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《机械原理》课外大作业 插床机构设计 插床主要由齿轮机构、导杆机构和凸轮机构等组成，如图所示。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，使装由刀具的滑块沿道路，使装由刀具的滑块沿道路作往复运动，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，由固结于轴上的凸轮驱动摆动从动杆和其他有关机构（图1中未画出）来完成的。 图1 插床机构简图 1．导杆机构的设计及运动分析 已知 行程速度变化系数，滑块5的冲程，中心距，比值，各构件重心的位置，曲柄每分钟转速。 要求 设计导杆机构，作机构两个位置的速度多边形和加速度多边形，作滑块的运动线图，以上内容画在1号图纸上（参考图例1），整理说明书。 设计步骤 1）设计导杆机构。按已知条件确定导杆机构的各未知参数。其中滑块5的导路的位置可根据连杆4传力给滑块5的最有利条件来确定，即应位于点所画圆弧高的平分现上（见图例1）。 表1 设计数据表 设计 内容 导杆机构的设计及运动分析 凸轮机构的设计 齿轮机构的设计 符号 r/min mm mm mm mm mm mm 。 。 mm 。 。 。 从动杆 mm 。 1 60 2 100 1 150 50 50 125 15 40 125 60 10 60 等加速等减速 13 40 8 20 2 70 2 80 1 150 50 50 125 15 40 125 60 10 60 13 40 8 20 3 80 2 90 1 150 50 50 125 15 40 125 60 10 60 13 40 8 20 4 70 2 70 1 150 50 50 125 15 40 125 60 10 60 13 40 8 20 5 60 2 90 1 150 50 50 125 15 40 125 60 10 60 13 40 8 20 6 50 2 100 1 150 50 50 125 15 40 125 60 10 60 13 40 8 20 7 50 2 90 1 150 50 50 125 15 40 125 60 10 60 13 40 8 20 2）作机构运动简图。选取长度比例尺，按表2所分配的两个曲柄位置作出机构运动简图，其中一个位置用粗线画出。曲柄位置的作法如图2；取滑块5在上极限时所对应的曲柄位置为起始位置1，按转向将曲柄圆周十二等分，得12个曲柄位置，显然位置9对应于滑块5处于下极限时的位置。再作出开始切削和终止切削所对应的和两位置，共计有14个机构位置。 图2 曲柄位置图 3）作速度、加速度多边形。选取速度比例尺和加速度比例尺，用相对运动图解法作该两个位置的速度多边形和加速度多边形，并将其结果列入表2。 4）作滑块的运动线图。根据机构的各个位置，找出滑块5上点的各对应位置，以位置1为起始点，量取滑块的相应位移，取位移比例尺，作线图。为了能直接从机构运动简图上量取滑块位移，建议取。然后根据线图用图解微分法作出滑块的速度线图，并将其结果与相对运动图解法的结果比较。 表 2 图解法结果 位置 大小 方向 大小 方向 5）绘制滑块的加速度线图。列表汇集同组同学用相对运动图解法求得的各个位置的加速度，绘制加速度线图。 6）由和两线图作线图。 7）整理设计说明书。内容包括：已知条件和要求；导杆机构色伙计简述；以一个机构位置为例，说明用相对运动图解法求机构的速度和加速度的方法，另一位置只需列出结果；图解微分法比例尺的选取和计算等。 2．凸轮机构设计 已知 从动件的最大摆角，许用压力角，从动件长度,从动件运动规律为等加速等减速运动，凸轮与曲柄共轴。 要求 按许用压力角确定凸轮机构的基本尺寸，求出理论廓线外凸曲线的最小曲率半径，选取滚子半径，绘制凸轮实际廓线。以上内容作在2号图纸上（参考图例5）。整理说明书。 设计步骤 1）根据从动件运动规律，按公式分别计算推程和回程的，然后用几何作图法直接绘出及线图。 2）求基圆半径及凸轮回转中心至从动件摆动中心的距离。按线图划分角时，可将其所对的弧近似看成直线，然后根据三角形相似原理，用图解法按预定比例分割角所对应的弧，自从动件摆动中心作辐射线与各分割点相连，则角便按预定比例分割（参见图例5）。作图时，如取，则可直接根据线图上各纵坐标值，在点的相应辐射线上由点分别向左或右截取各线段，线段所代表的实际长度就等于。截取方向可根据点速度方向顺着凸轮转向转过后所指的方向来确定。然后按许用压力角作出凸轮轴心的安全区，求出凸轮的基圆半