插床机构课程设计

河南工程学院机械原理课程设计

课程名称机械原理课程设计

题目名称插床机构课程设计

学生学院机械工程系

专业班级机械设计制造及其自动化学号2010

学生姓名XXX

指导教师XXX

目录

一、工作原理3

二、设计要求3

三、设计数据4

四、设计内容及工作量 4

五. 设计计算过程 5

(一). 方案比较与选择5

(二). 导杆机构分析与设计7

1.机构的尺寸综合7

2. 导杆机构的运动分析7

3. 凸轮机构设计13

(1). 确定凸轮机构的基本尺寸13

(2). 凸轮廓线的绘制16

一、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O 2上的凸轮驱动摆动从动件D O l 8和其它有关机构（图中未画出）来完成的。

二、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速运动。执行构件的传动效率按0.95计算，系统有过载保护。按小批量生产规模设计。

三、设计数据

四、设计内容及工作量：

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, ()46.0~5.0BO BC l l =。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O 2O 4位于同一直线位置时，滑块6的速度和加速度。

4、凸轮机构设计。根据所给定的已知参数，确定凸轮机构的基本尺寸（基圆半径r o 、机架82O O l 和滚子半径r b ），并将运算结果写在说明书中。用几何法画出凸轮机构的实际廓线。

5、编写设计说明书一份。应包括设计任务、设计参数、设计计算过程等。

6、用Autocad 软件按1：1绘制所设计的机构运动简图。

更好，结构也更加紧凑。

图1—2

3. 方案III

此方案如图1—3为偏置曲柄滑块机构，机构的基本尺寸 为a 、b 、e 。

图1—3

方案特点如下：

(1).是四杆机构，结构较前述方案简单。

(2). 因极位夹角[][]arccos /()arccos /()e a b e b a θ=+--，故具有急回作用，但急回作用不明显。增大a 和e 或减小b 。均能使k 增大到所需值，但增大e 或减小b 会使滑块速度变化剧烈，最大速度、加速度和动载荷增加，且使最小传动角min γ减小，传动性能变坏。 从以上3个方案的比较中可知，为了实现给定的插床运动要求，以采用方案II 较宜。

(二). 导杆机构分析与设计

1.机构的尺寸综合

采用方案II

因为00(180)/(180)k θθ=+-、

2arcsin(/)a b μ∆= θμ=∆

而K=1.6 由上面方程可得：041.5θμ=∆= 又因为260o A a l mm ==，可得: 2400169.2b mm == 根据几何关系:

402sin(/2)110B H l mm θ== 可得 40145.78B L mm =

4(0.50.6)Bc BO L L =-=72.89mm--87.47mm

取 BC L =80mm

2. 导杆机构的运动分析

1）.当在（a ）所示位置时，此时构件4处在极位

（a ）

速度分析:

曲柄的长度为260O A l mm =，转速n=46r/min 曲柄的角速度为222 3.1446

4.815/6060

n w rad s π⨯⨯=

==

4343A A A A v v v =+

方向 ⊥4AO 2AO ⊥ ∥4AO 大小 2

2O A w l ？

由图解法得：

43A A v v ==2

2O A w l =0.3925/m s （错误）

041.5θμ=∆=

260o A a l mm

==

2400169.2b mm

==

40145.78B L mm

=

BC L =80mm

又图解法作图解：

B a 的值通过3

A a 在A

B 杆上由杠杆定理求得:

44

1.39B

AO BO a =, 44 1.39B BO a AO =

⨯145.78

1.39158.2

=⨯=1.282/m s 又速度比例 1.28/145.78

B pb a m s

l β=

==0.0088 所以c a =1470.0088⨯=1.2942

/m s 方向垂直向上

(二). 滑块A 在下极位的时候

对机构分析,同理可得：

0C v =，c a =1470.0088⨯=1.2942/m s 方向垂直向下。

(三). 滑块A 于机架24O O 位于同一位置的右边时：

4

A a =

3

A a =1.39m/s

B a =1.282/m s

c

a =1.294

2/m s