机械原理课程设计-插床机构说明书

机械原理课程设计其次章插床主体机构尺寸综合设计机构简图如下：OO1 2

=150mm，BC/BO2

1，行程H=100mm，行程比系数K=2，依据以上信息确定曲柄O1

A, BC,BO2

长度，以及O2

YY轴的距离1.OA长度确实定11/18机械原理课程设计图1极限位置K(1800/(1800)，得极为夹角：600，O1

O1

A为半径做圆，随着曲柄的转动，有图知道，当O2

A转到OA2 1

O2

A转到O2

A，与2圆相切于下面时，刀具处于上极限位置。于是可得到OA2 1

与OA2

得夹角即为极为夹角600AOO

AOO

AOO

AOO

600。由几何关系可得：

1 1 2

2 1 2OAcosOO

1 1 2

2 1 21 1 1 2OO1 2

=150mm，600，得O1

A75mm即75mm2.BC、BO2

的长度确实定2BC，BO2长度确定2C2

和下极限位置C1

时，CC1 2

长度即为最大行程2/18H=100mm ，即有CC1 2

机械原理课程设计=100mm。在确定曲柄长度过程中，我们得到AOO AOO1 1 2 2 1 2

600，那么可得到BOB1 2

600，那么可知道三角形BBO1 2 2

等边三角形。B1

BCC2 2

是平行四边形，那么BB2 1

CC2

，又上面争论知BBO1 2

BO1 2

BB2

BO2 2

100mm,BO2

100mm又BC/BO 1，于是可得到2BCBO 100mm2BC,BO2

100mm。3.OYY轴的距离确实定2B1图3OYY轴的距离2有图我们看到，YYyy移动到yy过程中，同一点的压力角先减小，后又增大，1 1 3 3考虑两个位置：YYBB2 1

3BB2 1

相切与3/18B1BB2

机械原理课程设计B，将会消灭最大压力角。12.YYBB2 1力角

重合时，即图中右边的那条点化线时，BB1时将消灭最大压YYCB1〔C点为O2得交点。又几何关系知道：lOBcosBOC(OB OBcosBOC)/22 2 2 2 2 2 2 2由上面的争论简洁知道BOC300 ，再代入其他数据，得：2 2l93.3mm

B1与BB2 1即OYY93.3mm2综上，插床主体设计所要求的尺寸已经设计完成。选取1:1的是比例尺，画出图形如图纸一上机构简图所示。第三章插床切削主体机构及函数曲线分析主体机构图见第一张图。w60r/m，逆时针旋转，由作图法求解位移，速度，加速度。规定位移，速度，0.当175O〔1〕位移1：179.5mm17579.5mm。速度由从图中可知，VA2

与OA垂直，V1

A3A2

与OA平行，V

与OA垂直，由理论力学中不2同构件重合点地方法可得

v v

vA3大小 ?方向

A3A2 A2? 其中，V 是滑块上与A点重合的点的速度，V 是杆AOB上与A点重合的点相对于滑A2 A3A2块的速度，V 是杆AOB上与A点重合的速度。A3又由图知，v与OB垂直，v 与BC垂直，v与YY轴平行，有理论力学同一构件不同B 2 CB C4/18点的方法可得：

机械原理课程设计 vC大小方向

B CB ? vC

CvBC

CBvB

B点速度。B33围绕O2的两侧，于是可得：

BA点重合的点在O2B2 OBB2A3由图量的OA2 3

OA2 3220mm,则可到v 100vB 220 A3vA2

wO1

A275471mm/su15mms1/mm，则可的矢量图如下：最终量出代表vC

12mm,5/18于是，可得 v=0.174m/sC

机械原理课程设计1750.174m/s。加速度由理论力学学问可得矢量方程：

A3大小 ?方向 ？

A2 A3A2

A3A2？其中，A2

A点重合点的加速度，A2

=2O1

A44752957.88mm/s2，A4

指向O；1

kA3A2

是科氏加速度，kA3A2

23

vA3A2

1080mm/s2〔其中vA3

,vA3A2

大小均从速度多边形中量得q方向垂直O2

rA3A2

A4相对于滑块的加速度，大小位置，方向与O2n

A4平行； n 是C点相对于B点转动的向心加速A3A2tCB度，A3O2=v2 /BC993.43mm/s2,方向过由C指向B；A3O2是C点相对于B点转动CB的切向加速度，大小位置，方向垂直BC。次矢量方程可解，从而得到 。A3B时杆AOB上的一点，构AOBO转动，又A4与BO的两侧，由2 2tR,n2R〔是角加速度〕可得B B

OB2 A3OA2 3B量出OA4则可得到 的大小和方向B2,结合图可得到；c大小 ?方向

BB

nCB

tCB?B其中，B

在上一步中大小方向都能求得；nCB

是C相对于B点转动的向心加速度n v2CB

/BC36mm/s2CB

t CB点转动的切向加速度，CBC点，即插刀的加速度。取比例尺u36mms2/mm，可得加速度矢量图如下：6/18机械原理课程设计最终由直尺量的a12mm，于是，可得a0.432m/s2c c当355O〔1〕位移1：11.5mm3551.5mm。速度由从图中可知，VA2

与OA垂直，V1

A3A2

与OA平行，V2

与OA垂直，由理论力学中不2同构件重合点地方法可得

v v

vA3大小 ?方向

A3A2 A2? 其中，V 是滑块上与A点重合的点的速度，V 是杆AOB上与A点重合的点相对于滑A2 A3A2块的速度，V 是杆AOB上与A点重合的速度。A3又由图知，v与OB垂直，v 与BC垂直，v与YY轴平行，有理论力学同一构件不B 2 CB C同点的方法可得：7/18机械原理课程设计 vC大小方向

B CB ? vC

CvBC

CBvB

B点速度。B33围绕O2的两侧，于是可得：

BA点重合的点在O2B2 OBB2A3OA2 3由图量的OA5123.5mm,则可到2v 100 vB 123 .5 A3由可得vA2

wO1

A275471mm/s，规定选取比例尺u10ms1/mm，则可的矢量图如下：8/18最终量出代表vC

机械原理课程设计2.16mm,于是，可得：v 0.0216m/sC355°时，插刀的速度为0.0216m/s方向沿YY轴向上。加速度由理论力学学问可得矢量方程：

A3大小 ?方向 ？

A2 A3A2

A3A2？其中，A2

A点重合点的加速度，A2

=2OA1 2

4752957.88mm/s2，方 向 由 A5 指 向 O1

； k 是 哥 氏 加 速 度 ，A3A2kA3A2

23

vA3A2

2v vA3

A3A2

/OA5〔其中v2

,vA3A2

大小均从速度多边形中量得，方向垂直O2

r AA3A2 3

OA52平行。B是杆AOB上的一点，杆AOB围绕O2tR,n2R〔是角加速度〕可得

A5与B5点在O2

的两侧，由B B

OB52 A3B量出OA5则可得到 的大小和方向B2,结合图可得到；

OA52c大小 ?方向

BB

nCB

tCB?B其中，B

在上一步中大小方向都能求得；nCB

是C相对于B点转动的向心加速度n v2CB

/B5C51.44mm/s2，方向由CB点；

t CB点转动的切向加CB速度，大小未知，方向与BC垂直。次矢量方程可解，从而可得到C点，即插刀的加速度。取比例尺u50ms2/mm，可得加速度矢量图如下9/18机械原理课程设计代入数据可得：ac 3.04m/s2全部数据详见第四章表格2.凸轮机构的设计如以下图所示；凸轮推程运动规律为等加速等减速，回程运动规律为等速。画出凸轮的运动rb=50mm，结合参数利用反转法画出凸轮的理1/2(mm/mm)：10/18机械原理课程设计作图步骤：1O1

O4DLO4D

2O2

与基圆同圆心；2O4D利用反转法在圆O 转过900四等分，分别以各等分点为圆心，以摆杆长度L2O4D一点即为所要求的点。同理画出回程时的凸轮运动轨迹；选取滚子半径rg

，画出凸轮的实际廓线。如以下图：<4>齿轮机构的设计：z=14z=70m=10α=20°h*=1 c*=0.251 2 a确定变位系数使大小齿轮的强度趋于接近，从而使齿轮承载力量提高。11/18X=h*

Zmin

机械原理课程设计=01min

a ZminZ X=h*

min

=-42min a

ZminX

=0X=0(满足XX)1 2 2 2min确定中心距变动系数yΔyX=0X=0则是标准齿轮传动，即y=0Δy=01 23〕变位齿轮的几何尺寸公式d′=dzmα=α

114020°

270020°h=h*m 10 10a ah=(h*+c*)mf ad=d+2ha ad=d-2hf f

12.5160115

12.5720675

)/2

2802 1机构的动态静力分析 齿轮机构的设计4 G G 4

Z Z m α1 2N ²

° ㎜ °12/18机械原理课程设计280 160 26001.14 14 70 10 20.凸轮廓线的绘制:①选定角度比例尺,作出摆杆的角位移曲线,如图3-3(b)所示,将其中的推程和回程角位移曲线横坐标分成假设干等分.②选定长度比例尺,作以OOB=r0

为半径的基圆;以OOA=a反转后机架上摆杆转动中心的圆.③自A方向把机架圆分成与图3-3(b)中横坐标相应的区间和等分,得点A,A

A为圆心,以AB=LBB

,B”,得线段1 2 3

1 2 3

1 2 3AB”,AB”,AB”....1 1 2 2 3 3ABABAB”开头,分别作,,,使它们分别等于图3-3(b)中对应的1 1 2 2 3 3 1 2 3AB,AB

....11 2 2 3 3AB,AB

连成光滑曲线,它就是所求理论轮廓线.11 2 2 3 33-3(a)所示.13/18机械原理课程设计三、具体要求〔如1，数据如下表〔2。参数单位nrrpmHmmLO1O2mmC1mmC2mmC3mmC4mmG3NG5NJS3Kgm2QNKδ数据6010015012050501201603200.14100020.0510 BCBO22 3 4 5 6 7 另：l /l 工作台每次进给量0.5mm，刀具受力状况参考图2。机床外形尺寸及各部份联系尺寸如图1所〔其中l1=160l=1200,l=740,l=640,l=580,l=560,l=200,l=320,l9=150,l =360,l 10 BCBO22 3 4 5 6 7 全部数据详见第四章表格S,Va数据表V(m/s)α(m/s2)71.50.0032.0514V(m/s)α(m/s2)71.50.0032.051430.05522140.08251.96285.90.1151.953580.1251.8429.90.1361.654910.50.141.55615.50.151.16319.50.1551.07023.50.160.8577250.180.7784300.1920.63

加速度14/18机械原理课程设计91310.2010.559837.50.2070.15105410.2100.09112450.212-0.0211948.10.22-0.024126550.212-0.065133570.205-0.1214060.20.201-0.2314766.10.2-0.3215468.90.196-0.36161730.19-0.39168760.18-0.417579.50.174-0.432180830.172-0.45187850.17-0.59194900.140-0.7201920.13-0.7920892.50.126-0.9215950.093-1.04222980.073-1.522998.50.05-1.9236990.03-2.12524399-0.03-2.625098-0.07-3.1425797-0.16-3.326492.5-0.25-4.127190-0.274-5.1227883.5-0.383-5.128573-0.52-4.929266-0.574-1.7429954.2-0.62-0.4430641.5-0.613.631328.2-0.444.732017.9-0.435.232712.5-0.35.473348.1-0.235.53413-0.133.953482.6-0.0293.733551.5-0.02163.04360002.251S()图的分析：15/18机械原理课程设计随着曲柄O1

A,逆时针转动角度的增大，滑块C位移由0开头增大，大约在240度时达到最大，然后开头削减，易知滑块C进程与回程时，曲柄O1

A,转动的角度并不相等，这说明白曲柄O1

A,转动时存在急回运动。2、V(图的分析：随着曲柄O1

A,逆时针转动角度的增大，即的增加，速度V正向增大，大约在120度时到达最大，然后呈现下降趋势，在240度时下降为0，说明位移以增大到最大，即滑块C到达最下端，由曲线看出，滑块C的正向平均速度比负向平均速度小，进一步说明白急回16/18机械原理课程设计效率，充分证明白此机构设计的合理性。0度时，V=0;120度，正向速度到