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《机械原理》 课程设计报告 目 录 工作原理 2 一.设计任务 3 二.设计数据 3 三.设计要求 3 四.设计方案选定 5 五.机构的运动分析 5 六.机构动态静力分析 11 七.数据总汇并绘图 12 八.总结 13 九.参考文献 13 课程设计一 插床机构设计 工作原理插床是常用的机械加工设备，用于齿轮、花键和槽形零件等的加工。图1-1为某插床机构运动方案示意图。该插床主要由带转动、齿轮传动、连杆机构和凸轮机构等组成。电动机经过带传动、齿轮传动减速后带动曲柄1回转，再通过导杆机构1－2－3－4－5－6，使装有刀具的滑块沿道路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O2上的凸轮驱动摆动从动件O4D和其他有关机构（图中未画出）来实现的。 一.设计任务 针对图1-1所示的插床的执行机构（插削机构和送料机构）方案，依据设计要求和已知参数，确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图； 假设曲柄1等速转动，画出滑块C的位移和速度的变化规律曲线； 在插床工作过程中，插刀所受的阻力变化曲线如图1-2所示，在不考虑各处摩擦、其他构件重力和惯性力的条件下，分析曲柄所需的驱动力矩； 确定电动机的功率与转速； 取曲柄轴为等效构件，确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量； 编写课程设计说明书； 感想与建议。 二.设计数据 依据插床工况条件的限制，预先确定了有关几何尺寸和力学参数，如表1-1所示。要求所设计的插床结构紧凑，机械效率高。 本组选择第1组数据 表1-1 插床机构设计数据 分组 1 2 3 4 插刀往复次数n（次/min） 30 60 90 120 插刀往复行程H（mm） 150 120 90 60 插削机构行程速比系数K 2 2 2 2 中心距Lo2o3(mm) 160 150 140 130 杆长之比L(BC)/L(o3B) 1 1 1 1 质心坐标a(mm) 60 55 50 45 质心坐标b(mm) 60 55 50 45 质心坐标c(mm) 130 125 120 115 凸轮摆杆长度Lo4d(mm) 125 125 125 125 凸轮摆杆行程角ψ(°) 15 15 15 15 推程许用压力角[α](°) 45 45 45 45 推程运动角δ0(°) 60 90 60 90 回程运动角δ0(°) 90 60 90 60 远程休止角δ01(°) 10 15 10 15 推程运动规律 等加等减 余弦 正弦 5次多项式 回程运动规律 等速 等速 等速 等速 速度不均匀系数δ 0.03 0.03 0.03 0.03 最大切削阻力Q(N) 2300 2200 2100 2000 阻力力臂d(mm) 150 140 130 120 滑块5重力G5(N) 350 340 330 320 构件3重力G3(N) 150 140 130 120 构件3转动惯量J3(kg*m2) 0.12 0.11 0.1 0.1 三.设计要求 1、导杆机构的运动分析 已知：行程速比系数K，滑块5的冲程H，中心距，比值，各构件重心S的位置，曲柄每分钟转。 要求：设计导杆机构，作机构的运动简图，并作机构两个位置的速度、加速度多边形以及刨头的运动线图，作滑块的运动线图。以上内容与后面动态静力分析一起画在1号图纸上（参考图例1）。 曲柄位置图的作法为（图1-2）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个位置点，显然位置9对应于滑块5处于下极限得位置，再作出开始切削和终止切削所对应的1和8’两位置，共计有14个位置，可按表2进行分组。 2、导杆机构的动态静力分析 已知：各构件的质量G及其对重心轴的转动惯量（数据表中未列出的构件的重量可以忽略不计），阻力线图（图1，b）及已在导杆机构设计和运动分析中得出的机构尺寸、速度和加速度。 要求：按表1-2所分配确定1～2个位置的各运动副中反作用力及曲柄上所需平衡力矩。以上内容作在运动分析的同一张图纸上（见图例1）。 3、数据总汇并绘图 最后根据汇总数据画出一份刨头的位移、速度、加速度线图以及平衡力矩的变化曲线。 4、完成说明书 每人编写设计说明书一份。写明组号，对应曲柄的角度位置。 四.设计方案选定 如图2所示，牛头刨床的主传动机构采用导杆机构、连杆滑块机构组成的5杆机构。采用导杆机构，滑块与导杆之间的传动角r始终为90o，且适当确定构件尺寸，可以保证机构工作行程速度较低并且均匀，而空回行程速度较高，满足急回特性要求。适当确定刨头的导路位置，可以使图2压力角尽量小。 五.机构的运动分析 1、 导杆机构的运