设计目录
1. 设计任务书 (3)
1.1 设计题目 (3)
1.2 插床简介 (3)
1.3 设计要求及设计参数 (4)
1.4 设计任务 (4)
2. 插床工作原理及功能分解 (5)
2.1 插床工作原理 (5)
2.2 工作分解 (6)
3. 机构的选择 (6)
3.1 机构的选择参考 (6)
3.2 主执行机构的选择 (7)
4.原动机的选择 (7)
5. 拟定传动系统方案 (7)
6. 绘制工作循环图 (8)
7. 凸轮机构的设计 (9)
8.插床导杆机构的综合及运动分析 (13)
8.1 插床导杆机构的综合 (13)
8.2 运动分析 (15)
9. 插床导杆机构的动态静力分析 (18)
10. 插床创新设计方案 (22)
11．心得与体会及参考文献 (26)
设计任务书
1.1设计题目
插床机构设计
1.2 插床简介
金属切削机床，用来加工键槽。加工时工作台上的工件做纵向、横向或旋转运动，插刀做上下往复运动，切削工件。
利用插刀的竖直往复运动插削键槽和型孔的直线运动机床。插床与刨床一样，也是使用单刃刀具（插刀）来切削工件，但刨床是卧式布局，插床是立式布局。插床的生产率和精度都较低，多用于单件或小批量生产中加工内孔键槽或花键孔，也可以加工平面、方孔或多边形孔等，在批量生产中常被铣床或拉床代替。普通插床的滑枕带着刀架沿立柱的导轨作上下往复运动，装有工件的工作台可利用上下滑座作纵向、横向和回转进给运动。键槽插床的工作台与床身联成一体，从床身穿过工件孔向上伸出的刀杆带着插刀边做上下往复运动，边做断续的进给运动，工件安装不像普通插床那样受到立柱的限制，故多用于加工大型零件（如螺旋桨等）孔中的键槽。
插床实际是一种立式刨床，在结构原理上与牛头刨床同属一类。插刀随滑枕在垂直方向上的直线往复运动是主运动，工件沿纵向横向及圆周三个方向分别所作的间歇运动是进给运动。插床的主参数是最大插削长度。插床是用于加工中小尺寸垂直方向的平面或直槽的金属切削机床，多用于单件或小批量生产。
图1 插床示意图
1.3 设计要求及设计参数
要求主执行机构工作行程切削平稳、压力角较小。进给机构压力角不超过许用值。设计参数如表1所示。
插刀阻力曲线如图4所示。插刀在切入、退出工件时均有0.05H的空载行程。
图2插刀阻力曲线
1.4 设计任务
1）完成各执行机构的选型与设计计算，选择原动机，拟定机械传动方案，确定
各级传动比，画出机构运动简图及机械系统传动方案设计图；
2）按工艺要求进行执行系统协调设计，画出执行机构的工作循环图；
3）对主执行机构用解析法进行运动分析，用相对运动图解法对其中的一个位置加以验证，并根据计算机计算结果画出插刀位移线图，速度线图和加速度线图；
4）用图解法对主执行机构的一个位置进行动态静力分析；
5）用解析法对控制工作台横向进给的凸轮机构进行运动分析；
6）用图解法绘制控制工作台横向进给的凸轮机构的位移曲线及凸轮轮廓曲线；
7）根据机电液一体化策略和现代控制（包括计算机控制）理论，大胆提出一种或一种以上与该机现有传统设计不同的创新设计方案。
2 插床工作原理及功能分解
2.1 插床工作原理
插床是一种用于加工键槽、花键槽、异形槽和各种异性表面的金属切削机床。如图所示，装有插刀的滑枕沿铅垂方向(也可调有一定倾角)作往复直线主切削运动。工件装夹在工作台上，工作台可作前后、左右和圆周方向的间歇进给运动。进给运动可手动，也可机动但彼此独立。进给运动必须与主切削运动协调，即插刀插削时严禁进给，插刀返回时进给运动开始进行，并于插刀重新切人工件之前完成复位。插床的主切削运动的行程长度、拄复运动速度以及进给量大小等均应手动可调。
图3 运动示意图
2.2 功能分解
1）夹紧工件动作；
2）工作台进行前后、左右和圆周方向的间歇进给运动；
3）装有插刀的滑枕沿铅垂方向(也可调有一定倾角)作具有急回特性的往复直线主切削运动，插削工件形成各种槽等自己需要的形状。
3 机构的选择
3.1 机构的选择参考
根据上诉的设计要求和工作台需要直线往复间歇性运动和间歇性转动，还有插刀执行机构在回程阶段应该尽可能的减少时间提高效率，因而采用具有急回特性的曲柄滑块机构。设计内容如表2所示。
3.2主执行机构的选择
方案一
方案2
根据题目要求及所提供的参数分析，综合插床机构自身特点，以及机构方案选 择的相关要求，我们最终选择的主执行机构是方案3。因为方案3机构运动规律较为简易，受力简单，运动易于控制分析。同时机构的压力角较小，有利于提高机构受力情况，并且经过分析计算得到该机构的传动效率较其它方案高。故最终选择方案4.
6．绘制系统工作循环图
1）首先确定执行机构的运功循环时间T ，在此选取曲柄导杆机构作为插床的执行机构。曲柄旋转一周插头就往复运动一次即一个运动循环。为了满足效率，曲柄轴每分钟转速为n=46r/min ，其运动时间T=60/46=1.3。
2）确定组成运动循环的各个区段，插床机械的运动循环由两段组成，即插刀进给的工作行程及退回时的空回行程。为了提高工作效率，
插刀回程时间应尽
方案
4
方案
5
图4 主执行机构参考方案
可能的短，所以它必须有急回特性。取行程系速比系数K=1.6。 3）确定执行机构各个区段的运动时间及相应的分配轴转角。插床的运动循环时，与此相对应的曲柄轴转角（即分配轴转角）为：
ψ工作+ψ回程+ψ推程=221.54°+124.62°+13.84°=360° （4）根据以上数据绘制机构的运动循环图
转角时间切削进给
切削(1)
切削(3)
退刀(1)退刀(3)
进给推程
进给推程
切削(2)远休
近休
退刀(2)回
程
7. 凸轮机构的设计
凸轮机构设计要求：按许用压力角[]α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min ρ，选取滚子半径r r ，绘制凸轮实际廓线。以上内容已用CAD 作在3号图纸上。
根据已知值，以及给定的基圆建议值，在A3图纸上确定圆心2O 位置。做出基圆，再根据滚子半径做出理论曲线。取一点为B 点，由2O B =95mm ，从动件杆长1O B =120mm ，通过几何做法找到1O 点。连接12O O ，测得长度为157mm 为圆心距。由主执行机构的最大运动摆角确定得到凸轮机构的运动推程角为42°，但是由于由于插刀在切入、退出工件时均有0.05H 的空载行程，所以实际凸轮推程角应为除去空载行程后的摆角，为41.54°。在此之后为了方便设计与分析，将回程角设为与推程角相等的度数，远停角大小为0°。
摆动从动件盘形凸轮机构设计基本参数见下表4：
表4
根据计算结果得到数值，求得各个坐标点距圆心的距离。以O2O9基线顺时针每转4°确定一个坐标点。分别以这些点为圆心做出滚子的圆，用光滑的曲线连接各个点，得到实际凸轮轮廓线，再连接滚子圆的外切点，得到理论轮廓线。
接着，根据软件中的要求，即每4°一个单位，做出各个轨迹点与O1的旋转运动曲线。
最后要做出插刀工作行程图，由给定数据的K值算出极位夹角大小为41.54°。
5
至此为止，凸轮机构运动分析图基本完成了。如图Array图5 凸轮理论廓线与滚子包络线
8．插床导杆机构的综合及运动分析
曲柄转速n2=46rad/s
曲柄长度LO2A=60mm
插刀行程H=110mm
行程速度比系数K=1.6
连杆与导杆之比连杆与导杆之比L BC/L BO4=0.4
力臂d (mm)=100 工作阻力F (N)=1350 导杆质量m 4(kg)=22 导杆转动惯量J S4(kgm 2)=1.2 滑块质量m 6(kg)=44
8.1 插床导杆机构的综合
1、计算极位夹角 ，曲柄角速度w 2，曲柄角加速度1ε θ=180°（K-1）/（K+1）=41.54° w 2= L BO 42π
n 2/=4.815rad/s
210.00/rad s ε=
2、求导杆长度L BO 4，连杆长度L BC ，中心距L O 2O 4 根据插床机构结构示意图，由几何条件可得 L BO 4=H/（2sin 20.77°）=155.10mm
因为L BC/L BO4=0.40，L BC=0.40 L BO4=62.04mm
L O2O4=LO2A/（2sin 20.77°）=169.20mm
3、求弓形高h，导路距离Y
因为L DO4=（H/2）/tan 20.77°=145.02
h=（L BO4- L DO4）/2=5.08mm
Y= L O2O4+ L DO4+h=319.3mm
8.2 运动分析
对主执行机构用解析法进行运动分析：
1）选取合适的比例长度μL=3.1mm/1mm，按照指定的位置作出机构运动简图，如下：
2）确定导杆质心S4
以O4为圆心，BO
为半径画圆在导杆O4A方向上交点即为该导杆质心S4
4
L O4S4=155.10mm
3）按照下面的顺序进行速度分析
V A= w2LO2A=0.289m/s
取μv=6.72mm/s/1mm为比例尺作速度多边形如下图：
求导杆上与滑块中心A 重合的点大的速度V A4和A 点相对倒杆4的速度V A4A3 根据点的运动合成，有V A4= V A3+ V A4A3 方向：⊥O 4A ⊥O 2A ∥O 4A 大小： ？ w 2L pa 3μ
v ？
根据速度多边形可得V A4= L pa 4μv =0.269m/s ，V A4A3= L a 3a 4μv =0.106m/s
w 3=w 4=V A4/L O 4A=1.166rad/s
同理：V C = V B + V CB
方向：∥y ⊥O 4B ⊥c B
大小：？ √ ？
根据速度多边形可得V C =L pc μv =0.182m/s ，V CB =L bc μv =0.028m/s
W 5=V CB /L BC =0.45rad/s
4）下面进行加速度分析
求导杆上滑块与倒杆重影点的加速度 4A a
和滑块相对倒杆的加速度a A4A3
n A a 4 = W 24L O 4A =1.166×1.166×0.223=0.303m/s 2
n A a 3 = W 22LO 2A =4.815×4.815×0.06=1.391m/s 2
κ3
4A A a =2w 3V A3A2=2×1.166×0.106=0.247m/s 2
取μa =0.303m/s 2/10mm 为比例尺作加速度多边形如下图
'''a 3
由点的运动合成，有
r A A A A A n A A n A A a a a a a a a 343433444 +++=+=κττ
大小 W 24L O 4A ？ W 2
2LO 2A 0 2w 3V A3A2 ？
方向 A →O 4 ⊥O 4A A →O 2 0 √ ∥O 4A 根据加速度多边形可得a 4=μa Lp ′a 4=0.409m/s 2
τ4A a =μa La 4′n ′=0.248m/s 2
角加速度α4=τ4A a / L O 4A =0.248/0.223=1.103rad/s 2（逆）
r
A A a 3
4 =μa La 4′k ′=0.939m/s 2 a C = a B + a CB a C = a B +a
n CB
+a t
CB
方向：∥y √ C→B ⊥c B
大小：？√W25L CB ？
a B= W2
4
L O4B=1.166×1.166×0.155=0.211m/s2
a n
CB =W2
5
L CBμa=0.125m/s2
a t
CB
=μa Lc′n″=0.1545m/s2
a C=μa Lc′p′=0.171m/s2
9. 插床导杆机构的动态静力分析1）、计算惯性力和惯性力矩
导杆的惯性力和惯性力矩为：
长江学院 机械原理课程设计说明书设计题目：插床机构设计 学院：机械与电子工程学院 专业： 班级： 设计者： 学号： 指导老师： 2016年7月1日
目录 题目及设计要求 (3) 1机构简介 (3) 2设计数据 (4) 二、插床机构的设计内容与步骤 (6) 1、导杆机构的设计与运动分析 (6) ⑴、设计导杆机构。 (6) ⑵、作机构运动简图。 (6) ⑶、作滑块的运动线图。 (6) ⑷、用相对运动图解法作速度、加速度多边形。 (7) 2、导杆机构的动态静力分析 (8) ⑴、绘制机构的力分析图（图1-4）。 (8) ⑵、选取力矩比例尺μM(N.mm/mm)，绘制等效阻力矩Mr的曲线图 (9) ⑶、作动能增量△Ｅ―φ线。 (10) 3、用解析法较好机构运动分析的动态静力分析结果 (11) ⑴、图解微分法 (11) ⑵、图解积分法 (14) 4、飞轮设计 (14) 5、凸轮机构设计 (16) 6、齿轮机构设计 (19) 三、感想与体会 (21) 四、参考文献 (22)
题目及设计要求 1机构简介 插床是一种用于工件内表面切削加工的机床，也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。为了减小机器的速度波动，在曲柄轴O2上安装一调速飞轮。为了缩短空回行程时间，提高生产效率，要求刀具具有急回运动，图2为阻力线图。
3.5 平板印刷机气动式给纸机纸张的分离、递送系统一．设计题目 平板印刷机中的给纸机的任务是：自动、准确、平稳地将纸张从纸堆上逐张分离，并将它们送到定位装置进行定位，继而输入印刷装置进行印刷。目前，高速平版印刷机上都采用气动式给纸机，其主要组成是：传动系统、纸张分离机构、纸张输送机构、纸堆台升降机构、自动控制系统、气动系统等。 给纸机整机外形 给纸机的输纸过程 (1) 松纸吹嘴吹松纸堆上部10余张纸， 分纸吸嘴下落准备吸纸，同时，压脚开 始抬升离让，递纸吸嘴向前移动递送上 一张纸。 (2) 松纸吹嘴停止吹风，分纸吸嘴吸住 纸张并迅速抬升，压脚下摆准备压住纸 堆，递纸吸嘴将纸张递交接纸辊并开始 后移。
(3) 分纸吸嘴抬升到最高处，压脚吹嘴压住被分离纸张下面的纸堆并开始吹风，递纸吸嘴继续后移。 (4) 分纸吸嘴吸住纸张并降至略低于递纸吸嘴的交接纸张高度，压脚吹嘴继续吹风，递纸吸嘴继续后移并准备接纸。 (5) 递纸吸嘴吸住纸张，分纸吸嘴开始放纸，压脚吹嘴继续吹风。 (6) 递纸吸嘴向前递纸，前挡纸块后摆让纸，摆动压纸滚轮抬起，压脚吹嘴停止吹风。 (7) 递纸吸嘴将纸张前边缘递送过接纸辊一定距离，压纸滚轮下落压住纸张，压脚吹嘴停止吹风，前挡纸块复位齐纸，递纸吸嘴放纸。 (8) 纸张靠压纸滚轮与接纸辊的摩擦力,在接纸辊的驱动下输送到输纸台板并送到定位装置前规矩处定位。 二．个人题目：压脚的设计 任务：压住纸堆，以防第二张纸被第一张纸带走；进行吹风，使第一张纸与纸堆之间形成一气垫；探测纸堆面高度，发出信号，使纸堆台自动上升。 工艺动作：按照一定的运动轨迹做往复运动，并吹风。 压脚的运动轨迹 1.设计思路
第５期（总期第６期）２００４年９月 流体传动与控制 ＦｌｕｉｄＰｏｗｅｒＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ Ｎｏ．５（Ｓｅｒｉａｌ／Ｎｏ．６） Ｓｅｐ．，２００４ 二通插装阀的结构原理和功能分析（续） 黄人豪 （中船重工上海七。四研究所上海２０００３１） 中图分类号：ＴＨｌ３７ 文献标识码：Ａ 文章编号：器罢＃端（２００４）０５—００４４—００３ 我们曾不断强调二通插装阀与传统控制的单个液压阀有着很多的不同；尤其它是一种基于模块化的集成化控制元件和组合，因此，组件化和可配组的特征非常突出。为了充分反映这一些特征，二通插装阀的符号表示从一开始就表现出自己的独特和创新的一面，其中已被工业界广泛接受和普遍采用的符号是作为ＤＩＮ２４３４２标准附件中的符号表示。参见图５。 ４、二通插装阀的图形符号表示 二通插装阀的座阀主级等在几何图形上可以用一些简单的二维图形以及特定的符号来表示，这些 图形应能包含原理构件的功能面以及连接这些功能面的线条或包容它们的轮廓。这些图形是它们的最小或基本的几何表示。
ＤＩＮ２４３４２的附录符号 Ｘ！ 符４ｊ洲即１２１９ 方向控制座阀绌棚～：＾，…１ ＾：主油ｕｘ：控制ｕ ～、、。—．—。—Ｊ＝ ＡＢ＾． Ａ，Ｌ—Ｕ｝ｋ：？ Ｉ＾ … ＾＾。 方内控制带缓冲尾部和｝ｆ程限制＾＾：＾｝【＜ｌ 审］肄ｘ 事缱毫融丧 Ｌ…．．．～，一…ｆ。 Ｉｏ ＡＡ：Ａ口汕觚作用面积ＡＢ：Ｂ口油压作用面积如：ｘ口油腻作用面积ｌ磬…毋ａｃｈｅ［１嘲蟊固，．劳毋蟊?器 …构田…构田帆再］］驿
厂Ｌ ｒ．．一［】：＝囱萨一 Ｌ一一～，?ｌｎ ［野 Ｐ Ｌ一一一。?ＩＡ 鹭 舜魏椰审 ～ａｖａ方向控髑度一缩构 方向控制座朗结构．＾＾：＾＞１ 一对一［尊 １． 厂Ｌ 捃鼍ｊ虿零 ＾＾：《１巨一… 方向控制！Ｌ—ｔ凸珂 【～一．．－Ｌ：二＿ｌ—Ｊ 带缓冲尾椰 图５ＩＳ０７３６８／ＤＩＮ２４３４２标准中列出的图形符号（部份１）
机械原理课程设计 计算说明书 课题名称：插床机构的设计 姓名：超 院别：工学院 学号： 2012010803 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机设1201班 指导教师：原芳 2014年6 月7日
工学院课程设计评审表
设计目录 1 机械原理课程设计任务书 (4) 1.1课程设计的目的和任务 (4) 1.2机构简介与设计数据 (4) 1.3设计容 (6) 1.4设计步骤和要求 (6) 2 机构简介与设计数据设计 (7) 1.1 插床简介 (7) 1.2 设计数据.................................................................. (8) 3 插床机构的设计及尺寸计算 (9) 3、1曲柄导杆机构的设计及尺寸计算 (9) 3、2用图解法进行机构的运动分析 (14) 3、3用图解法进行机构的动态静力分析 (18) 4 凸轮机构设计 (21) ．心得与体会 (22) ．参考文献 (23)
机械原理课程设计任务书 学生 超 班级 1201 学号 2012010803 位置 10 设计题目一：插床机构设计及分析 一、课程设计的目的和任务 1.课程设计的目的 机械原理课程设计是机械原理教学的一个重要组成部分。机械原理课程设计的目的在于进一步巩固和加深学生所学的机械原理理论知识，培养学生独立解决实际问题的能力，使学生对机械的运动学和动力学的分析和设计有一较完整的概念，并进一步提高电算、绘图和使用技术资料的能力，更为重要的是培养开发和创新机械的能力。 2.、课程设计的任务 用图解法对插床的连杆机构进行运动分析和动力分析，设计凸轮机构。要求画出A 1图纸一，写出计算说明书一份。 二、 机构简介与设计数据 1.插床主要由齿轮机构、导杆机构和凸轮机构等组成，如图1所示。电动机经过减速装置（图中只画出齿轮1z 、2z ）使曲柄1转动，再通过导杆机构1－2－3－4－5－6，使装有刀具的滑块沿导路作往复直线运动，以实现刀具切削运动。为了缩短空行程时间，提高生产效率，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2O 上的凸轮驱动摆动从动件O 4D 和其他有关机构（图中未画出）来完成的。为了缩短空回形成时间，提高生产效率，要求刀具有急回运动。 在工作行程中，刀具上作用有相当大的切削阻力，在切削行程的前后各有一段0.05H （H 为刀具行程）行程，如图2所示。而在空回行程中则没有切削阻力，因此在一个工作循环中，刀具受力变化很大，从而影响了主轴的匀速运转，为减小主轴的速度波动，需采用飞轮调速，以减小电动机容量和提高切削质量。 插床机构简图如图1所示，题目数据列于表1。 图1 插床机构简图
大学普通高等教育 机械原理课程设计 题目题号：插床导杆机构位置3的设计 学院：机电工程学院 专业班级： 学生： 指导教师 成绩： 2013 年7月 2 日
目录 一、工作原理 二、设计要求 三、设计数据 四、设计容及工作量五. 设计计算过程 (一). 方案比较与选择 (二). 导杆机构分析与设计 1.机构的尺寸综合 2. 导杆机构的运动分析
一、工作原理： 插床机械系统的执行机构主要是由导杆机构和凸轮机构组成。下图为其参考示意图，电动机经过减速传动装置（皮带和齿轮传动）带动曲柄2转动，再通过导杆机构使装有刀具的滑块6沿导路y —y 作往复运动，以实现刀具的切削运动。刀具向下运动时切削，在切削行程H 中，前后各有一段0.05H 的空刀距离，工作阻力F 为常数；刀具向上运动时为空回行程，无阻力。为了缩短回程时间，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O 2上的凸轮驱动摆动从动件D O l 8和其它有关机构（图中未画出）来完成的。 二、设计要求： 电动机轴与曲柄轴2平行，使用寿命10年，每日一班制工作，载荷有轻微冲击。允许曲柄2转速偏差为±5％。要求导杆机构的最小传动角不得小于60o ；凸轮机构的最大压力角应在许用值[α]之，摆动从动件8的升、回程运动规律均为等速运动。执行构件的传动效率按0.95计算，系统有过载保护。按小批量生产规模设计。
三、插床导杆机构设计数据 四、设计容及工作量： 1、根据插床机械的工作原理，拟定2～3个其他形式的执行机构（连杆机构），并对这些机构进行分析对比。 2、根据给定的数据确定机构的运动尺寸, ()46.0~5.0BO BC l l =。要求用图解法设计，并将 设计结果和步骤写在设计说明书中。 3、导杆机构的运动分析。分析导杆摆到两个极限位置及摆到与机架O 2O 4位于同一直线位置时，滑块6的速度和加速度。 4、凸轮机构设计。根据所给定的已知参数，确定凸轮机构的基本尺寸（基圆半径r o 、机架82O O l 和滚子半径r b ），并将运算结果写在说明书中。用几何法画出凸轮机构的实际廓线。 5、编写设计说明书一份。应包括设计任务、设计参数、设计计算过程等。 6、按1：2绘制所设计的机构运动简图。
机械原理课程设计说明书 系部名称: 机电系 专业班级: 04机制三班 姓名： 学号: 0405110057 目录
. 概述 (3) 设计项目...............................1．设计题目 (4) 2．机构简介 (4) 3．设计数据 (4) 设计内容...............................1．导杆机构的设计 (5) 2.凸轮机构的设计 (12) 3.齿轮机构的设计 (17) 设计体会 (20) 参考文献 (21) 附图····························· 概述
. 一、机构机械原理课程设计的目的： 机械原理课程设计是高等工业学校机械类专业学生第一次较全面的 机械运动学和动力学分析与设计的训练，是本课程的一个重要实践环节。其基本目的在于： （１）进一步加深学生所学的理论知识，培养学生独立解决有关本课程实际问题的能力。 （２）使学生对于机械运动学和动力学的分析设计有一较完整的概念。 （３）使学生得到拟定运动方案的训练，并具有初步设计选型与组合以及确定传动方案的能力。 （４）通过课程设计，进一步提高学生运算、绘图、表达、运用计算机和查阅技术资料的能力。 二、机械原理课程设计的任务： 机械原理课程设计的任务是对机械的主体机构（连杆机构、凸轮机构、齿轮机构以及其他机构）进行设计和运动分析、动态静力分析，并根据给定机器的工作要求，在此基础上设计凸轮、齿轮；或对各机构进行运动分析。要求学生根据设计任务，绘制必要的图纸，编写说明书。 三、械原理课程设计的方法： 机械原理课程设计的方法大致可分为图解法和解析法两种。图解法几何概念较清晰、直观；解析法精度较高。根据教学大纲的要求，本设计主要应用图解法进行设计。 [设计名称]牛头刨床 一．机构简介： 机构简图如下所示：
二通插装阀控制技术 一、二通插装阀特点 二通插装阀及其控制技术是70年代初发展起来的一项新技术，由于这种新型的液压阀具有流阻小、通流能力大，密封性好、适用于水介质、响应快、抗污能力强、具有多机能、可以高度集成等优点。因此，这种阀的出现很大程度上满足了液压技术向高压、大流量、集成化发展的要求，得到了世界各国的普遍重视，发展异常迅速。 二、二通插装阀的基本结构和工作原理 1.二通插装阀的基本结构 一个二通插装阀主要有插入元件、先导元件、控制盖板和插装块体四个部分组成，如下图所示：
插入元件阀芯的受力分析 在忽略阀芯重量和摩擦阻力时，阀芯的受力平衡式为： F合=PcAc-PaAa-PbAb+F1+F2 Pc__控制腔C的压力 Pa__工作腔A的压力 Pb__工作腔B的压力 Aa__工作腔A的面积 Ab__工作腔B的面积 Ac__控制腔C的面积（Ac=Aa+Ab)
F1__弹簧力 F2__稳态液动力 当F合＞0时，阀芯关闭；当F合＜0时，阀芯开启；当F合=0时，阀芯停在某一平衡位置。 由此可以看出插入元件的工作状态由三个腔的工作压力决定。工作腔的压力由工作负荷等条件决定，不能任意改变，所以只能通过改变控制腔的压力来实现对二通控制阀的控制 三、几种常用插装阀 1、方向流量控制插入元件 1）A型方向阀插入元件，结构形式如图一所示
特征是具有较大的面积比(α=Aa/Ac),一般为1:1.1左右。 B腔面积很小，B→A流动时开启压力很高，所以一般只允许A →B的单向流动。A腔作用面积大，流动阻力小，具有较大通流能力，
开启压力一般与选用的弹簧有关，A →B 时开启压力一般为（0.03-0.28）MPa。2）B型方向阀插入元件结构和A型相似，特征是具有较小的面积比，一般为1:2或1:1.5，由于B腔面积的增加，B→A流动时的开启压力下降，允许B→A和A→B的双向流动。由于A腔的作用面积较小，阀口直径也相应减小，同样的流量下，其压降将比A型的略又增加。开启压力也取决于选用的弹簧，一般为（0.05-0.5）MPa。 以上两种形式的插入元件在启闭过程中的一个共同特点就是启闭快，只要阀芯从阀座上稍一抬起便马上接通油路，并且阀口流道截面增加很快。能实现快速换向的要求，缺点是，容易造成换向时回路液压冲击
目录 第一章绪论 第二章插床主体机构尺寸综合设计 第三章插床切削主体结构运动分析 第四章重要数据及函数曲线分析 第五章工作台设计方案 第六章总结 ； — @
第一章绪论 一，设计的题目：插床运动系统方案设计及其运动分析。 二，此设计是工科专业在学习《机械原理》后进行的一次较全面的综合设计训练，其目的： 1.巩固理论知识，并应用于解决实际工程问题； 2.建立机械传动系统方案设计、机构设计与分析概念； 3.进行计算、绘图、正确应用设计资料、手册、标准和规范以及使用经验数据的能力训练。 三，主要内容： 1.确定插床主要尺寸，然后按1：1的比例画出图形。对插刀进行运动分析，选取适当比例尺画出不同点速度，加速度矢量图得到不同点的速度，加速度，并对两处位移，作出位移，速度，加速度同转角的图像 : 2.在内容1运动分析的基础上作出运动循环图，在运动循环图的指导下，根据设计要求确定工作台进给运动机构传动方案设计（包括上下滑板1和2进给运动的机构传动方案设计；回转台3分度运动的机构传动方案设计；刀具与工作台在运动中的协调性分析；） 3.整理和编写说明书一份，对图纸进行详细说明 时间安排 （1）.第一天 明确任务，准备作图工具，并打扫教室。 （2）. 第二、三天 在老师的指导下确定构建尺寸，作出机构简图，并进行运动分析，并作出一个周期的位移、速度、加速度随转角变化的图像 （3）. 第四、五天 在老师的指导下，完成工作台的机构传动方案设计，并画出传动示意图。 （4）. 第六、七、八天 < 自己总结，整理并编写说明书一份
| 机械原理课程设计任务书学院名称：专业：年级： 学生姓名: 学号: 指导教师: 一、设计题目插床传动系统方案设计及其运动分析 二、主要内容 1）对指定的机械进行传动系统方案设计； 2）对执行机构进行运动简图设计（含必要的机构创意实验）； 3）飞轮设计； （ 4）编写设计说明书。 三、具体要求 插床是用于加工各种内外平面、成形表面，特别是键槽和带有棱角的内孔等的机床（如 另：l BC/l BO2=1,工作台每次进给量0.5mm，刀具受力情况参考图2。机床外形尺寸及各部份联系尺寸如图1所示（其中：l1 =1600，l2 =1200, l3 =740, l4 =640, l5 =580, l6 =560, l7 =200, l8 =320, l9 =150, l10 =360, l11 =1200,单位均为mm，其余尺寸自定。 四、完成后应上交的材料 1) 机械原理课程设计说明书； 2) 一号图一张，内容包括：插床机构运动简图、速度及加速度多边形图、S（φ）-φ曲线、 V（φ）-φ曲线和a（φ）-φ曲线； 3) 三号坐标纸一张：Med（φ）、Me r（φ）-φ曲线； [
机械原理课程设计说明书 系部名称: 机电工程学院 专业班级: 机自093 姓名： 学号:
目录 概述 (3) 设计项目...............................1．设计题目 (4) 2．机构简介 (4) 3．设计数据 (4) 设计内容...............................1．导杆机构的设计 (5) 2.凸轮机构的设计 (12) 3.齿轮机构的设计 (17) 设计体会 (20) 参考文献 (21) 附图·····························
概述 一、机构机械原理课程设计的目的： 机械原理课程设计是高等工业学校机械类专业学生第一次较全面的 机械运动学和动力学分析与设计的训练，是本课程的一个重要实践环节。其基本目的在于： （１）进一步加深学生所学的理论知识，培养学生独立解决有关本课程实际问题的能力。 （２）使学生对于机械运动学和动力学的分析设计有一较完整的概念。 （３）使学生得到拟定运动方案的训练，并具有初步设计选型与组合以及确定传动方案的能力。 （４）通过课程设计，进一步提高学生运算、绘图、表达、运用计算机和查阅技术资料的能力。 二、机械原理课程设计的任务： 机械原理课程设计的任务是对机械的主体机构（连杆机构、凸轮机构、齿轮机构以及其他机构）进行设计和运动分析、动态静力分析，并根据给定机器的工作要求，在此基础上设计凸轮、齿轮；或对各机构进行运动分析。要求学生根据设计任务，绘制必要的图纸，编写说明书。 三、械原理课程设计的方法： 机械原理课程设计的方法大致可分为图解法和解析法两种。图解法几何概念较清晰、直观；解析法精度较高。根据教学大纲的要求，本设计主要应用图解法进行设计。
插床机构设计与分析 输入设计参数 行程速比系数K=1.47 插刀行程H=127.00mm 曲柄长度LAB=23.00mm 连杆长度LDE =102.00mm 导路距离Le =320.00mm 曲柄角速度ω=8.00rad/s 曲柄角加速度ε=0.00rad/s2 输出计算参数 极位夹角θ=34.251°导杆长LCD=215.645mm 中心距LAC=78.108mm 弓形高 b =9.561mm 机架长Le=288.972mm 最大压力角αmax=2.686° 插床机构结构示意 插刀运动线图 插刀最大切削速度V1max=0.394m/s 刨刀最大回程速度V2max=0.722m/s 插刀最大切削加速度a1max=4.451m/s*s 刨刀最大加速度a2max=6.072m/s*s 转角(°) 位移S(mm) 速度(m/s) 加速度(m/s2) 000 0.00 0.001 3.587
002 0.04 0.016 3.474 003 0.08 0.024 3.419 004 0.14 0.031 3.365 005 0.22 0.039 3.313 006 0.31 0.046 3.261 007 0.42 0.053 3.211 008 0.54 0.060 3.162 009 0.68 0.067 3.114 010 0.83 0.073 3.067 011 1.00 0.080 3.021 012 1.18 0.087 2.976 013 1.38 0.093 2.932 014 1.59 0.099 2.888 015 1.81 0.106 2.846 016 2.05 0.112 2.805 017 2.30 0.118 2.764 018 2.56 0.124 2.724 019 2.84 0.130 2.685 020 3.13 0.136 2.646 021 3.43 0.141 2.609 022 3.74 0.147 2.572 023 4.07 0.152 2.535 024 4.41 0.158 2.499 025 4.76 0.163 2.464 026 5.12 0.169 2.429 027 5.50 0.174 2.395 028 5.88 0.179 2.361 029 6.28 0.184 2.328 030 6.68 0.189 2.295 031 7.10 0.194 2.263 032 7.53 0.199 2.231 033 7.97 0.204 2.199 034 8.42 0.209 2.167 035 8.88 0.213 2.136 036 9.35 0.218 2.106 037 9.83 0.223 2.075 038 10.33 0.227 2.045 039 10.83 0.232 2.015 040 11.34 0.236 1.986 041 11.86 0.240 1.956 042 12.38 0.245 1.927 043 12.92 0.249 1.898 044 13.47 0.253 1.869
插床机构综合与传动系统设计 目录 题目及设计要求 (2) 一、设计题目 (2) 二、设计数据与要求 (3) 三、设计任务 (3) 设计： (4) 一、确定各构件的运动尺寸，绘制机构简图 (4) 1、插削机构的设计： (4) 2、送料机构（凸轮机构）的设计： (4) 二、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（插削机构的运 动学分析） (9) 1）位置分析 (9) 2）角速度分析 (10) 3）角加速度分析 (10) 三、在插床工作过程中，插刀所受的阻力变化曲线如图2所示，在不考虑各处摩擦、 其他构件重力和惯性力的条件，分析曲柄所需的驱动力矩 (14) 四、确定电动机的功率和转速。 (16) 五、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。 (17) 六、感想与建议。 (17) 七、参考文献。 (17)
题目及设计要求 一、设计题目 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6－15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，是由固结于轴上的凸 轮驱动摆动从动件 和其他有关机构（图中未画出）来实现的。画出）来实现的。 针对图3-30所示的插床机构运动方案，进行执行机构的综合与分析，并进行传动系统结构设计。 Q 图3-30 插床机构运动方案示意图
《机械原理课程设计》 学院: 行知学院专业: 机械设计制造及其自动 化 姓名：陈宇学号: 10556109 授课教师:王笑提交时间: 2012 年 7 月1日 成绩:
目录 1.设计工作原理-----------------------------------------------------2 2.方案的分析--------------------------------------------------------4 3. 机构的参数设计几计算-----------------------------------------7 4. 机构运动总体方案图及循环图-------------------------------11 5.机构总体分析----------------------------------------------------13 6. 参考资料----------------------------------------------------------13
半自动钻床机构 一、设计工作原理 1.1、工作原理及工艺动作过程 该系统由电机驱动，通过变速传动将电机的1080r/min降到主轴的5r/min，与传动轴相连的各机构控制送料，定位，和进刀等工艺动作，最后由凸轮机通过齿轮传动带动齿条上下平稳地运动,这样动力头也就能带动刀具平稳地上下移动从而保证了较高的加工质量。 设计加工图（一）所示工件ф12mm孔的半自动钻床。进刀机构负责动力头的升降，送料机构将被加工工件推入加工位置，并由定位机构使被加工工件可靠固定。 1.2、设计原始数据及设计要求 半自动钻床设计数据参看表（一） 表（一）半自动钻床凸轮设计数据
液压控制阀介绍 ——插装阀 一、概述 二通插装阀是插装阀基本组件（阀芯、阀套、弹簧和密封圈）插到特别设计加工的阀体内，配以盖板、先导阀组成的一种多功能的复合阀。因每个插装阀基本组件有且只有两个油口，故被称为二通插装阀，早期又称为逻辑阀。 1、二通插装阀的特点 二通插装阀具有下列特点：流通能力大，压力损失小，适用于大流量液压系统；主阀芯行程短，动作灵敏，响应快，冲击小；抗油污能力强，对油液过滤精度无严格要求；结构简单，维修方便，故障少，寿命长；插件具有一阀多能的特性，便于组成各种液压回路，工作稳定可靠；插件具有通用化、标准化、系列化程度很高的零件，可以组成集成化系统。 2、二通插装阀的组成 二通插装阀由插装元件、控制盖板、先导控制元件和插装块体四部分组成。图1是二通插装阀的典型结构 图1 二通插装阀的典型结构
控制盖板用以固定插装件，安装先导控制阀，内装棱阀、溢流阀等。控制盖板内有控制油通道，配有一个或多个阻尼螺塞。通常盖板有五个控制油孔：X、Y、Z1、Z2和中心孔a(见图2 )。由于盖板是按通用性来设计的，具体运用到某个控制油路上有的孔可能被堵住不用。为防止将盖板装错，盖板上的定位孔，起标定盖板方位的作用。另外，拆卸盖板之前就必须看清、记牢盖板的安装方法。 图2 盖板控制油孔 先导控制元件称作先导阀，是小通径的电磁换向阀。块体是嵌入插装元件，安装控制盖板和其它控制阀、沟通主油路与控制油路的基础阀体。 插装元件由阀芯、阀套、弹簧以及密封件组成(图3 )。每只插件有两个连接主油路的通口，阀芯的正面称为A口；阀芯环侧面的称作B口。阀芯开启，A 口和B口沟通；阀芯闭合，A口和B口之间中断。因而插装阀的功能等同于2 位2 通阀。故称二通插装阀，简称插装阀。 图 3 插装元件
机械原理 课程设计说明书设计题目：插床导杆机构
已知O2O3=160mm，BC/BO3=1，行程H=120mm，行程比系数K=2，根据以上信息确定曲柄O2A ,BC,BO3长度，以及O3到YY轴的距离。 导杆机构的设计 计算过程计算结果O2A长度的确定 由) 180 /( ) 180 (0 0θ θ- + = K，得极为夹角： 60 = θ， 首先做出曲柄的运动轨迹，以O2为圆心，O2A为半径做 圆，随着曲柄的转动，有图知道，当O2A转到9，于圆相切 于上面时，刀具处于下极限位置；当O2A转到1，与圆相切 于下面时，刀具处于上极限位置。于是可得到1与9的夹角 即为极为夹角0 60 = θ。由几何关系知，9 1 2 3 2 3 O O O O∠ = ∠， 于是可得， 9 1 2 3 2 3 O O O O∠ = ∠? =60。由几何关系可得： ? =COS60 2 3 2 O O A O 代入数据，O2O3=160mm，得 柄长为80mm。 60 = θ O2A=80mm
2.杆 2 BO BC、的长度的确定 当刀具处于上极限位置C2和下极限位置C1时，C1C2长 度即为最大行程H =120mm，即有C1C2=120mm。在确定曲 柄长度过程中，我们得到9 1 2 3 2 3 O O O O∠ = ∠? =60，那么可得 到? = ∠60 2 3 1 B O B，那么可知道三角形△B 1 O3B2是等边三角 形。 由几何关系知道B1B2C2C1四边形是平行四边形，那么 B2B1=C2C1，又上面讨论知△B1O3B2为等边三角形，于是有 B1O3=B1B2，那么可得到BO3=100mm 又知BC/BO3=1，所以有 BC=100mm BO2=120mm BC=120mm 3.O3到YY轴的距离的确定 YY轴由 3 3 1 1 y y y y移动到过程中，同一点的压力角先减小， 后又增大，那么在中间某处必有一个最佳位置，使得每个位 置的压力角最佳。 考虑两个位置： 1当YY轴与圆弧 1 2 B B刚相接触时，即图3中左边的那 条点化线，与圆弧 1 2 B B相切与B1点时，当B点转到 1 2 ,B B， 将会出现最大压力角。
机械原理课程设计 设计计算说明书 设计题目插床机械设计 设计任务书 1.1 设计题目 插床 1.2 插床简介 插床是用于加工中小尺寸垂直方向的平面或直槽的金属切削机床，多用于单件或小批量生产。 为了适用不同材料和不同尺寸工件的粗、精加工，要求主执行构件—插刀能以数种不同速度、不同行程和不同起始位置作垂直方向的往复直线移动，且切削时插刀的移动速度低于空行程速度，即插刀具有急回现象；安装工件的工作台应具有不同进给量
的横向进给，以完成平面的加工，工作台还应具有升降功能，以适应不同高度的工件加工。 1.3 设计要求及设计参数 设计要求：要求主执行机构工作行程切削平稳、压力角较小。进给机构压力角不超过许用值。 设计参数如下所示：插床机构设计3号题目参数 题号 3 主执行机构 曲柄转速n2/（r/min）50 曲柄l O2A/mm75 插刀行程H/mm120 行程速比系数K 1.8 连杆与导杆之比l BC0.55 力臂d(mm) 108 工作阻力F max(N) 10800 导杆质量m4(kg) 22 导杆转动惯量J S4(kgm2) 1.2 滑块质量m6(kg) 60 进给机构 从动件最大摆角max20 凸轮从动件杆长(mm) 130 推程许用压力角[] 推程42 回程许用压力角[] 回程50滚子半径r r(mm) 15 刀具半径r c(mm) 0.08
一：主执行机构设计与分析 1：插床机械设计参数以及相关参数计算 曲柄转速n 2/（r/min ） 曲柄长度l O2A =75mm 插刀行程H=120mm 行程速度比系数K=1.8 连杆与导杆之比l BC =0.55 力臂 d=108mm 工作阻力F=10800N 导杆4的质量m 4=22kg 导杆4的转动惯量Js4=1.1 滑块6的质量m 6=60 一、插床导杆机构的综合 1、计算极位夹角 、曲柄角速度1ω、曲柄角加速度1ε n 2=50 l O2A =75m m H=120m m K=1.8 l BC =0.55 d=108mm F=10800N m 4=22kg Js4=1.1 m 6=60 46.667θ= 1 4.922/rad s ω=
机械原理课程设计 插床机构综合 学生姓名：________ 卢佛俊 专业班级：08 机电二班学号:
目录 一、设计题目简介 二、设计数据与要求 三、设计任务 四、插床主体机构尺寸综合设计 五、插床切削主体结构运动分析 六、重要数据及函数曲线分析七、工作台设计方案
八、总结 九、参考文献 设计题目：插床机构综合 一、设计题目简介 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。图示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，是由固结于轴厂」上的凸轮驱动摆动从动件〔厂和其他有关机构（图中未画出）来实现的。
插床机构运动方案示意图 针对图所示的插床机构运动方案，进行执行机构的综合与分析。 二、设计数据与要求 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6 -4所 示。要求所设计的插床结构紧凑，机械效 率高。 插床机构设计数据插刀往复次数占（次/min ）60 插刀往复行程H （mm100 插削机构行程速比系数疋2 150 中心距S金（mm 杆长之比41g1 质心坐标金（mm50 质心坐标色（mm50 质心坐标亡（mm120 凸轮摆杆长度心（mm120 凸轮摆杆行程角曹（0）15 推程许用压力角［口］（0） 45
针对图所示的插床的执 (插削机构和送料机构)方案，依 各构件的 图； 假设曲柄1等速转动，画 C的位移和速度的变化规律曲 线； 3. 在插床工作过程中，插刀所受的阻力变化曲线如图所示，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； 4. 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； 5. 用软件(VB MATLA B ADAM或SOLIDWORKS均可)对执行机构进 行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。 6. 图纸上绘出最终方案的机构运动简图(可以是计算机图)并编写说明书。 四、插床主体机构尺寸综合设计 方案选择： 方案一：结构简图如下
工程技术大学 课程设计说明书 课程名称：机械原理课程设计 院系：机械工程学院 专业班级：机自17-4 姓名：海鹏 学号： 1707010430
总评成绩及评语 评语: □经考核，该同学基本完成了课程设计的全部任务，达到任务书的训练要求。 □经考核，该同学在课程设计期间未完成设计任务。 成绩: 根据该同学完成任务情况，结合课程设计期间表现，经教研室答辩小组综合审定，该同学机械原理课程设计成绩为 教师签名
机械原理课程设计任务书（十一） 海鹏 专业 机自 班级 17-4 学号 1707010430 一、设计题目：插床齿轮机构的设计 二、系统简图： 三、工作条件 已知：齿数1Z 传动，齿轮与曲柄共轴。 四、原始数据 五、要求： 1）依据题目条件和不根切条件，计算符合的变位系数（至少5组）； 2）选定一组变位系数，计算该对齿轮传动的各部分尺寸； 3）在A3纸上画出齿轮啮合图；要求：①按设计尺寸画；②作图体现：极限啮合点1N 、 2N ，啮合角α' ，四个圆b d d a d f d 和节圆d ' ，12B B ，每个齿轮画出3条渐开线 （2同1异），每条渐开线找出起始点（b b b P S e =+ ）齿顶圆齿厚（1a s 2a s ）。 4）编写说明书。 指导教师：席本强 曲辉 开始日期： 2019 年 7 月 10 日 完成日期： 2019 年 7 月 17 日
1数学模型 1中心距a '： 2)(21z z m a +? = ； a '=（a/5+1）?5； 2啮合角α'： ； )cos(2) ()cos(21ααα?'?+= 'z z m 实αααinv z z x x inv +++=')/()(tan 22121； 3分配变位系数2 1 x x 、； 17sin 22min ≈=* αa h z min 1min min 1/)(z z z h x a -=* ； min 2min min 2/)(z z z h x a -=* ； ； αααtan 2) )((2121z z inv inv x x +-'= + 4齿轮基本参数： （注：下列尺寸单位为mm ） 齿顶高系数： 0.1=* a h 齿根高系数： 25.0=* c 齿顶高变动系数： y x x -+=21σ
机械原理课程 设计说明书 系部名称: 机电系 专业班级: 04机制三班 姓名： 学号: 目录Array概述 (3) 设计项目······························· 1．设计题目 (4) 2．机构简介 (4) 3．设计数据 (4) 设计内容······························· 1．导杆机构的设计 (5) 2.凸轮机构的设计 (12) 3.齿轮机构的设计 (17) 设计体会 (20) 参考文献 (21) 附图·····························
概述 一、机构机械原理课程设计的目的： 机械原理课程设计是高等工业学校机械类专业学生第一次较全面的机械运动学和动力学分析与设计的训练，是本课程的一个重要实践环节。其基本目的在于： （１）进一步加深学生所学的理论知识，培养学生独立解决有关本课程实际问题的能力。 （２）使学生对于机械运动学和动力学的分析设计有一较完整的概念。 （３）使学生得到拟定运动方案的训练，并具有初步设计选型与组合以及确定传动方案的能力。 （４）通过课程设计，进一步提高学生运算、绘图、表达、运用计算机和查阅技术资料的能力。 二、机械原理课程设计的任务： 机械原理课程设计的任务是对机械的主体机构（连杆机构、凸轮机构、齿轮机构以及其他机构）进行设计和运动分析、动态静力分析，并根据给定机器的工作要求，在此基础上设计凸轮、齿轮；或对各机构进行运动分析。要求学生根据设计任务，绘制必要的图纸，编写说明书。 三、械原理课程设计的方法： 机械原理课程设计的方法大致可分为图解法和解析法两种。图解法几何概念较清晰、直观；解析法精度较高。根据教学大纲的要求，本设计主要应用图解法进行设计。 [设计名称]牛头刨床 一．机构简介： 机构简图如下所示：
1 插装阀概述 二通插装阀是插装阀基本组件（阀芯、阀套、弹簧和密封圈）插到特别设计加工的阀体内，配以盖板、先导阀组成的一种多功能的复合阀。因每个插装阀基本组件有且只有两个油口，故被称为二通插装阀，早期又称为逻辑阀。 1.1 二通插装阀的特点 二通插装阀具有下列特点：流通能力大，压力损失小，适用于大流量液压系统；主阀芯行程短，动作灵敏，响应快，冲击小；抗油污能力强，对油液过滤精度无严格要求；结构简单，维修方便，故障少，寿命长；插件具有一阀多能的特性，便于组成各种液压回路，工作稳定可靠；插件具有通用化、标准化、系列化程度很高的零件，可以组成集成化系统。 1.2 二通插装阀的组成 二通插装阀由插装元件、控制盖板、先导控制元件和插装块体四部分组成。图1是二通插装阀的典型结构。
图1 二通插装阀的典型结构 控制盖板用以固定插装件，安装先导控制阀，内装棱阀、溢流阀等。控制盖板内有控制油通道，配有一个或多个阻尼螺塞。通常盖板有五个控制油孔：X、Y、Z1、Z2和中心孔a(见图2)。由于盖板是按通用性来设计的，具体运用到某个控制油路上有的孔可能被堵住不用。为防止将盖板装错，盖板上的定位孔，起标定盖板方位的作用。另外，拆卸盖板之前就必须看清、记牢盖板的安装方法。
图2 盖板控制油孔 先导控制元件称作先导阀，是小通径的电磁换向阀。块体是嵌入插装元件，安装控制盖板和其它控制阀、沟通主油路与控制油路的基础阀体。 插装元件由阀芯、阀套、弹簧以及密封件组成(图3)。每只插件有两个连接主油路的通口，阀芯的正面称为A口；阀芯环侧面的称作B口。阀芯开启，A口和B口沟通；阀芯闭合，A口和B口之间中断。因而插装阀的功能等同于2位2通阀。故称二通插装阀，简称插装阀。
设计目录 1. 设计任务书 (3) 1.1 设计题目 (3) 1.2 插床简介 (3) 1.3 设计要求及设计参数 (4) 1.4 设计任务 (4) 2. 插床工作原理及功能分解 (5) 2.1 插床工作原理 (5) 2.2 工作分解 (6) 3. 机构的选择 (6) 3.1 机构的选择参考 (6) 3.2 主执行机构的选择 (7) 4.原动机的选择 (7) 5. 拟定传动系统方案 (7) 6. 绘制工作循环图 (8) 7. 凸轮机构的设计 (9) 8.插床导杆机构的综合及运动分析 (13) 8.1 插床导杆机构的综合 (13) 8.2 运动分析 (15) 9. 插床导杆机构的动态静力分析 (18) 10. 插床创新设计方案 (22) 11．心得与体会及参考文献 (26)
设计任务书 1.1设计题目 插床机构设计 1.2 插床简介 金属切削机床，用来加工键槽。加工时工作台上的工件做纵向、横向或旋转运动，插刀做上下往复运动，切削工件。 利用插刀的竖直往复运动插削键槽和型孔的直线运动机床。插床与刨床一样，也是使用单刃刀具（插刀）来切削工件，但刨床是卧式布局，插床是立式布局。插床的生产率和精度都较低，多用于单件或小批量生产中加工内孔键槽或花键孔，也可以加工平面、方孔或多边形孔等，在批量生产中常被铣床或拉床代替。普通插床的滑枕带着刀架沿立柱的导轨作上下往复运动，装有工件的工作台可利用上下滑座作纵向、横向和回转进给运动。键槽插床的工作台与床身联成一体，从床身穿过工件孔向上伸出的刀杆带着插刀边做上下往复运动，边做断续的进给运动，工件安装不像普通插床那样受到立柱的限制，故多用于加工大型零件（如螺旋桨等）孔中的键槽。 插床实际是一种立式刨床，在结构原理上与牛头刨床同属一类。插刀随滑枕在垂直方向上的直线往复运动是主运动，工件沿纵向横向及圆周三个方向分别所作的间歇运动是进给运动。插床的主参数是最大插削长度。插床是用于加工中小尺寸垂直方向的平面或直槽的金属切削机床，多用于单件或小批量生产。 图1 插床示意图
机 械 原 理 课 程 设 计 设计题目：牛头刨床分析学校：太原工业学院设计者： 班级0920122 姓名赵元 指导老师：刘嘉
一运动简图 二设计方案 一、用解析法作导杆机构的运动分析 如图所示，先建立一直角坐标系，并标出各杆矢量及其方位角。其中共有四个未
知量3θ、4θ、3S 、E S 。为求解需建立两个封闭的矢量方程，为此需利用两个封闭的图形O3AO2O3及O3BFDO3，由此可得： → →→ → → → → +=+=+E S L L '6 4L3S3 L1L6 并写成投影方程为： ’ 6 4433E 44331 16331133L sin L sin L 0S cos L cos L sin sin cos cos =+=-++==θθθθθθθθL L S L S 由上述各式可解得： O3
4 433E 3 1 134 3 364111 163cos L cos L S cos cos L S L sin L L arcsin cos L sin L L arctan θθθθθθθθθ?+?=?= ?-=??+=? 由以上各式即可求得3θ、4θ、3S 、E S 四个运动变量，而滑块的方位角2θ=3θ。 然后，分别将上式对时间取一次、二次导数，并写成矩阵形式，及得一下速度和加速度方程式。 ??? ?????????//-=?????? ?????????????????? ??-?00 cos sin S 0cos L cos L 0 1sin L -sin L -000cos S sin 00sin S -cos 1 11114 334 43 3443333333θθθθθθθθθθL L w v w w E =?????? ? ????????????????? ??-? ?E αααθθθθθθθθ433 4 43 34433333333 S 0cos L cos L 0 1sin L -sin L -000cos S sin 00sin S -cos ????????????//-+?? ? ?? ? ?? ????? ? ---? ? 00sin cos 0sin w L -s w L -00c w L -cos w L -000sin w S -cos cos 0 0cos w S sin S -sin 11111114 443 334443333 3333333 333333 θθθθθθθθθ θθθw L w L w in os S w w 而2w =3w 、2α=3α