插床导杆机构课程设计.pdf

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1、机械原理课程设计机械原理课程设计题目题号：插床导杆机构位置 3 的设计.目录目录一、工作原理一、工作原理二、设计要求二、设计要求三、设计数据三、设计数据四、设计内容及工作量四、设计内容及工作量五五.设计计算过程设计计算过程(一一).).方案比较与选择方案比较与选择(二二).).导杆机构分析与设计导杆机构分析与设计1.1.机构的尺寸综合机构的尺寸综合2.2.导杆机构的运动分析导杆机构的运动分析.一、工作原理：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

2、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lO8D和其它有关机构（图中未画出）来完成的。二、设计要求：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之内，摆动从动件8 的升、回程运动规律均为等速运动。执行

3、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、插床导杆机构设计数据四、设计内容及工作量：三、插床导杆机构设计数据四、设计内容及工作量：1、根据插床机械的工作原理，拟定 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,lBC0.5 0.6lBO4。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lO2O8和滚子

4、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。6、按 1：2 绘制所设计的机构运动简图。.五.设计计算过程五.设计计算过程(一).方案比较与选择1.方案 I(一).方案比较与选择1.方案 I该方案如图 11 由两个四杆机构组成。使 ba,构件 1、2、3、6 便构成摆动导杆机构，基本参数为 b/a=。构件 3、4、5、6 构成摇杆滑块机构。方案特点如下：1).是一种平面连杆机构，结构简单，加工方便，能承受较大载荷。2).具有急回作用，其行程速比系数k (1800)/(1800),而 arcsin(1/)

5、。只要正确选择，即可满足行程速比系数 k 的要求。3).滑块的行程H 2LCDsin(/2)，已经确定，因此只需选择摇杆 CD 的长度，即可满足行程 H 的要求。4).曲柄主动，构件 2 与 3 之间的传动角始终为900。摇杆滑块机构中，当 E 点的轨迹位于 D 点所作圆弧高度的平均线上时，构件 4 与 5 之间有较大的传动角。此方案加工简单，占用面积比较小，传动性能好。5).工作行程中，能使插刀的速度比较慢，而且变化平缓，符合切削要求。2.方案 II2.方案 II该方案如图 12 将方案 I 中的连杆 4 与滑块 5 的转动副变为移动副，并将连杆 4 变为滑块4。即得方案II，故该方案具备第

6、一方案的特点以外，因构件4与5间的传动角也始终为900，所以受力更好，结构也更加紧凑。.3.方案 III3.方案 III此方案如图 13 为偏置曲柄滑块机构，机构的基本尺寸为 a、b、e。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 arccose/(ab)arccose/(ba)，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

7、。.(二).导杆机构分析与设计1.机构的尺寸综合(二).导杆机构分析与设计1.机构的尺寸综合因为k (1800)/(1800)而 K=2由上面方程可得：=60又O2A=a=50mm根据几何关系:可得BO3=H/2/sin(ll/2)=100mm所以 BC=100mmX=lBO3cos(/2)=86.60mm综合已给机构设计数据绘制如图（a）机构简图2.导杆机构的运动分析2.导杆机构的运动分析当在如图所示位置时其速度加速度分析图如图（b）速度分析速度分析:曲柄的长度为o2A=50mm曲柄的角速度为l转速 n=60r/minw1 2n/60 6.28rad/sVA 3 VA 2 VA 3 A 2大

8、小：？w1lO2A？方向：垂直 BA垂直lO2A平行 BAVA2=w1lO2A=6.28*0.05=0.314m/sVA3A2=0.220m/sVA3=0.228m/sw3=VA3/lO3A=0.228/0.18=1.27rad/s.VC VB VC B大小：？w3O3B？方向：垂直 O3O2垂直 BA垂直 BCVB=w3O3B=1.27*0.1=0.127m/sVCB=0.031m/sVC=0.135m/swCBVCBlCB0.3rad/s加速度分析：aA3=anA3+atA3=aA2+arA3A2+akA3A2w12？2VA3A2w3大小：？w32lO3A？lO2A方向：？由 A 到 B垂直 AB A 到 O2平行AB垂直BanA3=1.272*0.18=0.290m/s2atA3=0.282m/s2aA3=0.405m/s2B atC BaC aB anC大小：？0.113m/s2lCBwCB2？方向：垂直 O3O2同aA3 C 到 B垂直anC0.009m/s2aC0.102m/s2.