机械原理课程设计—插床机构说明书

目录

第一章绪论

第二章插床主体机构尺寸综合设计

第三章插床切削主体结构运动分析

第四章重要数据及函数曲线分析

第五章工作台设计方案

第六章总结

机械原理课程设计任务书

一、设计题目插床传动系统方案设计及其运动分析

二、主要内容

1）对指定的机械进行传动系统方案设计；

2）对执行机构进行运动简图设计（含必要的机构创意实验）；

3）飞轮设计；

4）编写设计说明书。

三、具体要求

插床是用于加工各种内外平面、成形表面，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）

另：I BC/I BO2=1,工作台每次进给量0.5mm，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：l i =1600, =1200, l3 =740, l4 =640, 15 =580,16 =560, l? =200,18 =320,

19=15O,l io =360,l ii =1200,单位均为mm,其余尺寸自定。

四、完成后应上交的材料

1）机械原理课程设计说明书；

2）一号图一张，内容包括：插床机构运动简图、速度及加速度多边形图、S （©）- ©曲线、V （® - ©曲线和a （©）- ©曲线；

3）三号坐标纸一张：Med （©）、Me r - ©曲线；

4）一号图一张，内容包括：插床工作循环图、工作台传动方案图。

五、推荐参考资料

1）《机械原理课程设计指导书》（西华大学机械学院基础教学部编）

2）《机械原理》（孙桓主编，高等教育出版社）

3）《机械原理较程》（孙桓主编，西北工业大学出版社）

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指导教师________ 签名日期 _____ 年—月—日

系主任__________ 审核日期______ 年—月—日

第二章插床主体机构尺寸综合设计

机构简图如下:

已知O1O2=150mm, BC/BO2 1，行程H=100m m,行程比系数K=2 ,

根据以上信息确定曲柄O i代BC,BO2长度，以及O2到丫丫轴的距离I.O i A长度的确定-------- |7J其上權限

图1极限位置

由K (180°)/(180°)，得极为夹角:

60°

首先做出曲柄的运动轨迹，以O j为圆心，O j A为半径做圆，随着曲柄的转动，有图知

道，当O2A转到O2A1，于圆相切于上面时，刀具处于下极限位置；当O2A转到O2A2，与

圆相切于下面时，刀具处于上极限位置。于是可得到。2人与O2A2得夹角即为极为夹角60°。由几何关系知，A1O1O2 A2O1O2，于是可得，A j O i O2 A2O1O2 60°。由几何关系可得：

O1A1 cos ?O1O2

代入数据，OQ z ilSOmm，600，得

O1A 75mm

即曲柄长度为75 mm

2.杆BC、BO2的长度的确定

H=100mm，即有C i C2=100mm。

在确定曲柄长度过程中，我们得到A1OQ2 A2OQ2 600,那么可得到

B1O2B2 600，那么可知道三角形B i B2O2等边三角形。

又有几何关系知道四边形B1 B2C2C1是平行四边形，那么B2 B1 C2C1，又上面讨论知

B1 B2O2为等边三角形，于是有B1O2 B2B1，那么可得到B2O2 100mm,即卩BO2 100mm

又已知BC/BO2 1，于是可得到

BC BO2100mm

即杆BC, BO2的100mm。

3.O2到丫丫轴的距离的确定

兀| 戶沟

图3 O2到YY轴的距离

有图我们看到，丫丫轴由yy移动到河3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佳位置，使得每个位置的压力角最佳。

考虑两个位置：

1当丫丫轴与圆弧B2B1刚相接触时，即图3中左边的那条点化线，与圆弧B2B1相切与

B1点时，当B点转到B2, B I，将会出现最大压力角

2•当丫丫轴与B2B1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佳，我们可以选取丫丫轴通过CB1中点(C点为O2B1与B2B, 得交点)。又几何关系知道：

I O2B?COS B2O2C (O2B2 O2B?COS B2O2C)/2

由上面的讨论容易知道B2O2C 300，再代入其他数据，得：

I 93.3mm

即。2到丫丫轴的距离为93.3mm

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w 60r/m ,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 175° （1）位移

在1： 1的基础上，量的位移为79.5mm 。，即曲柄转过175°时位移为79.5mm 。 （2）速度

由已知从图中可知，V A2与°1A 垂直，V A3A2与°2A 平行，V A3与°2人垂直，由理论力学中不 同构件重合点地方法可得

V A3

V

A3A2

V

A2

大小 ？ ？

方向

其中，V A2是滑块 上与A 点重合的点的速度，V A3A2是杆AOB 上与A 点重合的点相对于滑 块的速度，V A3是杆AOB 上与A 点重合的速度。

点的方法可得:

其中，V C 是C 点，即插刀速度，V BC 是C 点相对于B 点转动速度，V B 是B 点速度

又B 点是杆件3上的一点，，杆件3围绕°2转动，且B 点和杆件与A 点重合的点在°2 的两侧，于是可得：

由图量的°2A 3 220mm ,则可到

又由图知, v B 与°2B 垂直,

V CB 与BC 垂直,

V C 与丫丫轴平行，有理论力学同一构件不同

大小 ？ 方向

v

B

V

CB

V B

°2B

°X V A3

V B

100

220

V A 3

由已知可得v A2 w °1A 2 75 471mm/s ，规定选取比例尺u

15mm s 1 /mm ，贝U 可