機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)插床機(jī)構(gòu)

.../插床機(jī)構(gòu)綜合與傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄題目及設(shè)計(jì)要求2一、設(shè)計(jì)題目2二、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與要求3三、設(shè)計(jì)任務(wù)3設(shè)計(jì)：4一、確定各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)尺寸,繪制機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖41、插削機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：42、送料機(jī)構(gòu)〔凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：5二、假設(shè)曲柄1等速轉(zhuǎn)動(dòng),畫出滑塊C的位移和速度的變化規(guī)律曲線〔插削機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析91位置分析92角速度分析93角加速度分析10三、在插床工作過(guò)程中,插刀所受的阻力變化曲線如圖2所示,在不考慮各處摩擦、其他構(gòu)件重力和慣性力的條件,分析曲柄所需的驅(qū)動(dòng)力矩13四、確定電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速。15五、取曲柄軸為等效構(gòu)件,確定應(yīng)加于曲柄軸上的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。16六、感想與建議。16七、參考文獻(xiàn)。16題目及設(shè)計(jì)要求一、設(shè)計(jì)題目ABCDHO2xdbO1O3ca123456n2n1z1zABCDHO2xdbO1O3ca123456n2n1z1z2yyQS5S1圖3-30插床機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案示意圖針對(duì)圖3-30所示的插床機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案,進(jìn)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)的綜合與分析,并進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。二、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與要求依據(jù)插床工況條件的限制,預(yù)先確定了有關(guān)幾何尺寸和力學(xué)參數(shù),如表6－4所示。要求所設(shè)計(jì)的插床結(jié)構(gòu)緊湊,機(jī)械效率高。表6－4插床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)分組1234插刀往復(fù)次數(shù)n〔次/min306090120插刀往復(fù)行程H〔mm1501209060插削機(jī)構(gòu)行程速比系數(shù)K2222中心距Lo2o3<mm>160150140130桿長(zhǎng)之比L<BC>/L<o3B>1111質(zhì)心坐標(biāo)a<mm>60555045質(zhì)心坐標(biāo)b<mm>60555045質(zhì)心坐標(biāo)c<mm>130125120115凸輪擺桿長(zhǎng)度Lo4d<mm>125125125125凸輪擺桿行程角ψ<°>15151515推程許用壓力角[α]<°>45454545推程運(yùn)動(dòng)角δ0<°>60906090回程運(yùn)動(dòng)角δ0'<°>90609060遠(yuǎn)程休止角δ01<°>10151015推程運(yùn)動(dòng)規(guī)律等加等減余弦正弦5次多項(xiàng)式回程運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速等速等速等速速度不均勻系數(shù)δ0.030.030.030.03最大切削阻力Q<N>2300220021002000阻力力臂d<mm>150140130120滑塊5重力G5<N>350340330320構(gòu)件3重力G3<N>150140130120構(gòu)件3轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J3<kg*m2>0.120.110.10.1三、設(shè)計(jì)任務(wù)1.針對(duì)圖1所示的插床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)〔插削機(jī)構(gòu)和送料機(jī)構(gòu)方案,依據(jù)設(shè)計(jì)要求和已知參數(shù),確定各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)尺寸,繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；H0.05HG0.05HOS5H0.05HG0.05HOS5圖3-31插刀所受阻力曲線3.在插床工作過(guò)程中,插刀所受的阻力變化曲線如圖6－16所示,在不考慮各處摩擦、其他構(gòu)件重力和慣性力的條件下,分析曲柄所需的驅(qū)動(dòng)力矩；4.確定電動(dòng)機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速；5.取曲柄軸為等效構(gòu)件,確定應(yīng)加于曲柄軸上的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；6.編寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書；7.感想與建議。設(shè)計(jì)：一、確定各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)尺寸,繪制機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖1、插削機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：由題知：桿1的極位夾角為θ=180*〔K-1/〔K+1；故有為了使構(gòu)件4對(duì)構(gòu)件5的平均傳動(dòng)角比較大,故應(yīng)有：則可得：所得數(shù)據(jù)如下：設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)x<mm>1401128456y<mm>75604530L3<mm>1501209060L4<mm>1501209060L1<mm>807570652、送料機(jī)構(gòu)〔凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：四種方案的推程運(yùn)動(dòng)規(guī)律：等加速等減速余弦正弦五次多項(xiàng)式回程運(yùn)動(dòng)規(guī)律：修正后的等速回程取正弦加速度加速階段〔：等速階段正弦加速度減速階段〔：所得數(shù)據(jù)如下：設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中心距Lo2o4<mm>1008510585滾子半徑rt<mm>15151515基圓半徑R0<mm>48544855四種方案下的凸輪輪廓曲線如下：第一組：第二組：第三組：第四組：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖：二、假設(shè)曲柄1等速轉(zhuǎn)動(dòng),畫出滑塊C的位移和速度的變化規(guī)律曲線〔插削機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析1位置分析建立封閉矢量多邊形〔式1將機(jī)構(gòu)的封閉矢量方程式〔1寫成在兩坐標(biāo)上的投影式,并化簡(jiǎn)整理成方程左邊僅含未知量項(xiàng)的形式,即得：〔式2解上述方程組得：………………〔式32角速度分析分別將〔式2對(duì)時(shí)間取一次導(dǎo)數(shù),可得……………〔式4解之可得s3,ω3,ω4,s5。3角加速度分析分別將〔式2對(duì)時(shí)間取二次導(dǎo)數(shù),可得加速度關(guān)系………〔式5采用高斯消去法可求解〔式5可解得角加速度dds3,α3,α4,dds5；各方案滑塊C的位移和速度變化規(guī)律曲線,即S5、S5’A組B組：C組D組三、在插床工作過(guò)程中,插刀所受的阻力變化曲線如圖2所示,在不考慮各處摩擦、其他構(gòu)件重力和慣性力的條件,分析曲柄所需的驅(qū)動(dòng)力矩A組：01020304050259.3098255.3141245.8876231.1217211.3963187.16460708090100110158.9173127.146692.2860254.6429-1.100276.90638112013014015016017016.0754826.9690840.3150156.3231872.2219278.6399218019020021022023066.5666940.5702427.7800523.0548520.0794916.4677824025026027028029012.006896.9062111.38572356.1555195.39985131.6296300310320330340350164.36193.027217.0809236.0431249.542257.3333B組：01020304050219.3244214.5626205.6179192.1321174.4833153.112760708090100110128.4994101.133571.4851639.9689-0.680418.22662812013014015016017019.2878433.7730753.3632678.50911102.322102.313118019020021022023061.53863-5.21395-20.8057-11.9901-1.159854.7897612402502602702802906.4522215.397332.72574945.4038979.88536111.5567300310320330340350140.0074164.749185.3081201.282212.3726218.403C組：01020304050182.1557176.4258167.8636155.5312139.815121.150660708090100110100.005876.86752.2295626.594530.0628619.9234212013014015016017022.7908540.5155365.5352398.36419128.3934122.325918019020021022023058.46421-46.5937-64.3631-44.1741-21.313-6.714072402502602702802900.676123.5188773.66432135.3277665.4985693.02972300310320330340350117.573138.7052156.0211169.1897177.9851182.3018D組：01020304050147.7851141.2404133.1889122.0764108.294992.2716070809010011074.4543455.3136935.3437815.085881.27659611.4879512013014015016017025.0567244.095971.38969107.3844139.3778129.081418019020021022023055.4567-74.3289-91.7908-65.0962-35.1491-15.1063240250260270280290-3.865111.7745334.07744625.3851551.4283275.0847930031032033034035096.03819113.9072128.3351139.0449145.8685148.7582四、確定電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速。等效構(gòu)件〔曲柄1上所需平均功率：平均功率P<w>343.3871575.6334708.2583751.8974設(shè)減速機(jī)構(gòu)中齒輪傳動(dòng)效率η1=0.95；帶傳動(dòng)效率η2=0.9；查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》,選擇的電動(dòng)機(jī)性能如下：型號(hào)Y801-4Y90L-6Y90L-6Y90L-6額定功率/kw0.551.11.11.1額定轉(zhuǎn)速/<r/min>1390910910910額定轉(zhuǎn)矩/<N*m>3.78666電機(jī)效率0.7050.7350.7350.735設(shè)計(jì)減速機(jī)構(gòu)：傳動(dòng)比=額定轉(zhuǎn)速/曲柄轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)各傳動(dòng)比如下：傳動(dòng)比46.315.210.17.6齒輪傳動(dòng)比5.8322帶傳動(dòng)比8553.8齒輪參數(shù)設(shè)計(jì)如下：模數(shù)m<mm>1.522.52.5Z120202020Z2116604040Lo1o2<mm>102807575帶輪設(shè)計(jì)參數(shù)如下：D1/mm160125125114D2/mm20252530五、取曲柄軸為等效構(gòu)件,確定應(yīng)加于曲柄軸上的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。所求飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：/N*m109.303591.6149175.1485559.8341JF/kg*m2875.7771187.114175.387738.18862六、感想與建議。感想：在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用分塊設(shè)計(jì)方法可以使問(wèn)題得到簡(jiǎn)化,如：１、將整個(gè)插床機(jī)構(gòu)分為插削機(jī)構(gòu)和送料機(jī)構(gòu),而插削機(jī)構(gòu)又以六桿機(jī)構(gòu)為主,依據(jù)插床工況條件的限制,題中預(yù)先確定了有關(guān)幾何尺寸和力學(xué)參數(shù),因此在滿足所設(shè)計(jì)的插床結(jié)構(gòu)緊湊,機(jī)械效率高的前提下設(shè)計(jì)了其他相應(yīng)參數(shù)。設(shè)計(jì)送料機(jī)構(gòu)凸輪時(shí),由于回程角比較小,若為簡(jiǎn)單的等速回程過(guò)程,則會(huì)出現(xiàn)尖點(diǎn)失真現(xiàn)象,故設(shè)計(jì)時(shí)將將回程規(guī)律做了一定修正。2、電機(jī)選擇時(shí)在滿足高效率的前提下找到合適的傳動(dòng)比并通過(guò)查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》找到合適的電機(jī)。在此假設(shè)了機(jī)構(gòu)的效率,電機(jī)等速特性等,以便簡(jiǎn)化問(wèn)題,且同時(shí)其對(duì)設(shè)計(jì)目的影響較小。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中我們?cè)诜治銮宄}目要求后討論最佳解法并通過(guò)編程來(lái)解決。先做好分析后著手做設(shè)計(jì)具體細(xì)節(jié)達(dá)到了事半功倍的效果。另外由于知識(shí)的有限,將許多模型簡(jiǎn)化了也必將對(duì)設(shè)計(jì)造成一定負(fù)面影響。建議：希望老師能在以后的課程設(shè)計(jì)過(guò)程中,能