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) 175

Lo2o3（mm） 150

滑块质量m2，m5(kg) 50

杆件线密度（kg/m） 200

不均匀系数 0.05

2.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。在各个构件构成的的运动副中Pl=7,Ph=0。由以上条件可知：机构的自由度F=3n-2Pl-Ph=1。机构的原动件是曲柄，原动件的个数等于机构的自由度，所以机构具有确定的运动。

（2）机构传动功能的实现

在原动件曲柄1带滑块2的作用下，摇杆3在一定的角度范围内摆动。通过摇杆杆3带动连杆4运动，从而实现刨刀的往复运动。

（3）主传动机构的工作性能

曲柄1 的角速度恒定，通过滑块2带动摇杆3摆动，连杆4也随着杆3的摆动不断的改变角度，使刨刀的速度变化减缓，速度趋于匀速；在机构的回程时，只有惯性力和摩擦力，两者的作用都比较小，因此，机构在传动时可以实现刨头的工作行程速度较低，而返程的速度较高的急回运动。（4）机构的传力性能

该机构在设计上不存在影响机构运转的死点，机构在运转过程中不会因为机构本身的问题而突然停下。

（5）机构的动力性能分析。

由于原动件曲柄具有运动稳定平衡性，在运转过程中，不会引起整个机构的震动，保证整个机构的寿命。

（6）机构的合理性

此机构使用六连杆机构，设计简单，维修，检测都很方便。

（7）机构的经济性

该机构使用的连杆都不是精密的结构，不需要特别的加工工艺，也不需要特别的材料来制作，也不需要满足特别的工作环境，所以该机构具有好的经济效益，制作方便，实用。

2.2齿轮传动机构方案

根据本设计传动特点，本设计采用皮带轮，齿轮两级传动

传动特点：

普通V带传动允许的传动比较大，结构紧凑，，并且大多数V带已经标准化，便于设计。

齿轮减速器的特点是效率及可靠性高，工作寿命长，维护简便，因而应用范围很广泛。齿轮减速器按其减速齿轮的级数可分为单级、两级、三级和多级的；按其轴在空间分布可分为立式和卧式；按其轴运动简图的特点展开式、同轴式和分流式等。

（4）计算传动效率

从电机输出，经2,4联轴器的效率η1，传动系统中用了两个联轴器，联轴器的传动效率为η12，在经过轴承传动，轴承都是成对使用的，此传动系统中有两对轴承，轴承的效率η2，四个轴,则为 η24，在经过齿轮的传动效率η3，然后通过运输带（一般为V 带传动）传动，带的效率为η4

则总的传动系统的传动效率为：

η=η12·η24·η3·η4 （3—4）

查机械设计课程设计指导书表9.1得：普通V 带传动效率0.964=η，角接触球轴承效率（两对）0.992=η，圆柱齿轮传动（8级精度、油润滑）效率0.973=η，联轴器的传动效率为η1=0.99

（5）计算电机效率，取安全系数为n=1.5

ηP •

=n P 计算 （3—5） （6）检验电动机功率是否合适 计算电机电机

P P ≥η 计算电机电机P ≈ηP

所以所选电动机合适！

877.0=ηW

0.929=计算P

4.传动比分配

传动类型（单级） 传动比i 圆柱齿轮机构（开式） 4－6 圆柱齿轮机构（闭式） 3－5 直齿圆锥齿轮机构 2－3 蜗轮蜗杆机构 10－40 V 带传动 2－4 链传动 2－5 传动比计算： 曲柄电动机n n i = （4—1） 由 齿轮皮带i i i •= （4—2）

所以皮带轮传动比为3.6，齿轮传动比为6

5.齿轮机构设计

6.21=i 6

.3=皮带i 6=齿轮i

6.主机构设计

根据草图确定各构件的运动该尺寸，绘制机构简图 已知条件有：

K=1.8，则计算的极位夹角 43.51=θ，

插程H=150mm ，连杆与导杆之比L O3B /L BC =0.8

L 0203=150mm

（1）确定曲柄O 2A 长度，如图为两极位，则有 2

sin

O O A O 322θ

•= （6—1）

mm

A O 1.652=