插床导杆机构课程设计.doc

齐齐哈尔大学普通高等教育机械原理课程设计题目题号：插床导杆机构位置3的设计学院：机电工程学院专业班级：学生姓名：指导教师成绩：2013年7月2日目录一、工作原理二、设计要求三、设计数据四、设计内容及工作量五.设计计算过程(一).方案比较与选择(二).导杆机构分析与设计1.机构的尺寸综合2.导杆机构的运动分析一、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。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。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,。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。6、按1：2绘制所设计的机构运动简图。设计计算过程(一).方案比较与选择方案I该方案如图1—1由两个四杆机构组成。使b>a,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,而。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，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。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II该方案如图1—2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，故该方案具备第一方案的特点以外，因构件4与5间的传动角也始终为，所以受力更好，结构也更加紧凑。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。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，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.机构的尺寸综合因为而K=2由上面方程可得：=又=a=50mm根据几何关系:可得=H/2/=100mm所以BC=100mmX==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:曲柄的长度为=50mm转速n=60r/min曲柄的角速度为大小：？？方向：垂直BA垂直平行BA==6.28*0.05=0.314m/s=0.220m/s=0.228m/s=/=0.228/0.18=1.27rad/s大小：？O3B？方向：垂直O3O2垂直BA垂直BC=O3B=1.27*0.1=0.127m/s=0.031m/s=0.135m/s＝／＝0.3rad/s加速度分析：=+=++大小：？^2？^2？2方向：？由A到B垂直ABA到O2平行AB垂直ＡB=1.27^2*0.18=0.290m/s^2=0.282m/s^2=0.405m/s^2大小：？0.113m/s^2^2？方向：垂直O3O2同C到B垂直ＣＢ＝0.009m/s^2＝0.102m/s^2