插床 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)

1、題 目： 插 床學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化班 級： 機(jī)設(shè)C078組 號： 第三組 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師：目錄一、設(shè)計(jì)題目與要求二、工作原理及功能分解三、機(jī)構(gòu)的選擇四、機(jī)械運(yùn)動方案簡圖五、傳動比的分配六、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動循環(huán)圖七、機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及尺寸計(jì)算八、注意事項(xiàng)九、心得體會十、主要參考資料設(shè)計(jì)題目：插 床一、插床機(jī)械設(shè)計(jì)參數(shù)與設(shè)計(jì)要求：(1)原始數(shù)據(jù)：符合單位方案n轉(zhuǎn)/分606570K1.51.82Hmm200150100BD/BC0.750.81LODmm160150150數(shù)據(jù)選取方案(2) 自上始點(diǎn)以下10一90mm范圍內(nèi)，插刀應(yīng)盡可能等速切

2、削，最小的上下空刀距離各為5mm。(3) 行程速比系數(shù)k=2。(4) 驅(qū)動電動機(jī)目前采用Y180L-8，其功率N=11kw，轉(zhuǎn)速n=750r/min。(5) 機(jī)構(gòu)傳動性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便。二、工作原理及功能分解：1、工作原理：插床是一種用于加工鍵槽、花鍵槽、異形槽和各種異性表面的金屬切削機(jī)床。如圖（1）所示裝有插刀的滑枕沿鉛垂方向(也可調(diào)有一定傾角)作往復(fù)直線主切削運(yùn)動。工件裝夾在工作臺上，工作臺可作前后、左右和圓周方向的間歇進(jìn)給運(yùn)動。進(jìn)給運(yùn)動可手動，也可機(jī)動但彼此獨(dú)立。進(jìn)給運(yùn)動必須與主切削運(yùn)動協(xié)調(diào)，即插刀插削時(shí)嚴(yán)禁進(jìn)給，插刀返回時(shí)進(jìn)給運(yùn)動開始進(jìn)行，并于插刀重新切人工件之前完成復(fù)位。插

3、床的主切削運(yùn)動的行程長度、拄復(fù)運(yùn)動速度以及進(jìn)給量大小等均應(yīng)手動可調(diào)。圖（1）運(yùn)動示意圖2、功能分解：1）夾緊工件動作2）工作臺進(jìn)行圓周方向的間歇進(jìn)給運(yùn)動3）裝有插刀的滑枕沿鉛垂方向(也可調(diào)有一定傾角)作具有急回特性的往復(fù)直線主切削運(yùn)動，插削工件形成各種槽等自己需要的形狀。三、機(jī)構(gòu)的選擇根據(jù)前訴的設(shè)計(jì)要求和工作臺需要直線往復(fù)間歇性運(yùn)動和間歇性轉(zhuǎn)動，還有插刀執(zhí)行機(jī)構(gòu)在回程階段應(yīng)該盡可能的減少時(shí)間提高效率，因而采用具有急回特性的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。綜上制定機(jī)構(gòu)圖表2插床機(jī)械設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)選型功能執(zhí)行構(gòu)件工藝動作執(zhí)行機(jī)構(gòu)插削成形插刀直線往復(fù)運(yùn)動（具有急回特性）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)工作換位工作臺間歇性轉(zhuǎn)動不完全齒輪四、機(jī)械運(yùn)

4、動方案簡圖根據(jù)機(jī)構(gòu)的選擇，按已選定的兩個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)形式和機(jī)械的傳動系統(tǒng)畫出機(jī)械運(yùn)動方案簡圖。如圖（2）所示，其中包括了一個(gè)導(dǎo)桿插削機(jī)構(gòu)和皮帶傳動機(jī)構(gòu)，工作臺的不完全齒輪間歇旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。取比例尺=0.002（）圖（2）機(jī)械運(yùn)動方案簡圖五、機(jī)械傳動的速比根據(jù)選定的電動機(jī)轉(zhuǎn)速和插床的插削頻率總的速比為： =所以帶傳動的速比為，齒輪傳動的速比為也為3。六、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動循環(huán)圖（1）首先確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)功循環(huán)時(shí)間T，在此選取曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)作為插床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。曲柄旋轉(zhuǎn)一周插頭就往復(fù)運(yùn)動一次即一個(gè)運(yùn)動循環(huán)。因?yàn)椴宕矙C(jī)械的生產(chǎn)效率是Q=70次/min，為了滿足效率，曲柄軸每分鐘轉(zhuǎn)速為n=70r/min，其運(yùn)動時(shí)間 （

5、2）確定組成運(yùn)動循環(huán)的各個(gè)區(qū)段，插床機(jī)械的運(yùn)動循環(huán)由兩段組成，即插刀進(jìn)給的工作行程及退回時(shí)的空回行程。為了提高工作效率，插刀回程時(shí)間應(yīng)盡可能的短，所以它必須有急回特性。在此經(jīng)綜合考慮取形成速比系數(shù)K=2。（3）確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)各個(gè)區(qū)段的運(yùn)動時(shí)間及相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角。插床的運(yùn)動循環(huán)時(shí)間為：T=t工作+t空回= 與此相對應(yīng)的曲柄軸轉(zhuǎn)角（即分配軸轉(zhuǎn)角）為：工作+空回=240+120=360 分配軸轉(zhuǎn)角 插刀執(zhí)行機(jī)構(gòu)插刀進(jìn)給運(yùn)動插刀空回運(yùn)動工作臺旋轉(zhuǎn)靜止旋轉(zhuǎn)（4）根據(jù)以上數(shù)據(jù)繪制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)圖工作臺靜 止旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)插刀空回進(jìn)給轉(zhuǎn)角七、對機(jī)械傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺寸計(jì)算為了實(shí)現(xiàn)具體運(yùn)動要求，必須對帶傳動，齒

6、輪傳動和導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（插削機(jī)構(gòu)），不完全齒輪機(jī)構(gòu)（即工作臺的間歇性旋轉(zhuǎn)機(jī)）進(jìn)行運(yùn)動學(xué)計(jì)算和動力學(xué)分析。1、帶傳動計(jì)算（1）確定計(jì)算功率取安全系數(shù)=1.2，則kw（2）選擇帶的型號 由和主軸轉(zhuǎn)速選擇平型帶。（3）確定帶輪節(jié)圓的直徑和在這里取=56mm，則：=200mm 2、齒輪傳動計(jì)算：取Z1 =14 ，Z2 =42。按照要求取，壓力角則=mZ1=112mm=mZ2=336mmda1=( Z1 +2h)m=128 mmda2=( Z2 +2h)m=352 mmdf1=( Z1 -2h-2 c)m=92 mmdf1=( Z2 -2h-2 c)m=316 mmdb1 = d1 cos=105.28 mm

7、db2 = d2 cos=315.84 mm中心距采用標(biāo)準(zhǔn)中心距則 a=(mZ1+mZ2)/2=224mm3、曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸計(jì)算：1）根據(jù)插程和行程速比系數(shù)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)已知插床機(jī)械的插程為100mm，行程速比系數(shù)k=2。則極位夾角已知插程H=100mm，OD=150mm，BC=100mm因?yàn)闃O為夾角為，則A1OA2=60 則：曲柄OA=75mm。2）用圖解法作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析已知：曲柄的轉(zhuǎn)速n=70r/min ，)滑塊質(zhì)量為36kg，導(dǎo)桿的質(zhì)量為25kg，其質(zhì)心轉(zhuǎn)動慣量為2 kg，力臂d=20mm，工作阻力F=2000N。加速度多邊形速度多邊形圖（3）機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖速度分析：根據(jù)已知條件，首先對

8、A點(diǎn)進(jìn)行分析求解。vA=1lOA=550mm/s又有 A3 = A + A3A2方向：丄DA 丄OA B大?。?？ 已知 ？所以可以用作圖法求解。選取速度比例尺=0.01（），并取P點(diǎn)作為速度圖極點(diǎn)，作其速度圖如（3），于是有：2 =vA3/ lDA =3.3 rad/minVB=2lDB=330mm/s又有 C = B + CB方向：DC 丄DB 丄CB大?。?？ 已知 ？做速度多邊形可以求解其他的速度，速度多邊形如圖（3）加速度分析:加速度分析與速度分析相同也從A點(diǎn)開始進(jìn)行分析列出點(diǎn)加速度矢量方程式牽連速度為移動時(shí),絕對加速度牽連加速度相對加速度牽連運(yùn)動為轉(zhuǎn)動時(shí)，（由于牽連運(yùn)動與相對運(yùn)動相

9、互影響）絕對加速度牽連加速度相對加速度科氏加速度a=l=3996mm/s= + + 方向：D OA 丄DA D大小： ? 已知 a=l=978 mm/s選取加速度比例尺=0.1（）4、不完全齒輪設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的不完全齒輪的主動輪旋轉(zhuǎn)一周時(shí)從動輪旋轉(zhuǎn)1/10周。齒輪部分取參數(shù)為z=32，m=8，法面壓力角取 則中心距:a=mz=832mm=256mm分度圓直徑: d=mz=832mm=256mm基圓直徑: db =dcos=240.64 mm齒頂圓直徑: da=( Z+2h)m=272 mm齒根圓直徑: df=( Z-2h-2 c)m=236 mm凸輪止弧和凹輪止弧則按照基圓的圓弧來配合八、注意事項(xiàng)(

10、1)插床工作機(jī)構(gòu)由主切削運(yùn)動機(jī)構(gòu)和進(jìn)給運(yùn)動機(jī)構(gòu)組成，兩者必須協(xié)調(diào)匹配。兩機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)要求可通過公共輸入構(gòu)件來實(shí)現(xiàn) (2)合理布置電動機(jī)的安裝位置，般可先以一級V型帶傳動在串接合理的輪系將運(yùn)動動力傳至曲柄軸。直線進(jìn)給運(yùn)動具有橫向近給和縱向進(jìn)給兩個(gè)分支，它們可共用同一公共傳動鏈，僅在其末端執(zhí)行環(huán)節(jié)處通過離合裝置隔離。圓周進(jìn)給運(yùn)動可提出傳動方案，不作設(shè)計(jì)。(3)出于滑枕重量沿導(dǎo)路方向下沉應(yīng)考慮滑枕在靜止?fàn)顟B(tài)的平衡，以避免滑枕不工作時(shí)的垂落?？蓪⒆畲髷[動件的質(zhì)心位置作合理選擇以使其得以平衡。(4)插削機(jī)構(gòu)被要求在切削工作段具有近等速的運(yùn)動性能，且行程急回系數(shù)較大。應(yīng)進(jìn)行多方案的對比以便選擇最優(yōu)機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡

11、圖方案。(5)與曲柄軸固連在一起的大齒輪常兼作飛輪，可近似取電動機(jī)至曲柄軸的傳動系統(tǒng)的等效轉(zhuǎn)動慣量(視曲柄為等效構(gòu)件)為15kg。九、心得體會在這幾天的課程設(shè)計(jì)的過程中，讓我體會到了團(tuán)隊(duì)合作的真正含義，個(gè)人唯有融入整個(gè)團(tuán)隊(duì)中才能發(fā)揮自己真正意義上的作用，從插床的功能設(shè)計(jì)、原理方案確定到編寫和整理設(shè)計(jì)說明書，無不展示著團(tuán)隊(duì)的重要性，老師的指導(dǎo)、同學(xué)的配合與自己的努力和辛酸，造就了整個(gè)課程設(shè)計(jì)的成功，這是我們第三組共同努力的結(jié)晶。這次課程設(shè)計(jì)鍛煉了我各方面的能力。不僅限于機(jī)械原理理論知識的鞏固與實(shí)踐，對大一掌握的有關(guān)作圖的知識點(diǎn)也有深層次的回顧，同時(shí)，在整理課程設(shè)計(jì)說明書時(shí)，了解了更多有關(guān)word文檔的操作，例如：公式編輯器的使用等等。在這次課程設(shè)計(jì)中，我還學(xué)會了查找一些相關(guān)的工具書，并初步掌握了一些設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的計(jì)算方法。然而，也暴露了自身的不足，例如：基本公式的不熟練，作圖基本要求不連