插床机械传动系统设计说明
插床主体机构的设计---说明书
学院《机械原理课程设计》任务书专业材料成型及控制工程学生姓名_________班级12 材料本 ___________学号1201240041 _________指导教师郭国谊老师教研室主任 _______ 起止日期2014-06-20目录第一章绪论 (3)第二章机构简介与设计数据 (4)第三章设计内容及方案分析 (6)1）插刀速度和加速度分析 (6)2 ）数据及函数曲线分析 (10)3）凸轮机构设计 (13)4）齿轮机构设计 (14)第四章设计体会 (15)第五章参考文献 (16)附图 (16)第一章绪论一、设计的题目：插床运动系统方案设计及其运动分析。
二、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。
下图为其参考示意图，电动机经过减速传动装置（皮带和齿轮传动）带动曲柄 2 转动，再通过导杆机构使装有刀具的滑块6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Q 上的凸轮驱动摆动从动件l O D和其它有关机构（图中未画出）来完成的。
三，此设计是工科专业在学习《机械原理》后进行的一次较全面的综合设计训练，其目的：1. 巩固理论知识，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、标准和规范以及使用经验数据的能力训练。
四、主要内容：1、根据插床机械的工作原理，拟定2〜3个其他形式的执行机构（连杆机构），并对这些机构进行分析对比。
2、根据给定的数据确定机构的运动尺寸。
要求用图解法设计，并将设计结果和步骤写在设计说明书中。
3、导杆机构的运动分析。
分析导杆摆到两个极限位置及摆到与机架QQ位于同一直线位置时，滑块 6 的速度和加速度。
插床机械设计说明书
插床机械设计说明书一、引言插床是一种常用的机床，广泛应用于汽车零部件、摩托车配件、工程机械和电子设备等行业。
本文档旨在为插床的机械设计提供详尽的说明，以帮助相关人员更好地了解插床机械的设计原理、参数和使用方法。
二、设备概述1. 设备简介插床是一种通过切削方式加工工件的机床。
它通过工件夹于工作台上，并通过工作台和刀座之间的相对运动来完成工件的加工。
2. 设备特点插床机械具有以下特点：- 结构简单，易于操作；- 具备高效的加工能力，适用于各类加工任务；- 插床机械具有较高的精度和重复定位精度；- 自动化程度高，可以实现自动送料和自动切削；- 插床机械具有良好的刚性和稳定性。
三、机械设计1. 结构设计插床机械的结构设计应该依据其加工任务和工作环境进行合理的设计。
主要结构包括机身、工作台、刀座、主轴、进给装置等。
2. 主要参数插床机械的设计中需要考虑的主要参数包括：- 加工能力：包括最大加工直径、最大加工长度等；- 加工精度：包括重复定位精度、加工精度等；- 主轴转速：根据加工任务的要求确定合适的主轴转速范围；- 进给速度：根据加工任务的要求确定合适的进给速度范围；- 动力需求：包括主轴动力和进给动力。
3. 刀具设计插床机械的刀具设计应该合理选择适应不同加工任务的刀具，并考虑刀具的刚度和耐用性。
刀具设计应该遵循以下原则：- 刀具选择合适的切削材料和刃型，以实现高效加工；- 刀具应具备良好的刚性和稳定性，以保证加工精度；- 刀具应易于更换和调整，以提高生产效率。
四、使用方法1. 安全操作插床机械的使用需要严格遵循安全操作规程，包括佩戴防护装置、正确使用个人保护设备、确保工件夹紧牢固等。
2. 操作步骤插床机械的操作步骤如下：- 启动插床机械，进行设备预热；- 将工件夹紧于工作台上，调整工作台和刀座的位置；- 调整主轴转速和进给速度；- 启动切削过程，并进行加工；- 完成加工后，停止切削，关闭插床机械。
五、维护保养插床机械的维护保养对于设备的正常运行和寿命非常重要。
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。
插床机械设计说明书
目录
一设计题目与要求----------------------------- 二工作原理及功能分解------------------------- 三机构的选择--------------------------------- 四机械运动方案简图--------------------------- 五传动比的分配------------------------------- 六机械系统运动循环图------------------------- 七机械传动机构和执行机构的设计及尺寸计算---- 八注意事项----------------------------------- 九主要参考资料-------------------------------
图（3）机构运动简图（(,)0.01l a v m m m
μμμ=）
已知插程H=100mm ，AB=60mm ，AD=50mm ，DP=90mm ，由对心曲柄滑块知道AD=H/2=50mm 因为极为夹角为060，则0
1260C B C ∠= 则：
八。
注意事项
(1)插床工作机构由主切削运动机构和进给运动机构组成，两者必须协调匹配。
两机构的协调要求可通过公共输入构件来实现
(2)合理布置电动机的安装位置，—般可先以一级V型带传动在串接合理的轮系将运动动力传至曲柄轴。
直线进给运动具有横向近给和纵向进给两个分支，它们可共用同一公共传动链，仅在其末端执行环节处通过离合装置隔离。
圆周进给运动可提出。
插床设计计算说明书
3）对主执行机构用解析法进行运动分析，用相对运动图解法对其中的一个位置加以 机计算结果画出插刀位移线图，速度线图和加速度线图；
4）用图解法对主执行机构的一个位置进行动态静力分析；
5）用解析法对控制工作台横向进给的凸轮机构进行运动分析；
6）用图解法绘制控制工作台横向进给的凸轮机构的位移曲线及凸轮轮廓曲线；
1.设计任务书..3
1.1设计题目.….3
1.2插床简介3
1.3设计要求及设计参数4
1.4设计任务4
2.插床工作原理及功能分解5
2.1插床工作原理5
2.2工作分解6
3.机构的选择6
3.1机构的选择参考6
3.2主执行机构的选择7
4.原动机的选择7
5.拟定传动系统方案7
6.绘制工作循环图8
7.凸轮机构的设计9
的空回行程。为了提高工作效率，插刀回程时间应尽可能的短，所以它必须有急回特性。
K=1.7
3）确定执行机构各个区段的运动时间及相应的分配轴转角。插床的运动循环时间为
Tt工作t空回1.8 0.2 2s
与此相对应的曲柄轴转角（即分配轴转角）为：
工作 空回324°36°360°
（4）根据以上数据绘制机构的运动循环图
3）确定是否增加定传动比降速级
970
由于本传动系统的最大传动比i=64.6
15
为减小二级变速组的传动比，考虑到主执行机构中的主动件必须与大齿轮固联， 且驱 做成滑动齿轮，故这一对齿轮的传动比固定。通过类比，选定为4。设增加一级V带传动, 则二级变速组的最大传动比为：
i= -
4
4）分配速比
由上述计算知，变速组的最大传动比为3.81〜1.44,设取第一变速组、第二变速组
插床运动系统设计方案设计和运动分析设计方案
插床运动系统方案设计及其运动分析设计方案第一章绪论一，设计的题目：插床运动系统方案设计及其运动分析。
二，此设计是工科专业在学习《机械原理》后进行的一次较全面的综合设计训练，其目的：1.巩固理论知识，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、标准和规范以及使用经验数据的能力训练。
三，主要内容：1.确定插床主要尺寸，然后按1：1的比例画出图形。
对插刀进行运动分析，选取适当比例尺画出不同点速度，加速度矢量图得到不同点的速度，加速度，并对两处位移，作出位移，速度，加速度同转角的图像2.在内容1运动分析的基础上作出运动循环图，在运动循环图的指导下，根据设计要求确定工作台进给运动机构传动方案设计（包括上下滑板1和2进给运动的机构传动方案设计；回转台3分度运动的机构传动方案设计；刀具与工作台在运动中的协调性分析；）3.整理和编写说明书一份，对图纸进行详细说明时间安排（1） .第一天明确任务，准备作图工具，并打扫教室。
（2）. 第二、三天在老师的指导下确定构建尺寸，作出机构简图，并进行运动分析，并作出一个周期的位移、速度、加速度随转角变化的图像（3）. 第四、五天在老师的指导下，完成工作台的机构传动方案设计，并画出传动示意图。
（4）. 第六、七、八天自己总结，整理并编写说明书一份一、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（如另：l BC/l 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：l1 =1600，l2 =1200, l3 =740, l4 =640, l5 =580, l6 =560, l7 =200, l=320, l9 =150, l10 =360, l11 =1200,单位均为mm，其余尺寸自定。
1、插床传动系统机构设计
M
0
er
d 可求得 M ed 的值， 进而可得出最大盈亏功Δ Wmax ，
900ΔWmax
(π 2 n 2 δ
即可计算出飞轮转动惯量，然后按照飞轮尺寸的确定原则
进行飞轮结构设计。 （6）运动循环图
6
机械原理课程设计
①
首先确定执行机构的运动循环时间 T 因选取曲柄导杆机构作为插床的执行机构， 确定组成运动循环的各个区段插床的运动循环由两段组成， 即插刀进给的工作形成 确定执行机构各个区段的运行时间及相应的分配轴转角插床的运动循环时间 T=1s，
图 6.8 滑块位移、速度、加速度曲线
（5）飞轮设计 机构简化模型如图 6.9：
由动能定理： W dE 参照运动简图展开得：
图 6.9 机构模型简化
( M d 1 - Qvs 5 G3 vs 3 cos 3 G5 vs 5 cos 5 )dt [ M d 1 - Qvs 5 - G3 vs 3 cos 3 - G5 vs 5 cos 5 ]dt
l AO1 lO1O 2 sin O1O2 A
②
按刀具行程要求确定 BO2 和 BC 长度
作图（如图 6.3）分析：
按 lBC=lBO2 即几何关系，算出：
l AO1 LBO 2 H
③ 析：
按传力性能要求（压力角尽量小）确定导轨 y-y 到 O2 的距离 作图（如图 6.4）分
导轨 y-y 落在图中两点划线之间时，压力角相对较小。由几何关系即可得 y-y 轴到 O2 点的距离约为 93. 3mm。 ④ 6.5： 选取适当长度比例尺，作主传动机构运动简图 包括滑块的两个极限位置，如图
5
d[ 1 J 112 1 m3 vs23 1 J s 332 1 m5 vs25 ] 2 2 2 2
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。
插床传动系统机构设计-机械原理课程设计说明书
课程设计说明书设计课题：插床机构专业班级：学生姓名：指导教师:设计时间：机械原理课程设计任务书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；2）假设曲柄1等速转动，画出滑块C的位移和速度的变化规律曲线；3）在插床工作过程中，插刀所受的阻力变化曲线如图H 0.05G0.05HO S5图6-1插刀所受阻力曲线指导教师：教研室主任：2017年5月22日注：本表下发学生一份，指导教师一份，栏目不够请另附页。
课程设计任务书装订于设计计算说明书（或论文）封面之后，目录页之前。
矿业学院 机械原理 课程设计成绩评定表专业：班级：学号：姓名： 课题名称 插床机构设计任务与要求 设计要求：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； 2）假设曲柄1等速转动，画出滑块C 的位移和速度的变化规律曲线；3） 在插床工作过程中，插刀所受的阻力变化曲线如图6-1所示，在不考虑各处摩擦、其他构件重力和惯性力的条件下，分析曲柄所需的驱动力矩；4） 编写课程设计说明书；5）感想与建议。
指导教师评语建议成绩： 指导教师：课H0.05G0.05H OS 5图6-1插刀所受阻力曲线年月日目录一、概述、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、1二、方案确定、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、1三、主体机构尺寸综合设计、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、2四、切削主体结构运动分析、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、5五、切削主体结构受力分析、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、12六、重要数据及函数曲线分析、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、14七、总结、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、17八、参考文献、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、17第一部分概述插床是利用插刀的竖直往复运动插削键槽和型孔的机床。
插床机械传动系统设计说明
机械设计课程设计说明书题目插床机械传动系统设计指导教师院系物理与机电工程学院班级 10机械（2）学号姓名完成时间 2012.12.6目录一．设计任务书 (3)二、传动方案拟定 (6)三、电动机的选择 (6)四、计算总传动比及分配各级的传动比 (7)五、运动参数及动力参数计算 (7)六、传动零件的设计计算 (9)七、轴的设计计算 (25)八、滚动轴承的选择及校核计算 (38)九、联轴器的选择 (42)十、润滑剂、密封装置的设计 (42)十一、箱体的设计 (43)十二、总结 (44)计算与说明主要结果机械设计课程设计任务书一、课程设计题目：插床机械系统方案设计二、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。
附图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2转动，再通过导杆机构使装有刀具的滑块6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l O8D和其它有关机构（图中未画出）来完成的。
三、设计要求电动机轴与曲柄轴2平行，使用寿命10年，每日一班制工作，载荷有轻微冲击。
允许曲柄2转速偏差为±5％。
要求导杆机构的最小传动角不得小于60o；凸轮机构的最大压力角应在许用值[α]之内，摆动从动件8的升、回程运动规律均为等加速等减速运动，其它参数见设计数据。
执行机构的传动效率按0.95计算。
按小批量生产规模设计。
四、设计数据（见附表1）五、设计内容1、设计题目（包括设计条件和要求）；2、根据电机转速和曲柄轴转速的比值，选择传动机构并定性比较，确定传动系统方案；3、电动机类型和功率的选择；4、确定总传动比、分配各级传动比；5、计算传动装置的运动和动力参数；6、传动零件（带传动及齿轮传动（或蜗杆传动））设计计算；7、传动轴的结构设计及校核；8、滚动轴承的选择和寿命计算；9、键连接的选择和校核计算；10、联轴器的选择计算；11、润滑剂及润滑方式、密封装置的选择；12、减速器箱体的结构和主要尺寸设计；13、执行机构方案及尺寸设计（在机械原理设计中完成，本次不做）；14、执行机构构件及零件的结构尺寸设计（由设计者自定是否涉及）；15、运用计算机软件（Solidworks、Pro/E、AutoCAD等）设计及绘图；16、列出主要参考资料并编号；17、设计的心得体会和收获；六、设计工作量1、减速器装配图1张，要求计算机采用A0图纸出图，图纸格式为留装订边，标题栏、明细栏参考机械设计手册国标规定；2、传动轴零件图1张；传动零件1张，均要求计算机采用A3图纸出图，图纸格式为及箱体设计（2）减速器箱体设计；6、计算机绘图设计（1）减速器三维零件图及装配图（可不做）；（2）绘制减速器装配图；（3）绘制轴及传动零件的零件图；11（或13）周星期六至12（或14）周星期三7、编写设计计算说明书（1）编写设计计算说明书，内容包括所有的计算，并附有必要的简图；（2）说明书中最后应写出设计总结。
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）。
参数n r H L O1O2C1C2C3C4G3G5J S3Q K δ单位rpm mm mm mm mm mm mm N N Kgm2N数据60 100 150 120 50 50 120 160 320 0.14 1000 2 0.05另：l BC/l 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：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。
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（φ）-φ曲线、V（φ）-φ曲线和a（φ）-φ曲线；3) 三号坐标纸一张：Med（φ）、Me r（φ）-φ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）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 轴的距离 1.A O 1长度的确定图 1 极限位置由)180/()180(00θθ-+=K ，得极为夹角：060=θ，首先做出曲柄的运动轨迹，以1O 为圆心，A O 1为半径做圆，随着曲柄的转动，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。
插床机构说明书
机械原理课程设计插床机构说明书负责人：廖昭洋学院：机电工程学院班级：机械1102班学号： 0806110515 日期： 2013年 7月11日1.设计任务及原始参数1.1插床简介工作原理插床实际是一种立式刨床，在结构原理上与牛头刨床同属一类。
插刀随滑枕在垂直方向上的直线往复运动是主运动，工件沿纵向横向及圆周三个方向分别所作的间歇运动是进给运动。
插床的生产效率较低，加工表面粗糙度Ra为6.3-1.6微米，加工面的垂直度为0.025/300毫米。
插床的主参数是最大插削长度。
特点插床用于插削平面、成型面及键槽等，并能插倾斜度在10°范围内的模具等工作物，适用于单个或小批量生产的企业。
插床的工作台具有三种不同方向的进给（纵向、横向和回转），故工作物经过一次装夹后，在本机床加工几个表面。
1.2设计任务1.针对图所示的插床的执行机构方案，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；2.假设曲柄1等速转动，画出滑块C的位移和速度的变化规律曲线；3.在插床工作过程中，插刀所受的阻力变化曲线如图所示，在不考虑各处摩擦、其他构件重力和惯性力的条件下，分析曲柄所需的驱动力矩；4.取曲柄轴为等效构件，确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量；5.用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。
6.图纸上绘出最终方案的机构运动简图并编写说明书。
1.3原始参数参数项目数据曲柄转速n（r/min） 65行程速比系数K 1.8插程H（mm） 150连杆与导杆之比LO3B/LBC 0.8工作阻力Fr(N) 3500空程阻力Ff（N) 175Lo2o3（mm） 150滑块质量m2，m5(kg) 50杆件线密度（kg/m） 200不均匀系数 0.052.运动方案设计2.1主机构方案（1）运动是否具有确定的运动该机构中构件n=5。
插床传动系统图课程设计
插床传动系统图课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解插床传动系统图的基本结构，掌握各部分的名称及其功能。
2. 学生能够运用所学知识，分析插床传动系统图中的运动关系和力学原理。
3. 学生能够解释插床传动系统图中的关键参数，如转速、扭矩等，并了解它们之间的关系。
技能目标：1. 学生能够运用绘图工具，绘制简单的插床传动系统图，并标注关键部件。
2. 学生能够运用计算方法，对插床传动系统图中的参数进行计算和分析。
3. 学生能够通过小组合作，共同解决插床传动系统图在实际应用中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对机械工程学科的兴趣，激发探究传动系统的热情。
2. 学生能够树立正确的工程观念，认识到传动系统在实际生产中的重要性。
3. 学生能够培养合作精神，学会与他人共同分析和解决问题，增强团队协作能力。
课程性质：本课程为机械工程学科的专业课程，旨在帮助学生掌握插床传动系统图的相关知识，为后续课程和实践打下基础。
学生特点：学生为高中二年级学生，具备一定的物理和数学基础，对机械工程有一定了解，但对传动系统图的知识尚处于入门阶段。
教学要求：注重理论与实践相结合，通过讲解、示范、练习和小组合作等方式，帮助学生掌握插床传动系统图的知识，培养实际应用能力。
同时，关注学生的情感态度价值观培养，提高其学习兴趣和合作精神。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 插床传动系统图的组成与结构- 插床传动系统的基本组成部分及其作用- 各类传动装置的原理及在插床中的应用2. 插床传动系统图的绘制方法- 使用绘图工具进行系统图的绘制- 熟悉并掌握图示、标注、比例等绘图技巧3. 插床传动系统图的运动关系分析- 各传动部件之间的运动关系- 运动副的类型及运动规律4. 插床传动系统图的力学分析- 传动系统中的力矩、转速、功率计算- 各传动部件的力学性能分析5. 插床传动系统图在实际应用中的问题分析- 实际生产中传动系统的问题案例- 小组讨论，提出解决方案教学内容安排与进度：第一周：介绍插床传动系统图的组成与结构，进行基本概念的学习第二周：学习插床传动系统图的绘制方法，并进行实践操作第三周：分析插床传动系统图的运动关系，理解运动副的工作原理第四周：进行插床传动系统图的力学分析，掌握相关计算方法第五周：结合实际案例，分析传动系统在实际应用中的问题，进行小组讨论教材章节及内容：第一章：机械传动系统概述第二章：传动装置及其工作原理第三章：机械系统图的绘制与分析第四章：传动系统的力学分析第五章：传动系统在实际应用中的问题及解决方案教学内容根据课程目标进行选择和组织，确保科学性和系统性。
插床机构设计
插床机构设计一. 引言插床机构作为自动化设备中的一种重要部件，主要用于将工件或零件在机床上进行插入或安装。
它能够有效提高生产效率，并保证产品质量。
本文旨在介绍插床机构的设计原理、结构构成、工作原理以及相关应用领域。
二. 设计原理插床机构通过一系列的设计原理来完成工件的插入或安装任务。
其中，以下原理是插床机构设计中常见的：1. 动力传递原理插床机构的动力传递原理主要包括电动机和传动系统。
电动机为插床机构提供动力，传动系统将电能转换为机械能，并传递至工作部件。
常见的传动系统包括齿轮传动、皮带传动和链条传动等。
2. 运动控制原理插床机构的运动控制原理是通过控制系统对工作部件的运动进行精确控制。
常见的运动控制原理包括位置控制、速度控制和力控制等。
通过合理的运动控制，能够确保插床机构在工作过程中的稳定性和准确性。
3. 安全保护原理插床机构的安全保护原理是为了保证操作人员的安全和设备的正常运行。
常见的安全保护措施包括机器防护装置、紧急停机装置和过载保护装置等。
三. 结构构成插床机构的结构构成主要包括以下几个部分：1. 机床底座机床底座是插床机构的基础部分，它能够提供机床的稳定性和支撑力。
机床底座通常使用高强度的铸铁材料制成，具有良好的刚性和耐久性。
2. 工作台工作台是插床机构上承载工件的部分，通常是一个可移动、可调节高低的平台。
工作台的设计要考虑到工件的尺寸、重量以及工作环境等因素。
3. 工作部件工作部件是插床机构的核心部分，它负责完成工件的插入或安装任务。
常见的工作部件包括夹具、压紧装置和定位装置等。
这些部件能够确保工件在插入或安装过程中的稳定性和准确性。
4. 控制系统控制系统是插床机构的大脑，它负责对插床机构的运动进行控制。
控制系统通常由电气控制器、传感器和执行机构等组成。
通过合理的控制系统设计，能够实现插床机构的自动化和智能化。
四. 工作原理插床机构的工作原理可以分为以下几个步骤：1.操作人员将工件放置在工作台上，并通过夹具固定。
插床机械传动系统设计
插床机械传动系统设计插床机械传动系统设计插床是一种用于加工工件的常见机床之一，它的特点是具有高精度、高效率、高自动化程度，并且能够加工复杂的工件形状。
插床的机械传动系统是实现机床运动的关键之一，其设计和性能对机床加工精度和稳定性有着重要影响。
本文将对插床机械传动系统的设计进行详细介绍。
一、插床的机械传动系统插床的机械传动系统包括主轴驱动系统、进给系统和曲轴机械传动系统三部分。
其中，主轴驱动系统是插床的核心部分，其主要功能是提供旋转和力矩。
进给系统则负责机床的进给运动，主要包括蜗轮、丝杠和导轨等部件。
曲轴机械传动系统则是一种特殊的结构，在加工复杂工件时能够实现多功位进给和高速凸轮的双重功能。
二、插床机械传动系统设计的基本原则1、精度原则：插床的机械传动系统必须具备高精度的特点。
主轴驱动系统应具有较高的转速和较小的轴向位移，进给系统需要具有较高的稳定性和重复精度，曲轴机械传动系统应具有高速凸轮驱动和多功位进给的功能。
2、经济原则：插床的机械传动系统设计必须考虑到经济性，使其具有实现高品质加工的同时，成本也相对较低。
3、安全性原则：插床机械传动系统设计必须考虑到安全因素，机床部件结构应能够满足操作和维护的需求，同时也应当有一定的安全保护装置，如限位器、防护罩等。
三、插床机械传动系统设计的关键技术1、主轴驱动系统设计技术主轴驱动系统是插床机械传动系统的核心部分，其性能直接影响到加工质量和效率。
主轴驱动系统的设计要求具备高精度、高刚度、高速度和高可靠性等特点。
其中，主轴驱动电机、主轴轴承和电子变速器是主轴驱动系统的关键部件。
2、进给系统设计技术进给系统是插床机械传动系统的重要组成部分。
其设计要求具备高稳定性、高寿命和高重复性精度。
其中，进给蜗轮、进给丝杠、导轨滚珠和伺服电机等部件是进给系统的关键零部件。
3、曲轴机械传动系统设计技术曲轴机械传动系统是插床的特殊结构，它能够实现多功位进给和高速凸轮的双重功能。
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机械设计课程设计说明书题目插床机械传动系统设计指导教师院系物理与机电工程学院班级 10机械（2）学号姓名完成时间 2012.12.6目录一．设计任务书 (3)二、传动方案拟定 (6)三、电动机的选择 (6)四、计算总传动比及分配各级的传动比 (7)五、运动参数及动力参数计算 (7)六、传动零件的设计计算 (9)七、轴的设计计算 (25)八、滚动轴承的选择及校核计算 (38)九、联轴器的选择 (42)十、润滑剂、密封装置的设计 (42)十一、箱体的设计 (43)十二、总结 (44)计算与说明主要结果机械设计课程设计任务书一、课程设计题目：插床机械系统方案设计二、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。
附图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2转动，再通过导杆机构使装有刀具的滑块6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l O8D和其它有关机构（图中未画出）来完成的。
三、设计要求电动机轴与曲柄轴2平行，使用寿命10年，每日一班制工作，载荷有轻微冲击。
允许曲柄2转速偏差为±5％。
要求导杆机构的最小传动角不得小于60o；凸轮机构的最大压力角应在许用值[α]之内，摆动从动件8的升、回程运动规律均为等加速等减速运动，其它参数见设计数据。
执行机构的传动效率按0.95计算。
按小批量生产规模设计。
四、设计数据（见附表1）五、设计内容1、设计题目（包括设计条件和要求）；2、根据电机转速和曲柄轴转速的比值，选择传动机构并定性比较，确定传动系统方案；3、电动机类型和功率的选择；4、确定总传动比、分配各级传动比；5、计算传动装置的运动和动力参数；6、传动零件（带传动及齿轮传动（或蜗杆传动））设计计算；7、传动轴的结构设计及校核；8、滚动轴承的选择和寿命计算；9、键连接的选择和校核计算；10、联轴器的选择计算；11、润滑剂及润滑方式、密封装置的选择；12、减速器箱体的结构和主要尺寸设计；13、执行机构方案及尺寸设计（在机械原理设计中完成，本次不做）；14、执行机构构件及零件的结构尺寸设计（由设计者自定是否涉及）；15、运用计算机软件（Solidworks、Pro/E、AutoCAD等）设计及绘图；16、列出主要参考资料并编号；17、设计的心得体会和收获；六、设计工作量1、减速器装配图1张，要求计算机采用A0图纸出图，图纸格式为留装订边，标题栏、明细栏参考机械设计手册国标规定；2、传动轴零件图1张；传动零件1张，均要求计算机采用A3图纸出图，图纸格式为及箱体设计（2）减速器箱体设计；6、计算机绘图设计（1）减速器三维零件图及装配图（可不做）；（2）绘制减速器装配图；（3）绘制轴及传动零件的零件图；11（或13）周星期六至12（或14）周星期三7、编写设计计算说明书（1）编写设计计算说明书，内容包括所有的计算，并附有必要的简图；（2）说明书中最后应写出设计总结。
一方面总结设计课题的完成情况，另一方面总结个人所作设计的收获体会以及不足之处。
12（或14）周星期四至星期五上午8、答辩（1）作答辩准备（2）参加答辩12（或14）周星期五下午mNT⋅=⨯=⨯=I II II I09.6733.144014.19550np9550Ⅲ轴：KW974.097.099.0014.1PP34=⨯⨯==I II I Iηη滚min/07.522.772144.33inn34r===I II I ImNT⋅=⨯=⨯=I KII I II I I64.17807.52974.09550np9550将上述计算结果汇总于下表，以备查用：轴名功率/kW 转矩T/(N•m)转速n/(r/min)O轴 1.1 7.5 1400Ⅰ轴 1.056 18.01 560Ⅱ轴 1.014 67.09 144.33Ⅲ轴0.974 178.64 52.074、solidworks电机3D制图mNT⋅=I I I64.178应使带的实际初拉力min 00F F ）（>8、计算应轴力p F : 压轴力的最小值为：384.53N N 2163sin 48.6422sinF 2z F 1min 0min p =⨯⨯⨯==οα）（）（ 9、带轮结构设计 :查机械设计课程设计指导书得：Y90S-4电动机轴伸直径 D=24mm ，轴伸长度E=60mm 。
根据小带轮基准直径71mm d d1=做成实心式结构参照机械设计书图8-14（a ）和表8-10，可求其结构尺寸和轮缘横截面尺寸。
大带轮基准直径180mm d d2=做成腹板式结构参照机械设计书图8-14(b)和表8-10，可求出其结构尺寸和轮缘横截面尺寸。
小带轮参数：小带轮d1d =71mm ，孔径d=24mm ，带轮宽B=50mm ，查相关机械手册知小带轮采用实心式；大带轮参数：大带轮d2d =180mm ，查相关机械手册知大带轮采用四孔板式，则孔径d=28mm ，带轮宽B=50mm ，轮毂直径和宽度皆为56m m 28m m 22d L d 0=⨯===。
6.3、solidworks 带轮3D 制图（1）小带轮绘制： （2）大带轮绘制：6.4、参考资料[1]宋宝玉：《机械设计课程设计指导书》，高等教育出版社2006年版[2]濮良贵、纪名刚：《机械设计》，高等教育出版社2006年版 [3]邢邦圣：《机械制图与计算机制图》，化学工业出版社2008年版 [4]江洪、陈燎：《solidworks2008完全自学手册》，机械工业出版社2008年版 [5]谢昱北：《solidworks2007典型范例》，电子工业出版社207年版7、齿轮传动设计7.1、齿轮传动的失效形式和设计准则一般情况下齿轮传动的失效主要发生在轮齿，轮毂、轮辐很少失效，因此轮毂、轮辐部分的尺寸按经验设计。
齿轮的失效可分为轮齿整体失效和齿面失效两大类。
（1）失效形式A、轮齿折断直齿轮轮齿的折断一般是全齿折断；斜齿轮和人字齿齿轮，由于接触线倾斜，一般是局部齿折断。
齿轮在工作时，轮齿像悬臂梁一样承受弯矩，在其齿根部分的弯曲应力最大，而且在齿根的过渡圆角处有应力集中，当交变的齿根弯曲应力超过材料的弯曲疲劳极限应力时，由于材料疲劳对拉伸应力比较敏感，在齿根处受拉一侧首先就会产生疲劳裂纹，随着裂纹的逐渐扩展，致使轮齿发生疲劳折断。
而用脆性材料 ( 如铸铁、整体淬火钢等 ) 制成的齿轮，当受到严重短期过载或很大冲击时，轮齿容易发生突然过载折断。
提高轮齿抗折断能力的措施有：减小齿根应力集中，对齿根表层进行强化处理，采用正变位齿轮传动，增大轴及其支承刚度，采用合适的热处理方式增强轮齿齿芯的韧性。
全齿折断局部齿折断B、齿面点蚀齿面点蚀是一种齿面接触疲劳破坏，经常发生在润滑良好的闭式齿轮传动中。
在变化的接触应力、齿面摩擦力和润滑剂反复作用下，轮齿表层下一定深度产生裂纹，裂纹逐渐发展导致轮齿表面出现疲劳裂纹，疲劳裂纹扩展的结果是使齿面金属脱落而形成麻点状凹坑，这种现象就称为齿面疲劳点蚀。
发生点蚀后，齿廓形状遭破坏，齿轮在啮合过程中会产生剧裂的振动，噪音增大，以至于齿轮不能正常工作而使传动失效。
实践表明，疲劳点蚀首先出现在齿面节线附近的齿根部分。
提高齿轮的接触疲劳强度的措施：提高齿面硬度、降低齿面粗糙度、合理选用润滑油粘度，采用正变位齿轮传动等。
设计时为避免齿面点蚀失效，应进行齿面接触疲劳强度计算。
疲劳点蚀C、齿面磨粒磨损在齿轮传动中，随着工作环境的不同，齿面间存在多种形式的磨损情况。
当齿面间落入砂粒、铁屑、非金属物等磨粒性物质时，会发生磨粒磨损。
齿面磨损后，齿廓失去正确形状，引起冲击、振动和噪声，磨损严重时，由于齿厚减薄而可能发生轮齿折断。
磨粒磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。
提高抗磨料磨损能力的措施：改善密封和润滑条件、在润滑油中加入减摩添加剂、保持润滑油的清洁、提高齿面硬度等。
齿面磨损D、齿面胶合互相啮合的轮齿齿面，在一定的温度或压力作用下，发生粘着，随着齿面的相对运动，粘焊金属被撕脱后，齿面上沿滑动方向形成沟痕，这种现象称为胶合。
胶合发生在：高速重载齿轮传动中 ( 如航空齿轮传动 ) ，使啮合点处瞬时温度过高，润滑失效，致使相啮合两齿面金属尖峰直接接触并相互粘连在一起，造成胶合；重载低速齿轮传动中，不易形成油膜，或由于局部偏载使油膜破坏，也会造成胶合。
胶合发生在齿面相对滑动速度大的齿顶或齿根部位。
齿面一旦出现胶合，不但齿面温度升高，而且齿轮的振动和噪声也增大，导致失效。
减缓或防止齿面胶合的方法有：减小模数，降低齿高，降低滑动系数；提高齿面硬度和降低齿面粗糙度；采用齿廓修形，提高传动平稳性；采用抗胶合能力强的齿轮材料和加入极压添加剂的润滑油等。
齿面胶合E、塑性变形塑性变形属于轮齿永久变形，是由于在过大的应力作用下，轮齿材料处于屈服状态而产生的齿面或齿体塑性流动所形成的。
齿面塑性变形常发生的齿面材料较软、低速重载的传动中。
当轮齿材料较软，载荷很大时，轮齿在啮合过程中，齿面油膜破坏，摩擦力剧增，而塑性流动方向和齿面所受摩擦力的方向一致，齿面表层的材料就会沿着摩擦力的方向产生塑性变形。
提高抗塑性变形能力的措施：适当提高齿面硬度，采用粘度高的润滑油，可防止或减轻齿面产生塑性变形。
塑性变形（2）设计准则齿轮失效形式的分析，为齿轮的设计和制造、使用与维护提供了科学的依据。
齿面的硬度和工作条件不同，齿轮的失效形式不同。
针对不同的失效形式，应分别建立相应的设计准则，以保证齿轮传动在整个工作寿命期间具有足够的相应的工作能力。
按照齿轮热处理后齿面硬度的高低，齿轮传动可分为软齿面齿轮传动 ( 齿面硬度≤350HBS) 和硬齿面齿轮传动 ( 齿面硬度＞ 350HBS) 两类。
为达到齿轮装置小型化目的，可以提高现有渐开线齿轮的承载推力，各国普遍采用硬齿面技术，以缩小装置的尺寸。
A、闭式软齿面齿轮传动由实践得知，对于润滑良好的闭式软齿面(HBS≤350) 齿轮传动，其主要失效形式是齿面点蚀，其次是轮齿折断。
故常按齿面接触疲劳强度条件进行设计计算，校核齿根弯曲疲劳强度。
B、闭式硬齿面齿轮传动对于闭式硬齿面 (HBS ＞ 350) 齿轮传动，其主要失效形式是轮齿折断，一般按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，校核齿面接触疲劳强度。
C、开式齿轮传动开式齿轮传动其主要得失效形式是磨损和轮齿折断，因磨损尚无成熟的计算方法方法及设计数据，目前只能按齿根弯曲疲劳强度设计计算，考虑磨损的影响可将模数加大9 ％～ 20 ％。