插床主体机构的设计-使用说明.doc

,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 笑嘻嘻班 级 12材料本学 号 1201240041指 导 教 师 郭国谊老师教 研 室 主 任 胡淑兰老师起 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3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103）凸轮机构设计134）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yy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23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O2O4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ro、机架和滚子半径rb），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。第二章 机构简介与设计数据指导老师郭国谊学生姓名邓旺平专业材料成型及控制工程课程设计(论文)题目 插床主体机构的设计 完成日期：14年6月20日研究主要内容及任 务一、设计课题 插床主体机构设计 2、设计数据如图所示为插床结构简图及阻力线图。插床主要由齿轮机构、导杆机构和凸轮机构等组成，如图3-23所示。电动机经过减速装置(图中只画出齿轮)，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，是由固结于轴上的凸轮驱动摆动从动杆和其他有关机构(图中未画出)来完成的。已知数据见表。设计数据表1 导杆机构的设计及运动分析符号KHlBC/lO3BLO2o3abcn1单位mmmmr/min数据21001150505012560设计数据表2 凸轮机构的设计符号lo4Ds从动杆加速规律单位mm数据1540125601060等加速等减速 设计数据表3 齿轮机构的设计符号Z1Z2m单位mm数据1340820三、设计要求与任务1.根据已知条件，要求完成如下设计任务：（1）、导杆机构的设计及运动分析。设计导杆机构，绘制机构运动简图；分析导杆摆到两个极限位置及摆到与机架位于同一直线位置时，滑块的速度和加速度。并在3号图纸上利用图解法作机构的两个位置的速度和加速度多边形，并作出滑块的运动方程线图。（2）、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，并在3号图纸上绘制实际廓线。 （3）、齿轮机构设计 已知：齿轮齿数Z1，Z2，模数m，分度圆压力角，齿轮为正常齿制，工作情况为形式齿轮，齿轮与曲柄共轴。要求：选择两轮变位系数，计算齿轮各部分尺寸。2完成设计计算说明书一份（不少于3000字，应包括设计任务、设计参数、设计计算过程等）设计进度 本课程设计共计一周（五天），时间分配见下表序号课程设计内容时间1根据题目，查找相关的专业文章及专业手册0.5天2设计方案与计算2天3图纸绘制1天4说明书写作1天5材料上交，答辩0.5天6合计5天第三章 设计内容及方案分析1、 插刀速度和加速度分析1）、当在（a）所示位置时，此时构件4处在极位(图纸一)（a）速度分析:曲柄的长度为lo2A=75mm，转速n=60r/min曲柄的角速度为 W2 = 2n/ lo2A=6.28 rad/s 方向 大小 ？由图解法得：=0.417m/s 因为=0所以竿4没有转动,即，又因为构件3，是一个滑块，竿4又有铰链定位。所以实际上：=0 求B点的速度： 由于构件4上点是B和A的绝对瞬心点， 点的速度已知，利用构件4上的速度影像有: 得 求： B、C是同一构件上的点，根据同一构件上点间的速度关系: 方向 导杆 大小 ？ 0 ？可得： 加速度分析：因为aA2= w22lo2A=2.958 m/s2 根据速度合成原理有： 大小 ？ 2.958 m/s2 ? 0方向 可得： = =2.958m/s2 方向：又根据速度合成原理求6滑块C的速度（图纸一）： 大小 ？ ？ ？ 2.726方向 又图解法作图解： 的值通过在AB杆上由杠杆定理求得Ao4/2.958=Bo4/aB, aB =2.726又速度比例=0.0088 所以=1.294方向垂直向上2)、 滑块A于机架位于同一位置的左边时（图纸一）：速度分析VA2 = =0.417m/s 又速度合成原理有： 大小 ？ 0.417m/s 0方向 所以=0.417m/s又杠杆原理有vB=0.27m/s，方向 又速度合成原理： 大小 ？ 0.209m/s 0方向 所以=0.209m/s 方向向上加速度分析（图纸二）：因为 aA2= w22lo2A=2.958 m/s2W4=VA4/lo4A=5.56rad/s，加速度合成原理有：大小 ？ 0 0 0方向 ？ 0 0所以=2.958 m/s2aB=5.5m/s2加速度合成原理有：大小 ？ 5.5 0 0 方向 0 0所以= 5.5 ，方向 ，向上2、数据及函数曲线分析角度位移S（mm)速度V(m/s)加速度(m/s2)71.50.0032.051430.05522140.08251.96285.90.1151.953580.1251.8429.90.1361.654910.50.141.55615.50.151.16319.50.1551.07023.50.160.8577250.180.7784300.1920.6391310.2010.559837.50.2070.15105410.2100.09112450.212-0.0211948.10.22-0.024126550.212-0.065133570.205-0.1214060.20.201-0.2314766.10.2-0.3215468.90.196-0.36161730.19-0.39168760.18-0.417579.50.174-0.432180830.172-0.45187850.17-0.59194900.140-0.7201920.13-0.7920892.50.126-0.9215950.093-1.04222980.073-1.522998.50.05-1.9236990.03-2.12524399-0.03-2.625098-0.07-3.1425797-0.16-3.326492.5-0.25-4.127190-0.274-5.1227883.5-0.383-5.128573-0.52-4.929266-0.574-1.7429954.2-0.62-0.4430641.5-0.613.631328.2-0.444.732017.9-0.435.232712.5-0.35.473348.1-0.235.53413-0.133.953482.6-0.0293.733551.5-0.02163.04360002.25滑块的运动方程图 、V()-在图纸二上：3、凸轮机构设计 确定凸轮机构的基本尺寸凸轮机构等加速等减速推程运动规律：回程运动规律：修正后的等速回程取通过计算得中心距Lo2o4为100mm,滚子半径rt为15mm,基圆半径R0为48mm。凸轮实际轮廓曲线见图纸三。 4、齿轮机构设计已知z1=13，z2=40，m=8,压力角=20，取啮合角20，变位系数X1=-X2=0.25齿轮各部分计算公式名称代号计算公式凸轮机构的基本尺寸模数m根据设计或测绘定出8齿数z根据运动要求选定。z1为主动齿轮，z2为从东齿轮。Z1=13、Z2=40节圆直径dd1=mz1，d2=mz2d1=104mmd2=320mm齿顶高haha=mha1=10mmha2=6mm齿根高hfhf=1.25mhf1= 8mmhf2=12mm齿顶圆直径dada1=m(z1+2)，da2=m(z2+2)da1=124mmda2=332mm齿根圆直径dfdf1=m(z1-2.5)，df2=m(z2-2.5)df1= 88mmdf2= 296mm两轮中心距aa=1/2(d1+d2)=m/2(z1+z2)a=212mm中心距变动系数yy=0 第四章 设计体会一星期的机械原理课程设计结束了，在这次实践的过程中学到了一些除技能以外的其他东西,领略到了别人在处理专业技能问题时显示出的优秀品质,更深切的体会到人与人之间的那种相互协调合作的机制,最重要的还是自己对一些问题的看法产生了良性的变化. 在社会这样一个大群体里面,沟通自然是为人处世的基本,如何协调彼此的关系值得我们去深思和体会.在实习设计当中依靠与被依靠对我的触及很大,小组里的人都很有责任感,付出了最大的努力,尽最大的努力去解决自己任务里所遇到的问题.最终我们能完成于这种态度十分不开的。生活中的点点滴滴成功失败都是这样的吧与我们对待事情的态度相关。在这种相互协调合作的过程中,口角的斗争在所难免,关键是我们如何的处理遇到的分歧,而不是一味的计较和埋怨.这不仅仅是在类似于这样的协调当中,生活中的很多事情都需要我们有这样的处理能力,面对分歧大家要消除误解,相互理解,增进了解,达到谅解.也许很多问题没有想象中的那么复杂,关键还是看我们的心态,那种处理和解决分歧的心态,因为毕竟我们的出发点都是很好的. 课程设计也是一种学习同事优秀品质的过程,比如我组的张星红同学,人家的确有种耐得住寂寞的心态.所以他在学习上取得了很多傲人的成绩,但是我所赞赏的还是他追求的过程,当遇到问题的时候,那种斟酌的态度就值得我们每一位学习,人家是在用心造就自己的任务,而且孜孜不倦,追求卓越.我们过去有位老师说得好,有有些事情的产生只是有原因的,别人能在诸如学习上取得了不一般的成绩,那绝对不是侥幸或者巧合,那是自己付出劳动的成果的彰显,那是自己辛苦过程的体现.这种不断上进,认真一致的心态也必将导致一个人在生活和学习的各个方面做的很完美,有位那种追求的锲而不舍的过程是相同的,这就是一种优良的品质,它将指引着一个人意气风发,更好走好自己的每一步. 在今后的学习中,一定要戒骄戒躁,态度端正,虚心认真.要永远的记住一句话:态度决定一切. 第五章 参考文献1孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理（第七版）.北京：高等教育出版社，2006.2魏兵，熊禾根.机械原理，武汉：华中科技大学出版社，2007.3申永胜.机械原理教程.北京：清华大学出版社，1999.4张策.机械原理与机械设计.北京：机械工业出版社，2004.5刘江南.机械设计基础.长沙：湖南大学出版社，2005.6成大先.机械设计手册(机构).北京：化学工业出版社，2004.7孟宪源.现代机构手册.北京：机械工业出版社，1994.8华大年，华志宏，吕静平.连杆机构设计.上海：上海科学技术出版社，1995.9曹惟庆等.连杆机构的分析与综合（第2版）.北京：科学出版社，2002.10赵韩，丁嚼曾，梁锦华.凸轮机构设计.北京：高等教育出版社，1993.11吕庸厚.组合机构设计.上海：上海科学技术出版社，1996.12杨廷力.机构系统基本理论.北京：机械工业出版社，1996.附图