机械原理课程设计 插床 说明书

机械原理课程设计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机械原理课程设计机械原理课程设计任务书学院名称：专业：年级：学生姓名:学号:指导教师: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nrHLO1O2C1C2C3C4G3G5JS3QKδ单位rpmmmmmmmmmmmmmNNKgm2N数据6010015012050501201603200.14100020.05另：lBC/lBO2=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）、Mer（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）机械原理课程设计啊1111指导教师签名日期年月日系主任审核日期年月日机械原理课程设计第二章插床主体机构尺寸综合设计机构简图如下：已知21OO=150mm，1/2BOBC，行程H=100mm，行程比系数K=2，根据以上信息确定曲柄,1AO2,BOBC长度，以及2O到YY轴的距离1.AO1长度的确定机械原理课程设计图1极限位置由)180/()180(00K，得极为夹角：060，首先做出曲柄的运动轨迹，以1O为圆心，AO1为半径做圆，随着曲柄的转动，有图知道，当AO2转到12AO，于圆相切于上面时，刀具处于下极限位置；当AO2转到22AO，与圆相切于下面时，刀具处于上极限位置。于是可得到12AO与22AO得夹角即为极为夹角060。由几何关系知，212211OOAOOA，于是可得，021221160OOAOOA。由几何关系可得：2111cosOOAO代入数据，21OO=150mm，060，得mmAO751即曲柄长度为75mm2.杆2BOBC、的长度的确定图2杆BC，BO2长度确定由图2知道，刀具处于上极限位置2C和下极限位置1C时，21CC长度即为最大行程机械原理课程设计H=100mm，即有21CC=100mm。在确定曲柄长度过程中，我们得到021221160OOAOOA，那么可得到022160BOB，那么可知道三角形221OBB等边三角形。又有几何关系知道四边形1221CCBB是平行四边形，那么1212CCBB，又上面讨论知221OBB为等边三角形，于是有1221BBOB，那么可得到mmOB10022,即mmBO1002又已知1/2BOBC，于是可得到mmBOBC1002即杆2,BOBC的100mm。3.2O到YY轴的距离的确定图32O到YY轴的距离有图我们看到，YY轴由3311yyyy移动到过程中，同一点的压力角先减小，后又增大，那么在中间某处必有一个最佳位置，使得每个位置的压力角最佳。考虑两个位置：1当YY轴与圆弧12BB刚相接触时，即图3中左边的那条点化线，与圆弧12BB相切与B1机械原理课程设计B1点时，当B点转到12,BB，将会出现最大压力角。2.当YY轴与12BB重合时，即图中右边的那条点化线时，B点转到B1时将出现最大压力角为了使每一点的压力角都为最佳，我们可以选取YY轴通过CB1中点（C点为12BO与12BB得交点）。又几何关系知道：2/)cos(cos22222222COBBOBOCOBBOl由上面的讨论容易知道02230COB，再代入其他数据，得：mml3.93即2O到YY轴的距离为93.3mm综上，插床主体设计所要求的尺寸已经设计完成。选取1:1的是比例尺，画出图形如图纸一上机构简图所示。机械原理课程设计第三章插床切削主体机构及函数曲线分析主体机构图见第一张图。已知mrw/60，逆时针旋转，由作图法求解位移，速度，加速度。规定位移，速度，加速度向下为正，插刀处于上极限位置时位移为0.当O175（1）位移在1：1的基础上，量的位移为79.5mm。，即曲柄转过175°时位移为79.5mm。（2）速度由已知从图中可知，2AV与AO1垂直，23AAV与AO2平行，3AV与AO2垂直，由理论力学中不同构件重合点地方法可得方向大小??2233AAAAvvv其中，2AV是滑块上与A点重合的点的速度，23AAV是杆AOB上与A点重合的点相对于滑块的速度，3AV是杆AOB上与A点重合的速度。又由图知，Bv与BO2垂直，CBv与BC垂直，Cv与YY轴平行，有理论力学同一构件不同点的方法可得：??CBBCvvv方向大小其中，Cv是C点，即插刀速度，BCv是C点相对于B点转动速度，Bv是B点速度。又B点是杆件3上的一点，，杆件3围绕2O转动，且B点和杆件与A点重合的点在2O的两侧，于是可得：3322AAOBOBvv由图量的mmAO22032,则可到3220100ABvv由已知可得smmAOwvA/47175212，规定选取比例尺mmsmmu/151，则可机械原理课程设计的矢量图如下：最后量出代表Cv的矢量长度为12mm,于是，可得Cv=0.174m/s即曲柄转过175°时，插刀的速度为0.174m/s。（3）加速度由理论力学知识可得矢量方程：？方向？大小?23232A3rAAkAAA其中，2A是滑块上与A点重合点的加速度，2A=212/88.29577544smmAO，方向由4A指向1O；kAA23是科氏加速度，223323/10802smmvAAkAA（其中233,AAAvv大小均从速度多边形中量得），q方向垂直42AO向下；rAA23是4A相对于滑块的加速度，大小位置，方向与42AO平行；nA3A2是C点相对于B点转动的向心加速度，nA3O2=22/43.993/smmBCvCB,方向过由C指向B；tOA23是C点相对于B点转动机械原理课程设计的切向加速度，大小位置，方向垂直BC。次矢量方程可解，从而得到3A。B时杆AOB上的一点，构AOB围绕2O转动，又4A与B点在2O的两侧，由RRnt2,（是角加速度）可得3322AAOBOB量出42AO则可得到B的大小和方向又由理论力学,结合图可得到；方向大小??CBtnCBBc其中，B在上一步中大小方向都能求得；nCB是C相对于B点转动的向心加速度22/36/smmBCvBCnCB，方向由C点指向B点；tCB是C相对于B点转动的切向加速度，大小未知，方向与BC垂直。次矢量方程可解，从而可得到C点，即插刀的加速度。取比例尺mmsmmu/362，可得加速度矢量图如下：机械原理课程设计最后由直尺量的ca长度为12mm，于是，可得ca2/432.0sm当O355（1）位移在1：1的基础上，滑块的位移为1.5mm。，即曲柄转过355°时位移为1.5mm。（2）速度由已知从图中可知，2AV与AO1垂直，23AAV与AO2平行，3AV与AO2垂直，由理论力学中不同构件重合点地方法可得方向大小??2233AAAAvvv其中，2AV是滑块上与A点重合的点的速度，23AAV是杆AOB上与A点重合的点相对于滑块的速度，3AV是杆AOB上与A点重合的速度。又由图知，Bv与BO2垂直，CBv与BC垂直，Cv与YY轴平行，有理论力学同一构件不同点的方法可得：机械原理课程设计??CBBCvvv方向大小其中，Cv是C点，即插刀速度，BCv是C点相对于B点转动速度，Bv是B点速度。又B点是杆件3上的一点，，杆件3围绕2O转动，且B点和杆件与A点重合的点在2O的两侧，于是可得：3322AAOBOBvv由图量的mmAO5.12352,则可到35.123100ABvv由已知可得smmAOwvA/47175212，规定选取比例尺mmsmu/101，则可的矢量图如下：最后量出代表Cv的矢量长度为2.16mm,于是，可得：机械原理课程设计Cvs/m0216.0即曲柄转过355°时，插刀的速度为s/m0216.0方向沿YY轴向上。（3）加速度由理论力学知识可得矢量方程：？方向？大小?23232A3rAAkAAA其中，2A为滑块上与A点重合点的加速度，2A=2212/88.2957754smmAO，方向由5A指向1O；kAA23是哥氏加速度，5/22223323323AOvvvAAAAAkAA（其中233,AAAvv大小均从速度多边形中量得），方向垂直52AO向下；rAA23是3A相对于滑块的加速度，大小位置，方向与52AO平行。B是杆AOB上的一点，杆AOB围绕2O转动，又5A与B5点在2O的两侧，由RRnt2,（是角加速度）可得35522AAOBOB量出52AO则可得到B的大小和方向又由理论力学,结合图可得到；方向大小??CBtnCBBc其中，B在上一步中大小方向都能求得；nCB是C相对于B点转动的向心加速度22/44.155/smmCBvBCnCB，方向由C点指向B点；tCB是C相对于B点转动的切向加速度，大小未知，方向与BC垂直。次矢量方程可解，从而可得到C点，即插刀的加速度。取比例尺mmsmu/502，可得加速度矢量图如下机械原理课程设计代入数据可得：ca2/04.3sm所有数据详见第四章表格第四章重要数据及函数曲线分析,,SVa数据表角度位移S（mm)速度V(m/s)加速度α(m