插床机构综合设计说明书

机械原理课程设计

插床机构综合

学生姓名: 卢佛俊

专业班级: 08机电二班

学号: 20087668

目录

一、设计题目简介

二、设计数据与要求

三、设计任务

四、插床主体机构尺寸综合设计

五、插床切削主体结构运动分析

六、重要数据及函数曲线分析

七、工作台设计方案

八、总结

九、参考文献

设计题目:插床机构综合

一、设计题目简介

插床就是常用得机械加工设备,用于齿轮、花键与槽形零件等得加工。图示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、连杆机构与凸轮机构等组成。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,使装有刀具得滑块沿道路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。刀具与工作台之间得进给运动,就是由固结于轴上得凸轮驱动摆动从动件与其她有关机构(图中未画出)来实现得。

针对图所示得插床机构运动方案,

进行执行机构得综合与分析。二、设计数据与要求

依据插床工况条件得限制,预先确定了有关几何尺寸与力学参数,如表6－4所示。要求所设计得插床结构紧凑,机械效率高。

插床机构设计数据

插刀往复次数(次/min ) 60 插刀往复行程

(mm )

100 插削机构行程速比系数

2 中心距(mm )

150

杆长之比

1 质心坐标(mm ) 50 质心坐标(mm ) 50 质心坐标

(mm ) 120

插床机构运动方案示意图

插刀所受阻力曲线

三、设计任务

1、 针对图所示得插床得执行机构(插削机构与送料机构)方案,依据设计要求与已知参数,确定各构件得运动尺寸,绘制机构运动简图;

2、 假设曲柄1等速转动,画出滑块C 得位移与速度得变化规律曲线;

3、 在插床工作过程中,插刀所受得阻力变化曲线如图所示,在不考虑各处摩擦、其她构件重力与惯性力得条件下,分析曲柄所需得驱动力矩;

4、 取曲柄轴为等效构件,确定应加;

5、 用软件(VB 、MATLAB 、ADAMS 或

SOLIDWORKS 等均可)对执行机构进行运动仿真,并画出输出机构得位移、速度、与加速度线图。6、 图纸上绘出最终方案得机构运动简图(可以就是计算机图)并编写说明书。

四、插床主体机构尺寸综合设计

方案选择:

方案一:结构简图如下

方案二:机构简图如下:

凸轮摆杆行程角(0) 15 推程许用压力角(0)

45 推程运动角(0) 90

回程运动角(0)

60 远程休止角(0)

15 推程运动规律 3-4-5次多项式

回程运动规律 等速

速度不均匀系数

0、05 最大切削阻力(N )

1000 阻力力臂(mm ) 120 滑块5重力(N ) 320 构件3重力

(N )

160 构件3转动惯量

(kgm 2)

0、14

经过对方案一与方案二得比较,我们发现方案一得优点就是结构简单,易于实现。方案二得优点就是可承受得力要大。考虑到插床需要较大得进给里用已加工零件,所以我们选择方案二,下面我们就相对于方案二进行进一步得计算与设计。

已知21O O =150mm,1/2 BO BC ,行程H=100mm,行程比系数K=2,

根据以上信息确定曲柄,1A O 2,BO BC 长度,以及2O 到YY 轴得距离 1、A O 1长度得确定

图 1 极限位置

由)180/()180(00θθ-+=K ,得极为夹角:

060=θ,

首先做出曲柄得运动轨迹,以1O 为圆心,A O 1为半径做圆,随着曲柄得转动,有图知道,当A O 2转到12A O ,于圆相切于上面时,刀具处于下极限位置;当A O 2转到

22A O ,与圆相切于下面时,刀具处于上极限位置。于就是可得到12A O 与22A O 得夹

角即为极为夹角060=θ。由几何关系知,212211O O A O O A ∠=∠,于就是可得,021221160=∠=∠O O A O O A 。由几何关系可得:2111cos O O A O •=θ

代入数据,21O O =150mm,060=θ,得

mm A O 751=

即曲柄长度为75mm

2、 杆2BO BC 、得长度得确定

图 2 杆BC,BO 2长度确定

由图 2 知道,刀具处于上极限位置2C 与下极限位置1C 时,21C C 长度即为最大行程H=100mm ,即有21C C =100mm 。

在确定曲柄长度过程中,我们得到021221160=∠=∠O O A O O A ,那么可得到

022160=∠B O B ,那么可知道三角形221O B B ∆等边三角形。

又有几何关系知道四边形1221C C B B 就是平行四边形,那么1212C C B B =,又上面讨论知221O B B ∆为等边三角形,于就是有1221B B O B =,那么可得到

mm O B 10022=,即mm BO 1002=

又已知1/2=BO BC ,于就是可得到

mm BO BC 1002==

即杆2,BO BC 得100mm 。 3、2O 到YY 轴得距离得确定

图 3 2O 到YY 轴得距离

有图我们瞧到,YY 轴由3311y y y y 移动到过程中,同一点得压力角先减小,后又

增大,那么在中间某处必有一个最佳位置,使得每个位置得压力角最佳。 考虑两个位置:

1当YY 轴与圆弧12B B 刚相接触时,即图3中左边得那条点化线,与圆弧1

2B B 相切与B1点时,当B 点转到12,B B ,将会出现最大压力角。

2、当YY 轴与12B B 重合时,即图中右边得那条点化线时,B 点转到B1时将出

现最大压力角

为了使每一点得压力角都为最佳,我们可以选取YY 轴通过CB1中点(C 点为12B O 与12B B 得交点)。又几何关系知道:

2/)cos (cos 22222222C O B B O B O C O B B O l ∠•-+∠•=

由上面得讨论容易知道02230=∠C O B

,再代入其她数据,得:

mm l 3.93=

即2O 到YY 轴得距离为93.3mm

综上,插床主体设计所要求得尺寸已经设计完成已知

B 1