点和杆件与 A 点重合的点在2O的两侧，于是可得：3322AAOBOBvv由图量的mmAO5.12352,则可到35.123100ABvv由已知可得smmAOwvA/47175212，规
12、定选取比例尺mmsmu/101，则可的矢量图如下：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 18 页机械原理课程设计9 / 18最后量出代表Cv 的矢量长度为 2.16mm,于是，可得：Cvs/m0216.0即曲柄转过 355时，插刀的速度为s/m0216.0方向沿 YY 轴向上。3加速度由理论力学知识可得矢量方程：？方向？大小?23232A3rAAkAAA其中，2A为滑块上与 A 点重合点的加速度，2A=2212/88.2957754smmAO，方向由5A指向1O；kAA23是哥氏加速度，5/22223323323AOvvvAA
13、AAAkAA其中233,AAAvv大小均从速度多边形中量得 ，方向垂直52AO向下；rAA23是3A 相对于滑块的加速度，大小位置，方向与52AO平行。 B 是杆 AOB 上的一点，杆AOB 围绕2O 转动，又5A与 B5 点在2O 的两侧，由RRnt2,是 角加速度可得35522AAOBOB量出52AO则可得到B的大小和方向又由理论力学 ,结合图可得到；方向大小?CBtnCBBc其中，B在上一步中大小方向都能求得；nCB是 C 相对于B 点转动的向心加速度22/44. 155/smmCBvBCnCB，方向由 C 点指向 B 点；tCB是 C 相对于 B 点转动的切向加速度，大小未知，方向与B
14、C 垂直。次矢量方程可解，从而可得到C 点，即插刀的加速度。取比例尺mmsmu/502，可得加速度矢量图如下精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 18 页机械原理课程设计10 / 18代入数据可得：ca2/04.3sm所有数据详见第四章表格凸轮摆杆行程角为 =150，摆杆长度 LO4D=125mm，算出凸轮的最大推程为L=32mm，如下列图所示；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，如下列图所示；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
15、尺寸比例为1/2(mm/mm)：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 18 页机械原理课程设计11 / 18作图步骤：1）画出基圆 O1，再画出以摆杆长度LO4D为半径的圆 O2与基圆同圆心；2）利用反转法在圆O2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gr ，画出凸轮的实际廓线。如下列图：齿轮机构的设
16、计已知：z1=14 z2=70 m=10 =20*ah=1 *c1) 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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 18 页机械原理课程设计12 / 18X1min=*ahminminZZ=0 X2min=*ahminminZZ=-4 则取 X1=0 X2=0 ( 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=0 X2=0 则是标准齿轮传动，即y=0 y=0 3变位
17、齿轮的几何尺寸公式齿轮 1 齿轮 2 d =d = zm 140 700 = 20 20 ah= *ahm 10 10 fh=(*ah+*c)m ad=d+2ah160 720 fd=d-2fh115 675 a=(d2-d1)/2 280 机构的动态静力分析齿轮机构的设计G4 G6 maxP4SJZ1 Z2m N Kgm 2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 18 页机械原理课程设计13 / 18280 160 2600 14 70 10 20 . 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
18、3-3(b) 所示, 将其中的推程和回程角位移曲线横坐标分成假设干等分. 选定长度比例尺 , 作以 O为圆心以 OB=0r 为半径的基圆 ; 以 O为圆心 , 以 OA=a 为半径作反转后机架上摆杆转动中心的圆. 自 A 点开始沿 -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123,.A AA, 再以123,.A A A为圆心 , 以 AB=L 为半径作弧与基圆交于点123,.BBB, 得线段112233,.A B A BA B. 自线段112233,.A B A BA B开始, 分别作123,., 使它们分别等于图 3-3(b) 中对应的角位移 , 得线段112233
19、,.A B A BA B. 将点112233,.A B A BA B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. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 18 页机械原理课程设计14 / 18三、具体要求插床是用于加工各种内外平面、 成形外表，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 。参数nrH LO1O2C1C2C3C4G3G5JS3Q K 单位rpm mm mm mm mm mm mm N N Kgm2N 数据60 1
20、00 150 120 50 50 120 160 320 1000 2 另：lBC/lBO2=1,工作台每次进给量，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： l1 =1600，l2 =1200, l3 =740, l4 =640, l5 =580, l6 =560, l7 =200, l8 =320, l9 =150, l10 =360, l11 =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线分析,SVa数据表角度位移 S mm) 速度V(m/s) 加速度(m/s2)7 1.5 03 2.05 14 3 55 2 21 4
21、 5 28 0.115 1.95 35 8 25 42 36 49 1 56 1 63 1 55 70 6 0.85 77 25 0.77 84 30 92 0.63 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 18 页机械原理课程设计15 / 1891 31 0.201 5 98 07 0.15 105 41 10 0.09 112 45 12 -0.02 119 4 2 -24 126 55 12 133 57 05 140 01 3 147 2 154 0.196 -0.36 161 73 0.19 -0.39 168 76
22、 0.18 -0.4 175 79.5 4 -0.432 180 83 0.172 -0.45 187 85 7 -0.59 194 90 40 -0.7 201 92 3 -0.79 208 26 -0.9 215 95 0.093 - 222 98 0.073 - 229 9 0.05 -1.9 236 99 0.03 - 243 99 -2.6 250 98 - 257 97 - 264 - 271 90 -0.274 -5.12 278 -5.1 285 73 -0.52 - 292 66 -0.574 - 299 -0.62 - 306 -0.61 313 320 -0.43 327
23、 -0.3 334 -0.23 341 3 -0.13 348 - 355 -0.0216 3.04 360 0 0 1、( )S图的分析：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 18 页机械原理课程设计16 / 18随着曲柄,1AO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 度时到达最大，然后开始减少，易知滑块C 进程与回程时，曲柄,1AO转动的角度并不相等，这说明了曲柄,1AO转动时存在急回运动。2、()V图的分析 ：随着曲柄,1AO逆时针转动角度的增大，即的增加，速度 V 正向增大，大约在120 度
24、时到达最大，然后呈现下降趋势，在240 度时下降为 0，说明位移以增大到最大，即滑块C到达最下端，由曲线看出，滑块C 的正向平均速度比负向平均速度小，进一步说明了急回精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 18 页机械原理课程设计17 / 18运动的存在。进程时，速度比较小，更有利于进刀；回程时，速度较快，有利于提高工作效率，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/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
25、时由速度是位移的变化率可知，其位移到达最大值。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，速度到达负向最大值/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图的分析：随着曲柄,1AO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到达最大，接着滑块进入空回程，由于存在急回运动，加速度迅速正向增大，到达最大后又开始减小，直到滑块C 进入工作行程。下面对一些特殊点进行分析：进程时，滑块C 具有正向加速度，由2.2 开始减少，在102
26、度时到达 0，当角度继续增大时，加速度反向增大，大约在240 度时滑块位移到达最大值，但是加速度还是在反向增大，而且增长率明显比前段更大，当角度到达270 度时加速度增大到 5.2m/s2时到达峰值，开始减少，在300 度左右是到达 0，然后正向增长，说明了滑块将要向上减速运动，最后回到0 位移，然后往复运动。我们可以看出，在0 至 240 度区间内，加速度都很平缓，而在240 至 360 度内，加速度变化很快，都说明了急回运动的存在。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 18 页机械原理课程设计18 / 18第六章总结通过
27、这段时间的设计，我受益匪浅，不仅在学问方面有所提高，而且在为人处事方面有了更多的认识。当我们遇到一个问题时，首先不能畏惧，而是要对自己有信心，相信通过自己的努力一定能解决的。就象人们常说的在战略上藐视它。但是在战术上的重视它。通过慎重的考虑认真的分析，脚踏实地去完成它，克服重重困难，当你成功实现目标时，那种成就感一定会成为你成长的动力。这次设计的题目是插床。主要是确定机械传动的方案，通过凸轮机构到回杆机构，回杆平行机构带动棘轮传动，再传到工作台，从而使工作台进行间歇进给运动，使刀具能安全的进行切削。这次设计课程不仅让我加深了对机械原理理论课程的理解和认识，更培养了我用理论知识去解决实际问题的能力。也许我的这种方案不是很好的方案，但它解决了工作台间隙进给运动的问题。作为初次接触设计的我，对未来的设计充满了信心。我希望学校多开设这类的设计课程，不仅帮助我们理解理论知识，更重要的是让我们学会用理论知识解决实际问题，帮助我们把理论知识转化成一种能力，让我们更容易解决问题。1.稳固理论知识，并应用于解决实际工程问题；2.建立机械传动系统方案设计、机构设计与分析概念；3.进行计算、绘图、正确应用设计资料、手册、标准和标准以及使用经验数据的能力训练。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 18 页