机械原理课程设计插床机构
机械原理课程设计插床十二组数据
机械原理课程设计插床十二组数据摘要：一、插床设计概述1.插床的定义和作用2.插床的设计流程二、插床设计数据1.插床的分类和组成2.设计数据的要求和来源3.十二组数据的具体内容三、插床设计方法1.机械原理课程设计的基本方法2.插床设计的具体步骤3.设计中需要考虑的因素四、插床设计案例1.案例介绍2.设计过程3.结果分析五、插床设计展望1.插床设计的发展趋势2.插床设计的新技术和方法3.插床设计在未来的应用正文：一、插床设计概述插床是一种用于加工孔的机械设备，通过将工件固定在插床上，利用插刀等工具进行孔加工。
插床广泛应用于机械加工、汽车制造、航空航天等领域。
在机械原理课程设计中，插床设计是一个重要的内容，主要涉及插床的分类、组成、设计数据、设计方法等方面。
二、插床设计数据插床的分类和组成决定了设计数据的要求和来源。
插床通常分为立式插床、卧式插床、万能插床等，不同类型的插床其设计和加工能力有所不同。
插床的组成主要包括床身、主轴、插刀、送料机构等，这些部件的设计数据直接影响到插床的加工精度和效率。
十二组数据是插床设计的基础，包括插床的尺寸、加工零件的尺寸、插刀的直径和长度、送料机构的行程等。
这些数据需要根据实际加工需求和设备条件进行合理选择和计算，以确保插床的稳定运行和加工效果。
三、插床设计方法机械原理课程设计的基本方法包括机械设计、机构设计、零件设计等。
在插床设计中，需要根据插床的类型和组成，运用这些方法进行具体设计。
插床设计的具体步骤包括：确定设计数据、绘制插床简图、计算各部件的尺寸和运动参数、选择材料和加工工艺、编写设计说明书等。
这些步骤需要严格按照设计流程进行，以确保设计结果的正确性和可行性。
在插床设计中，需要考虑的因素包括加工零件的精度要求、插床的结构尺寸、插刀的选型和安装方式、送料机构的运动方式和行程等。
这些因素直接影响到插床的加工效果和设备性能，需要进行综合考虑和分析。
四、插床设计案例以下是一个插床设计案例：设计一台立式插床，加工零件为直径为100mm、长度为200mm的轴类零件，插刀直径为20mm，送料机构行程为100mm。
机械原理课程设计插床
机械原理课程设计插床一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握插床的基本工作原理和结构组成；2. 学习并掌握插床操作的基本步骤和机械加工中的安全技术；3. 掌握运用机械原理解决实际插床操作中问题的方法。
技能目标：1. 能够正确操作插床，完成简单的金属切削加工；2. 能够根据加工要求，合理选择和安装插床刀具；3. 能够分析插床加工过程中的常见问题，并采取相应措施解决。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械原理和机械加工的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 增强学生的安全意识，培养其认真负责的工作态度；3. 提高学生的团队合作能力和解决问题的自信心。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，注重理论联系实际，培养学生动手操作能力和解决实际问题的能力。
学生特点：高年级学生，具备一定的机械基础知识，具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求：结合课本内容，注重实践操作，通过实际操作让学生深入了解插床的工作原理和操作技巧，提高学生的实际操作能力和安全意识。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- 插床的基本原理：参照课本第三章第二节，讲解插床的工作原理、分类及结构组成；- 刀具选择与安装：结合课本第四章第一节，介绍插床刀具的类型、选用原则及安装方法；- 安全技术：依据课本第十二章，阐述插床操作过程中的安全注意事项及事故预防措施。
2. 实践操作：- 插床操作步骤：按照课本第五章，让学生实际操作插床，掌握基本操作流程；- 加工工艺：结合课本第六章，教授简单零件的加工工艺，提高学生实际加工能力；- 问题分析与解决：针对实际操作过程中可能出现的问题，指导学生参照课本内容进行分析和解决。
3. 教学进度安排：- 理论部分：共计4课时，分别讲解插床原理、刀具选择与安装、安全技术；- 实践部分：共计8课时，分阶段进行插床操作、加工工艺学习和问题分析。
教学内容依据课程目标，结合课本章节，科学系统地组织，旨在确保学生掌握插床相关知识和技能。
机械原理课程设计-插床导杆机构设计.docx
机械原理课程设计计算说明书§1引言图1是插床机构的机构示意图。
该机构主要由导杆机构，凸轮机构和齿轮机构所组成。
导杆机构是由曲柄1,滑块2、5,导杆3, 5连杆4和机架6所组成。
其中曲柄1为原动件。
当曲柄1以恒速〃1转动时，导杆3绕。
3轴来回摆动，通过连杆4,使装有刀具的滑块5沿导路y-y作上下移动。
当滑块5沿导路向下移动时，刀具切削工件。
图151.4286° =334.2857°| o 2 23= 2 血1 = 2.3.14159」3° =13.6136 (rad/s)160 60表中：K——行程速度变化系数；H——滑块5的冲程；，6 =o3 --------- 饺链中心。
2和。
3之间的距离；等I B C/lo3 B杆长比；---曲柄1的转速；F——切削力；G3——导杆3的重量；Gg ------ 滑块5的重量；O——机器运转的不均匀系数；Js3 ——导杆3对其质心轴的转动惯量；§ 2插床导杆机构综合及运动分析一、已知条件行程速度变化系数K,饺链中心。
2和。
3之间的距离，6,滑块5的冲程H,杆长比& 滑块5沿导路方向y—y垂直于导杆3摆角巾的分角线。
3。
2，并使导杆机构在整个行程中都能得到较小的压力角，曲柄转速〃1及指定的相对运动图解法的作业位置。
二、插床导杆机构的综合如图 1 所示，简记/[ = l o2 A '，3 =，o3 B '=，BC '，6 =o3 , h= l oo^根据给定的已知条件，可按下列步骤确定插床导杆机构的有关尺寸1)计算极位角e及导杆摆角WW=0=1XO°KT =1湘° L8T =51.4286°(1)K+1 1.8+1式中：K为行程速度变化系数2)求ZiI =/sin 妇7»布51.4286°=73 7602 (mm) (2)16 2 2式中：16为饺链中心。
机械原理课程设计插床
机械原理课程设计插床一、引言。
插床作为一种常见的机械加工设备，在工业生产中起着重要的作用。
本文旨在对插床的结构、工作原理以及设计要点进行介绍，以便于机械原理课程设计的学习和实践。
二、插床的结构。
插床通常由床身、工作台、主轴、进给装置、传动装置、刀架等部分组成。
床身是插床的基础部分，承受整个机床的重量和切削力，具有高强度和刚性。
工作台用于夹紧工件，是加工的基准面。
主轴是插床的主要运动部件，通过主轴传动装置实现不同速度和进给速度的调节。
进给装置用于控制工件的进给运动，传动装置则用于驱动主轴和进给装置的运动。
刀架是刀具的安装和刀具进给的部分，通过刀架的运动实现工件的切削加工。
三、插床的工作原理。
插床的工作原理是利用主轴带动刀具进行切削加工，工件在工作台上进行相对运动，实现对工件的加工。
在加工过程中，刀具通过刀架的进给运动，沿工件的轴向或径向进行切削，完成对工件的加工。
同时，进给装置控制工件的进给速度，使得切削过程得以顺利进行。
四、插床的设计要点。
1. 结构设计，插床的结构设计应注重床身的刚性和稳定性，确保机床在加工过程中不产生振动和变形，影响加工精度。
同时，主轴和进给装置的设计要满足不同加工要求，具有良好的可调性和稳定性。
2. 刀具选择，在插床的设计中，应根据加工工件的材料和形状选择合适的刀具，确保切削效果和加工质量。
同时，刀具的安装和调整要方便快捷，提高生产效率。
3. 进给系统设计，进给系统的设计要满足不同工件的加工要求，具有可调性和稳定性。
同时，进给系统的传动装置要可靠耐用，确保加工过程的安全和稳定。
4. 控制系统设计，插床的控制系统应具有良好的响应速度和精度，能够实现对加工过程的精确控制。
同时，控制系统的操作界面要简单直观，方便操作和维护。
五、结论。
插床作为一种常见的机械加工设备，在工业生产中具有重要的作用。
通过对插床的结构、工作原理以及设计要点的介绍，可以更好地理解和掌握插床的工作原理和设计方法，为机械原理课程设计提供参考和指导。
插床的机械原理课程设计
插床的机械原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解插床的基本结构组成及其工作原理；2. 学生能掌握插床的主要机械部件名称及其功能；3. 学生能了解插床在制造业中的应用和重要性。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析并解释插床机械运动的过程；2. 学生能够通过实际操作，掌握插床的安全操作规程和简单维护方法；3. 学生能够通过小组合作，设计并制作简单的插床模型，培养动手能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对机械原理学习的兴趣，增强探索精神和创新意识；2. 学生能够树立安全意识，养成严谨的科学态度和良好的操作习惯；3. 学生能够认识到插床在国民经济中的地位，培养爱国主义情怀和民族自豪感。
课程性质分析：本课程为机械原理实践课，注重理论联系实际，通过讲授、演示、实践等教学手段，使学生掌握插床的基本原理和操作技能。
学生特点分析：学生为初中年级，具备一定的物理知识和动手能力，对新鲜事物充满好奇，但注意力集中时间有限，需要通过趣味性和实践性强的教学活动激发学习兴趣。
教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，引导学生主动参与，提高课堂互动性。
强调实践操作，培养学生动手能力，同时关注安全意识和团队协作能力的培养。
通过教学评估，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 插床概述- 插床的定义、分类及用途；- 插床在机械加工中的地位与作用。
2. 插床的结构与工作原理- 插床的主要部件及其功能；- 插床的工作原理及运动分析。
3. 插床的操作与维护- 插床的操作规程及注意事项；- 插床的日常维护与保养。
4. 插床的应用案例- 插床在实际加工中的应用实例；- 插床加工零件的工艺流程。
5. 插床模型设计与制作- 小组合作设计插床模型；- 动手制作插床模型，并进行调试。
教学大纲安排：第一课时：插床概述及用途；第二课时：插床结构与工作原理；第三课时：插床操作与维护；第四课时：插床应用案例分析与讨论；第五课时：插床模型设计与制作。
机械原理课程设计插床机构设计
深航北方科技学院课程名称机械原理课程设计插床机构设计题目名称插床机构设计学生学院机械工程系专业班级学号学生姓名指导教师一设计任务书 (1)1、工作原理 (1)2、设计数据 (2)二参数设计 (3)1.倒杆机构的方案选型 (3)（1）方案I (3)（2）方案II (3)（3）方案III (4)2、导杆机构分析与设计 (4)（1）导杆机构尺寸计算 (4)（2）导杆在1位置的运动分析 (5)1）速度分析 (5)3）加速度分析 (6)（2）凸轮机构设计 (7)(1) 确定凸轮机构的基本尺寸 (7)(2) 凸轮廓线的绘制 (9)（4）齿轮的设计计算 (11)1）设计原理 (11)2）小齿轮参数计算 (11)3）大齿轮参数计算 (11)三小结 (13)一设计任务书1、工作原理插床机械系统的执行机构主要是由导杆机构和凸轮机构组成。
图1.1为其参考示意图，电动机经过减速传动装置（皮带和齿轮传动）带动曲柄3转动，再通过导杆机构使装有刀具的滑块5沿导路y—y作往复运动，以实现刀具的切削运动。
刀具向下运动时切削，在切削行程H中，前后各有一段0.05H的空刀距离，工作阻力F为常数；刀具向上运动时为空回行程，无阻力。
为了缩短回程时间，提高生产率，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O2上的凸轮驱动摆动从动件DOl8和其它有关机构（图中未画出）来完成的。
图1.1 插床工作原理图2、设计数据二 参数设计1.倒杆机构的方案选型（1）方案I该方案如图2—1由两个四杆机构组成。
使b>a, 构件1、2、3、6便构成摆动导杆机构，基本参数为b/a=λ。
构件3、4、5、6构成摇杆滑块机构。
图2—1方案特点如下：1).是一种平面连杆机构，结构简单，加工方便，能承受较大载荷。
2).具有急回作用，其行程速比系数00(180)/(180)k θθ=+-,而arcsin(1/)θλ=。
只要正确选择λ，即可满足行程速比系数k 的要求。
机械原理课程设计说明书 插床机构
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1z 、2z ）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2O 上的凸轮驱动摆动从动杆D O 4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 1n K HB O BCl l 3 32O O la b c单位 min r mm mm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32O O l ，比值BO BCl l 3，各构件重心S 的位置，曲柄每分钟转数 1n 。
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y y -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y y -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)(mm m l μ，按表22-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22-；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'1和'8两个位置。
3）作速度、加速度多边形。
选取速度比例尺⎪⎭⎫⎝⎛mm s m v μ和加速度比例尺⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛mm s m a 2μ，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1ω2A v23A A v 3A v CB v C v 3S vω大小 方向 106.28 0.471 0. 14 0.450 0.04 0.2 0.26 2.1逆时针单位 s 1 s m s 1项目 位置 2A a K A A a23 n A a 3t A a 3n CB a C a 3S a ε2.96 0.6 0.96 0.04 0.016 0.04 0.54单位2s m 21s4）作滑块的运动线图。
机械原理课设插床
机械原理课程设计说明书题目：插床机构姓名：班级：学号：指导教师：成绩:完成时间:目录1.1机构简介 (2)1.2设计任务 (2)1.3原始数据 (3)2.1机构运动方案设计 (3)2.2电动机、齿轮传动机构方案 (4)2.3总体方案图 (6)3.1电动机的选择 (7)3.2传动比分配 (8)3.3齿轮机构设计 (8)3.4主机构的设计 (10)3.5主机构的运动分析 (12)3.6主机构的受力分析 (15)3.7主机构的速度波动 (21)4.1课程设计小结 (23)参文考献 (25)一、机构简介与设计数据1、机构简介插床是一种用于工件表面切削加工的机床。
插床主要由连杆机构、凸轮机构和齿轮机构等组成，如图所示。
电动机经过齿轮机构减速使曲柄1转动，再通过连杆机构1—2—3—4—5—6，使装有刀具的滑块5沿导路y —y 作往复运动，以实现刀具的切削运动。
刀具与工作台之间的进给运动，是由固结于轴O 2 上的凸轮驱动摆动从动件O 4D 和其他有关机构（图中未画出）来完成。
为了缩短空回行程时间，提高生产率，要求刀具有急回运动。
2、设计数据二、设计内容1.导杆机构的设计及运动分析设计导杆机构，作机构的运动简图，并作机构两个位置的速度、加速度多边形以及刨头的运动线图，作滑块的运动线图。
以上内容与后面动态静力分析共画在0号图纸（图纸格式与机械制图要求相同，包括边框、标题栏等）上。
整理说明书。
2.导杆机构的动态静力分析确定机构一个位置的各运动副反力及应加于曲柄上的平衡力矩。
作图部分画在运动分析的图样上。
整理说明书。
3.凸轮机构设计绘制从动杆的运动线图，画出凸轮实际轮廓曲线。
以上内容作在3号图纸上。
整理说明书。
4.齿轮机构设计做标准齿轮，计算该对齿轮传动的各部分尺寸，以3号图纸绘制齿轮传动的啮合图。
整理说明书。
插床主体机构尺寸综合设计......................................................................................................机构简图如下：• cos ∠ B 2 O 2 C ) / 2由上 面的讨 论容易 知道 ∠ B 2 O 2 C = 30 度 ，再 代入其 他数据 ，得：x = 93 . 3 mm ，即 O 2 到 YY 轴的 距离为 93.3mm 三、插床导杆机构的速度分析位置1速度加速度分析1）求导杆3上与铰链中心A 重合的点3A 的速度3A V滑块2——动参考系，3A ——动点3A V = 2A V+ 23A A V 方向： ⊥A O 3 ⊥A O 2 ∥A O 3 大小： ？ 11ωl ？式中：2A V =12ωA l O =6.28×0.075（m/s ）=0.471m/s取速度比例尺v u =0.01（mmsm /），作出速度图32a pa ，进而可得导杆3的角速度大小：3ω=33r V A =33r pa u v =0.374/0.20157=1.855(rad/s) 及其转向为顺时针。
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120
90
60
L1(mm)
80
75
70
65
2
四种方案的推程运动规律：
1、等加速等减速
2、余弦
3、正弦
4、五次多项式
回程运动规律：
修正后的等速回程
取
正弦加速度加速阶段（ ）：
等速阶段
正弦加速度减速阶段（ ）：
所得数据如下：
设计数据
中心距Lo2o4(mm)
100
85
105
85
滚子半径rt(mm)
15
-21.313
-6.71407
240
250
260
270
280
290
0.67612
3.518877
3.664321
35.32776
65.49856
93.02972
300
310
320
330
340
350
117.573
138.7052
156.0211
169.1897
177.9851
182.3018
D组：
0
10
各方案滑块C的位移和速度变化规律曲线，即S5、S5’的变化规律如下图：
A组
B组：
C组
D组
三、在插床工作过程中，插刀所受的阻力变化曲线如图
A组：
0
10
20
30
40
50
259.3098
255.3141
245.8876
231.1217
211.3963
187.164
60
70
80
90
100
110
158.9173
插床机构综合与传动系统设计
题目及设计要求
一、设计题目
插床是常用的机械加工设备，用于齿轮、花键和槽形零件等的加工。图6－15为某插床机构运动方案示意图。该插床主要由带转动、齿轮传动、连杆机构和凸轮机构等组成。电动机经过带传动、齿轮传动减速后带动曲柄1回转，再通过导杆机构1－2－3－4－5－6，使装有刀具的滑块沿道路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）来实现的。画出）来实现的。
插刀往复行程H（mm）
150
120
90
60
插削机构行程速比系数K
2
2
2
2
中心距Lo2o3(mm)
160
150
140
130
杆长之比L(BC)/L(o3B)
1
1
1
1
质心坐标a(mm)
60
55
50
45
质心坐标b(mm)
60
55
50
45
质心坐标c(mm)
130
125
120
115
凸轮摆杆长度Lo4d(mm)
125
20.07949
16.46778
240
250
260
270
280
290
12.00689
6.906211
1.385723
56.15551
95.39985
131.6296
300
310
320
330
340
350
164.36
193.027
217.0809
236.0431
249.542
257.3333
B组：
0
10
53.36326
78.50911
102.322
102.3131
180
190
200
210
220
230
61.53863
-5.21395
-20.8057
-11.9901
-1.15985
4.789761
240
250
260
270
280
290
6.452221
5.39733
2.725749
45.40389
79.88536
《机械原理课程设计》王淑仁主编北京-科学出版社2006
《C程序设计教程》 谭浩强 著 清华大学出版社
《MATLAB 5.x 程序设计语言》 楼顺天 陈生潭 雷虎民 编著 西安电子科技大学出版社
《机械设计手册》 成大先 主编 化学工业出版社
76.867
52.22956
26.59453
0.062861
9.92342
120
130
140
150
160
170
22.79085
40.51553
65.53523
98.36419
128.3934
122.3259
180
190
200
210
220
230
58.46421
-46.5937
-64.3631
-44.1741
2
分别将（式2）对时间取一次导数，可得
……………………………………………………………………………（式4）
解之可得s3,ω3,ω4,s5。
3
分别将（式2）对时间取二次导数，可得加速度关系
………………………………………………………（式5）
采用高斯消去法可求解（式5）可解得角加速度dds3,α3,α4,dds5；
0.03
0.03
0.03
最大切削阻力Q(N)
2300
2200
2100
2000
阻力力臂d(mm)
150
140
130
120
滑块5重力G5(N)
350
340
330
320
构件3重力G3(N)
150
140
130
120
构件3转动惯量J3(kg*m2)
0.12
0.11
0.1
0.1
三、设计任务
1.针对图1所示的插床的执行机构（插削机构和送料机构）方案，依据设计要求和已知参数，确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图；
107.3844
139.3778
129.0814
180
190
200
210
220
230
55.4567
-74.3289
-91.7908
-65.0962
-35.1491
-15.1063
240
250
260
270
280
290
-3.86511
1.774533
4.077446
25.38515
51.42832
75.08479
针对图3-30所示的插床机构运动方案，进行执行机构的综合与分析，并进行传动系统结构设计。
二、设计数据与要求
依据插床工况条件的限制，预先确定了有关几何尺寸和力学参数，如表6－4所示。要求所设计的插床结构紧凑，机械效率高。
表6－4插床机构设计数据
分组
1
2
3
4
插刀往复次数n（次/miHale Waihona Puke ）306090
120
300
310
320
330
340
350
96.03819
113.9072
128.3351
139.0449
145.8685
148.7582
四、确定电动机的功率和转速。
等效构件（曲柄1）上所需平均功率：
平均功率P(w)
343.3871
575.6334
708.2583
751.8974
设减速机构中齿轮传动效率η1=0.95；带传动效率η2=0.9；查《机械设计手册》，选择的电动机性能如下：
15
15
15
基圆半径R0(mm)
48
54
48
55
四种方案下的凸轮轮廓曲线如下：
第一组：
第二组：
第三组：
第四组：
设计简图：
二、假设曲柄
1）位置分析
建立封闭矢量多边形
（式1）
将机构的封闭矢量方程式（1）写成在两坐标上的投影式，并化简整理成方程左边仅含未知量项的形式，即得：
（式2）
解上述方程组得：
………………（式3）
111.5567
300
310
320
330
340
350
140.0074
164.749
185.3081
201.282
212.3726
218.403
C组：
0
10
20
30
40
50
182.1557
176.4258
167.8636
155.5312
139.815
121.1506
60
70
80
90
100
110
100.0058
7. 感想与建议。
设计：
一、确定各构件的运动尺寸，绘制机构简图
1
由题知：杆1的极位夹角为
θ=180*（K-1）/（K+1）；故有
为了使构件4对构件5的平均传动角比较大，故应有：
则可得：
所得数据如下：
设计数据
x(mm)
140
112
84
56
y(mm)
75
60
45
30
L3(mm)
150
120
90
60
L4(mm)
125
125
125
凸轮摆杆行程角ψ(°)
15