一部分插床导杆机构综合及运动任务

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。

机械原理课程设计任务书（十）姓名 专业 液压传动与控制 班级 液压 学号一、设计题目：插床导杆机构的设计及运动分析 二、系统简图：三、工作条件3O B位置，曲柄每分钟转数1n 。

四、原始数据五、要求：1）设计导杆机构； 2）显示机构两个位置；3）作滑块的运动线图（编程设计）； 4）编写说明书。

指导教师：开始日期： 2011 年 6 月 26 日 完成日期： 2011 年 6 月 30 日目录1．设计任务及要求2．数学模型的建立3．程序框图4．程序清单及运算结果5．总结和目的6. 参考文献1数学模型急位夹角60°,θA 2=75mm,a=b=100mm1.()55θt ωt =2.5655tx sin θθarctan x cos θ= ()0556xωωcos θθy=-3.θ1=θ6-180.()()()2655655656561εx εcos θθx ωsin θθωωsin θθy⎡⎤=---+-⎣⎦4.连杆的角位移方案15a sin θc θarcsin b -⎛⎫= ⎪⎝⎭5.滑块5的位移方程(ε5=0) 11asin θc d acos θbcos arcsin b -⎡⎤⎛⎫=- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦6.BC 杆角速度6122a ωcos θωb cos θ=7.滑块速度方程()12c 62sin θθv a ωcos θ-=8.2251612222a εcos θa ωcos θb ωsin θεbcos θ-+=9.2kc 22226161a b εsin θb ωcos θa εsin θa ωcos θ=+--2.程序框图3.程序清单及运算结果（1）程序清单#include<stdio.h>#include<math.h>#include<stdlib.h>#include<conio.h>#include<graphics.h>#define pi 3.1415926#define N 600void init_graph(void);void initview();void draw();void cur();double weit1[N],weit2[N],weit3[N];double sita1[N],sita2[N],sita3[N];double omigar1[N],omigar2[N],omigar3[N];double a=75.0,d=150.0,e=93.0,f=50.0,g=50.0.0,w1=6.3031852;main(){int i;double alf=0, detat=0,theta1=0;double weit=0,w3=0,ekq3=0,b=0,va=0; double theta2=0,w4=0,ekq4=0;double s=0,vc=0,ac=0;double q=0,j=0,u=0;detat=2*pi/(N*w1);for(i=0;i<N;i++){alf=w1*detat*i;weit=atan((a*sin(alf)-d)/(a*cos(alf))); if(weit<0)weit=weit+2*pi;elseif(0<weit<pi)weit=weit+pi;/*****计算杆件3的角速度、角加速度*****/ theta1=weit-pi;b=sqrt(a*a+d*d-2*a*d*sin(alf));w3=a*w1*cos(alf-weit)/b;va=-a*w1*sin(alf-weit);ekq3=(-a*w1*w1*sin(alf-weit)-2*va*w3)/b;/*****计算滑块5的位移、速度、加速度*****/theta2=asin((f*sin(theta1)-e)/g);q=-2*f*cos(theta1);j=f*f+e*e-g*g-2*f*e*sin(theta1);u=q*q-4*j;s=(-q+sqrt(u))/2;w4=f*w3*cos(theta1)/(g*cos(theta2));vc=f*w3*sin(theta1-theta2)/cos(theta2);ekq4=f*(ekq3*cos(theta1)-w3*w3*sin(theta1)+w4*w4*sin (theta2))/(g*cos(theta2));ac=g*ekq4*sin(theta2)+g*w4*w4*cos(theta2)-f*ekq3*sin (theta1)-f*w3*w3*cos(theta1);/******计算结果存入数组*****/weit1[i]=weit;weit2[i]=w3;weit3[i]=ekq3;sita1[i]=s;sita2[i]=vc;sita3[i]=ac;omigar1[i]=theta2;omigar2[i]=w4;omigar3[i]=ekq4;}/*****输出计算结果*****/for(i=0;i<N;i++){printf("i=%d \n weit1[i]=%lf \t weit2[i]=%lf \t weit3[i]=%lf \t",i,weit1[i],weit2[i],weit3[i]);printf("\n stia1[i]=%lf \t stia2[i]=%lf \t stia3[i]=%lf \t",sita1[i],sita2[i],sita3[i]);printf("\n omigar1[i]=%lf \t omigar2[i]=%lf \t omigar3[i]=%lf\n\n",omigar1[i],omigar2[i],omigar3[i]);}cur();}/*****速度、加速度、位移曲线图函数******/void cur(){int i;double alf=0, detat=0,theta1=0;double weit=0,w3=0,ekq3=0,b=0,va=0;double theta2=0,w4=0,ekq4=0;double s=0,vc=0,ac=0;double q=0,j=0,u=0;doublea=75,d=150,e=93,f=100,g=100,w1=6.2831852;int gd=DETECT, gmode,n;initgraph(&gd,&gmode,"c:\\turboc2");clrscr();for(i=0;i<N;i++){detat=2*pi/(N*w1);alf=w1*detat*i;weit=atan((a*sin(alf)-d)/(a*cos(alf)));if(weit<0)weit=weit+2*pi;elseif(0<weit<pi)weit=weit+pi;theta1=weit-pi;b=sqrt(a*a+d*d-2*a*d*sin(alf));w3=a*w1*cos(alf-weit)/b;va=-a*w1*sin(alf-weit);ekq3=(-a*w1*w1*sin(alf-weit)-2*va*w3)/b;theta2=asin((f*sin(theta1)-e)/g);q=-2*f*cos(theta1);j=f*f+e*e-g*g-2*f*e*sin(theta1);u=q*q-4*j;s=(-q+sqrt(u))/2;w4=f*w3*cos(theta1)/(g*cos(theta2));vc=f*w3*sin(theta1-theta2)/cos(theta2);ekq4=f*(ekq3*cos(theta1)-w3*w3*sin(theta1)+w4*w4*sin (theta2))/(g*cos(theta2));ac=g*ekq4*sin(theta2)+g*w4*w4*cos(theta2)-f*ekq3*sin (theta1)-f*w3*w3*cos(theta1);line(100,200,500,200);setcolor(5);line(492,201,500,200);line(492,199,500,200);line(100,10,100,350);setcolor(5);line(99,18,100,10);line(101,18,100,10);putpixel(100+alf*180/pi,200-s/5,1);/*绘制位移曲线*/putpixel(100+alf*180/pi,200-vc/100,2);/*绘制速度曲线*/putpixel(100+alf*180/pi,200-ac/100,4)/*绘制加速度曲线*/}setcolor(10);settextjustify(CENTER_TEXT,0);outtextxy(300,300,"RED___JIASUDU");outtextxy(300,330,"GREEN___SUDU");outtextxy(300,360,"BLUE___WEIYI");/* outtextxy(300,50,"SUDU JIASUDU WEIYI GUAN XI QU XIAN TU");*/outtextxy(300,50,"SUDU JIASUDU WEIYI GUAN XI QU XIAN TU");getch();closegraph();}（2）该程序运算结果4.总结和目的随着假期的到来，课程设计也接近了尾声。

插床导杆机构设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握插床导杆机构的基本概念、工作原理和设计方法；2. 了解插床导杆机构的结构特点及其在机械加工中的应用；3. 掌握插床导杆机构的运动学分析及动力学计算方法。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行插床导杆机构设计的能力；2. 提高学生运用CAD软件进行插床导杆机构三维建模和运动仿真的技能；3. 培养学生运用数学知识解决实际工程问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械设计及其自动化专业的热爱，激发学习兴趣；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践与理论相结合；3. 增强学生的团队合作意识，培养沟通协调能力。

课程性质：本课程为机械设计专业课程，以理论教学与实践操作相结合的方式进行。

学生特点：学生已具备一定的机械基础知识和CAD软件应用能力，具有较强的学习能力和动手能力。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强化实际操作训练，提高学生的设计能力和创新能力。

通过课程学习，使学生能够独立完成插床导杆机构的设计与计算任务，为将来的工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 插床导杆机构的基本概念：包括插床导杆机构的定义、分类及其在机械加工中的应用。

教材章节：第二章第一节2. 插床导杆机构的工作原理及设计方法：分析插床导杆机构的运动规律，介绍设计方法及步骤。

教材章节：第二章第二节3. 插床导杆机构的结构特点：讲解插床导杆机构的结构设计，分析其优缺点。

教材章节：第二章第三节4. 插床导杆机构的运动学分析：介绍运动学分析方法，进行速度、加速度等计算。

教材章节：第二章第四节5. 插床导杆机构的动力学计算：讲解动力学计算方法，分析受力情况，计算动力和力矩。

教材章节：第二章第五节6. 插床导杆机构设计实例：结合实际案例，指导学生完成插床导杆机构的设计与计算。

教材章节：第二章第六节7. CAD软件在插床导杆机构设计中的应用：介绍CAD软件在插床导杆机构三维建模和运动仿真中的应用。

机械原理课程设计计算说明书§1引言图1是插床机构的机构示意图。

该机构主要由导杆机构，凸轮机构和齿轮机构所组成。

导杆机构是由曲柄1,滑块2、5,导杆3, 5连杆4和机架6所组成。

其中曲柄1为原动件。

当曲柄1以恒速〃1转动时，导杆3绕。

3轴来回摆动，通过连杆4,使装有刀具的滑块5沿导路y-y作上下移动。

当滑块5沿导路向下移动时，刀具切削工件。

图151.4286° =334.2857°| o 2 23= 2 血1 = 2.3.14159」3° =13.6136 (rad/s)160 60表中：K——行程速度变化系数；H——滑块5的冲程；，6 =o3 --------- 饺链中心。

2和。

3之间的距离；等I B C/lo3 B杆长比；---曲柄1的转速；F——切削力；G3——导杆3的重量；Gg ------ 滑块5的重量；O——机器运转的不均匀系数；Js3 ——导杆3对其质心轴的转动惯量；§ 2插床导杆机构综合及运动分析一、已知条件行程速度变化系数K,饺链中心。

2和。

3之间的距离，6,滑块5的冲程H,杆长比& 滑块5沿导路方向y—y垂直于导杆3摆角巾的分角线。

3。

2，并使导杆机构在整个行程中都能得到较小的压力角，曲柄转速〃1及指定的相对运动图解法的作业位置。

二、插床导杆机构的综合如图 1 所示，简记/[ = l o2 A '，3 =，o3 B '=，BC '，6 =o3 , h= l oo^根据给定的已知条件，可按下列步骤确定插床导杆机构的有关尺寸1)计算极位角e及导杆摆角WW=0=1XO°KT =1湘° L8T =51.4286°(1)K+1 1.8+1式中：K为行程速度变化系数2)求ZiI =/sin 妇7»布51.4286°=73 7602 (mm) (2)16 2 2式中：16为饺链中心。

仲恺农业工程学院课程设计插床机械设计姓名院（系）专业班级学号指导教师职称目录一、插床机械设计任务书 (1)1、工作原理 (1)2、设计要求 (1)3、设计数据 (2)4、设计内容及工作量 (2)二、设计计算过程 .......................................... 错误!未定义书签。

(一). 方案比较与选择..................................... 错误!未定义书签。

1.方案I ..................................................... 错误!未定义书签。

2.方案II .................................................... 错误!未定义书签。

3.方案III ................................................... 错误!未定义书签。

(二). 导杆机构分析与设计 (5)1.机构的运动尺寸 (5)2.导杆机构的运动分析 (6)(三). 导杆机构的动态静力分析 (9)(四). 凸轮机构设计 (13)1.确定凸轮机构的基本尺寸 (13)2.凸轮廓线的绘制: (16)3.1：1绘制所设计的机构运动简图 (17)一、插床机械设计任务书1、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O2上的凸轮驱动摆动从动件DO l 8和其它有关机构（图中未画出）来完成的。

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： 20087668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。

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（次/min） 60 插刀往复行程（mm ）100 插削机构行程速比系数2插床机构运动方案示意图插刀所受阻力曲线三、设计任务1. 针对图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；2. 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；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 、MATLAB 、ADAMS 或SOLIDWORKS 等均可）对执行机构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。

第一部分插床导杆机构综合及运动的任务一、已知条件形成速度变化系数K,铰链中心和之间的距离，滑块5的冲程H,杆长比，滑块5的导路方向y-y垂直于导杆3摆角的分角线，并使导杆机构在整个行程中都能得到较小的压力角，曲柄转速及指定的相对运动图解法的作业位置。

二、基本要求1）确定图中给出的机构相关尺寸，即需确定下列尺寸：曲柄1的长度，导杆3的长度，连杆4的长度，固定铰链中心到滑块5的导路y-y的距离h（此处，y-y是和铰链中心C的轨迹相重合的直线）；2）按指定的作业位置作出机构运动简图，并用相对运动图解法求滑块5的速度和加速度，质心的加速度；3）作出滑块5的位移曲线，并用图解微分法求出速度曲线，将结果与用相对运动图解法求得的滑块速度作比较。

三、完成内容在计算说明书上，应完成下列内容：1）列出基本方程式及主要运算过程和数据；2）列出主要的求解结果（包括机构的各主要尺寸，各构件的角速度和角加速度）；3）列表比较相对运动图解法和图解微分法所得的值。

第二部分插床导杆机构动态静力分析的任务一、已知条件插床导杆机构综合与运动分析的结果，曲柄转速，切削力的变化规律及其作用线位置；滑块5的重量及其质心的位置；导杆3具有与其运动平面相平行的对称平面，导杆3的重量，质心的位置及对其质心轴的转动惯量；不计其余活动构件的质量；不计各运动副中的摩擦。

二、基本要求1、按指定的作业位置，求出机构各运动副中的作用力；2、按指定的作业位置，求出加于曲柄1的平衡力矩。

要求分别用力多变形法和速度多变形杠杆法求解平衡力矩，并比较所得结果，计算相对误差式中，—用力多变形法求得的平衡力矩；—用速度多变形法求得的平衡力矩。

三、完成任务在计算说明书上，应完成下列内容：1、列出各构件惯性力和惯性力矩的计算结果；2、列出各示力体的平衡方程式及未知力的求解结果；3、列出用速度多变形杠杆法求平衡力矩的力矩平衡方程和求解结果；4、列表比较和，按照上面公式求得相对误差。

插床导杆机构课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解插床导杆机构的基本概念，掌握其结构组成及工作原理。

2. 学生能够掌握插床导杆机构的运动规律，并能够运用相关公式进行计算。

3. 学生能够了解插床导杆机构在实际工程中的应用，并能够分析其优缺点。

技能目标：1. 学生能够运用所学的插床导杆机构知识，进行简单机构的分析与设计。

2. 学生能够通过实际操作，掌握插床导杆机构的调试与优化方法。

3. 学生能够运用计算机辅助设计软件，绘制插床导杆机构的零件图和装配图。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械工程的兴趣，激发他们探索机械原理的积极性。

2. 培养学生具备良好的团队协作精神，能够与他人共同完成插床导杆机构的分析与设计任务。

3. 培养学生具备创新意识，能够从实际应用中提出改进插床导杆机构方案，提高其性能。

课程性质：本课程为机械设计基础课程，以理论教学与实践操作相结合的方式进行。

学生特点：学生处于高年级阶段，已具备一定的机械基础知识，具有较强的逻辑思维能力和动手操作能力。

教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论知识与实际应用的结合，提高学生的分析问题、解决问题的能力。

通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际工程中，为今后的工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 插床导杆机构的基本概念：包括插床导杆机构的定义、分类及用途，使学生对其有一个全面的认识。

2. 插床导杆机构的结构组成：详细讲解插床导杆机构的各个部分，如导杆、滑块、导向件等，并分析各部分的功能。

3. 插床导杆机构的工作原理：阐述其运动规律，包括直线运动和旋转运动，以及运动副的摩擦、磨损和润滑问题。

4. 插床导杆机构的运动分析：教授运动学分析方法，如解析法、图解法等，使学生能够进行运动计算和分析。

5. 插床导杆机构的强度计算：介绍强度计算的基本原理，讲解如何根据实际需求进行强度校核。

6. 插床导杆机构的优化设计：分析影响机构性能的因素，教授优化设计方法，提高机构的性能。

一 插床机构的设计与运动分析1.插床机构简介与设计数据插床主要由齿轮机构、导杆机构和凸轮机构等组成，如图2-1，a 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杆D O 4和其他有关机构来完成的。

设计数据表 设计内容 导杆机构的设计及运动分析符号 1n K HB O BCl l 3 32O O la b c单位 min r mm mm数据 652120116055551251．设计内容和步骤已知 行程速度变化系数（行程速比系数）K ，滑块5的冲程H ，中心距32O O l ，比值BO BCl l 3，各构件重心S 的位置，曲柄每分钟转数 1n 。

要求 设计导杆机构，作机构两个位置的速度多边行和加速度多边形，做滑块的运动线图。

步骤1）设计导杆机构。

按已知条件确定导杆机构的各未知参数。

其中滑块5的导路y y -的位置可根据连杆4传力给滑块5的最有利条件来确定，即y y -应位于B 点所画圆弧高的平分线上。

2）作机构运动简图。

选取长度比例尺)(mm m l μ，按表22-所分配的两个曲柄位置作出机构运动简图，其中一个位置用粗线画出。

曲柄位置的作法如图22-；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个曲柄位置，显然位置9对应于滑块5处于下极限时的位置。

再作出开始切削和终止切削所对应的'1和'8两个位置。

3）作速度、加速度多边形。

选取速度比例尺⎪⎭⎫⎝⎛mm s m v μ和加速度比例尺⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛mm s m a 2μ，用相应运动图解法作该两个位置的速度多边形和加速度多边形，并将其结果列入下表：项目位置1ω2A v23A A v 3A v CB v C v 3S vω大小 方向 106.28 0.471 0. 14 0.450 0.04 0.2 0.26 2.1逆时针单位 s 1 s m s 1项目 位置 2A a K A A a23 n A a 3t A a 3n CB a C a 3S a ε2.96 0.6 0.96 0.04 0.016 0.04 0.54单位2s m 21s4）作滑块的运动线图。

《机械原理》课程设计任务书一、课程设计目的《机械原理》课程设计是机械原理课程的最后一个教学环节，其目的是：（1）通过课程设计，综合运用机械原理课程的理论和实践知识，分析和解决与本课程有关的实际问题，并使所学知识进一步巩固、加深；（2）使学生得到拟定运动方案的训练，并具有初步机械选型与组合以及确定传动方案的能力，培养学生开发和创新机械产品的能力；（3）使学生对运动学和动力学的分析与设计有一较完整的概念；（4）通过课程设计，进一步提高学生运算、绘图、表达、运用计算机和查阅有关资料的能力。

二、设计内容及要求1．设计题目插床机构插床是一种用于工件内表面切削加工的机床。

插床主要由齿轮机构、导杆机构和凸轮机构等组成，如图1（a）。

电动机经过齿轮Z1、Z2等减速装置（齿轮Z1、Z2之前的减速装置图中未表示出）带动导杆机构1-2-3-4-5-6，使装有刀具的滑块5沿导路y-y完成切削运动和快速退回运动。

刀具与工作台之间的进给运动，是由固联于轴O2上的凸轮推动摆动从动杆O4D和其他有关机构（图中未画出）来完成的。

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1（b）为阻力线图。

(a)(b)图1原始设计数据见表1表1 插床设计数据内容导杆机构的设计及运动分析齿轮机构的设计符号n1K L BC/L o3B L o2o3 a b c H Z1 Z2 αm 单位r/min mm (°) mm 数据60 2 1 150 50 50 125 100 13 40 20 8内容凸轮机构的设计符号ψmaxαmax L o4D L o2o4 γ0 γt 从动机运动规律余弦加速上升远静止等加速等减速下降近静止单位(°) mm相应凸轮转角50°20°60°230°数据15 45 125 160 80 10设计内容导杆机构的动态静力分析及飞轮转动惯量的确定符号G3G5 J s3 d Q δ单位N N kg.m2mm N数据160 320 0.14 120 1000 1/25图2为所分配的曲柄位置图。

插床执行机构课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习插床执行机构的相关知识，让学生掌握插床的基本结构、工作原理以及在机械加工中的应用。

在知识目标方面，要求学生能够理解并描述插床执行机构的主要部件及其功能，了解插床的工作原理和操作流程。

在技能目标方面，要求学生能够运用所学的知识对插床执行机构进行分析和维护。

在情感态度价值观目标方面，通过学习插床执行机构的相关知识，使学生对机械加工行业有更深刻的认识，培养学生的创新意识和实践能力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括插床执行机构的基本结构、工作原理以及在机械加工中的应用。

具体包括以下几个方面：1.插床执行机构的基本结构：床身、滑枕、刀具、控制系统等。

2.插床的工作原理：插床的运动学原理、动力学原理以及加工过程的稳定性。

3.插床在机械加工中的应用：各类插床在实际加工过程中的优势和应用场景。

三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。

包括：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握插床执行机构的基本知识。

2.讨论法：学生进行分组讨论，培养学生的思考能力和团队协作能力。

3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解插床执行机构在机械加工中的应用。

4.实验法：安排学生进行插床操作实验，提高学生的动手能力和实践能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用国内权威出版的《插床执行机构》教材，为学生提供系统的理论知识。

2.参考书：推荐学生阅读相关领域的专业书籍，拓展学生的知识视野。

3.多媒体资料：制作精美的PPT，直观展示插床执行机构的工作原理和操作流程。

4.实验设备：准备插床实验设备，为学生提供实践操作的机会。

五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用多种评估方式相结合。

主要包括以下几个方面：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估其对插床执行机构知识的理解和掌握程度。

河南理工大学机械原理插床课设一、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。

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（次/min）120插刀往复行程（mｍ）60插削机构行程速比系数2130中心距（mm)1杆长之比质心坐标(mm)45质心坐标（ｍm）４5质心坐标(mm)115１25凸轮摆杆长度（mm）凸轮摆杆行程角(0）15推程许用压力角(0）４5推程运动角（0）９060回程运动角（0）１5远程休止角(０）推程运动规律3-4－5次多项式回程运动规律等速速度不均匀系数0．03最大切削阻力(N)２000阻力力臂(ｍm）120滑块５重力（Ｎ）320构件3重力（N)120构件3转动惯量（kgm2)0.1三、设计任务1．针对图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;２. 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；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、ＭATLＡＢ、ＡDＡMS或SOＬＩＤWＯＲKＳ等均可）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。

机械原理课程设计任务书（十）姓名 专业 液压传动与控制 班级 液压 学号一、设计题目：插床导杆机构的设计及运动分析 二、系统简图：三、工作条件3O B位置，曲柄每分钟转数1n 。

四、原始数据五、要求：1）设计导杆机构； 2）显示机构两个位置；3）作滑块的运动线图（编程设计）； 4）编写说明书。

指导教师：开始日期： 2011 年 6 月 26 日 完成日期： 2011 年 6 月 30 日目录1．设计任务及要求2．数学模型的建立3．程序框图4．程序清单及运算结果5．总结和目的6. 参考文献1数学模型急位夹角60°,θA 2=75mm,a=b=100mm1.()55θt ωt =2.5655tx sin θθarctan x cos θ= ()0556xωωcos θθy=-3.θ1=θ6-180.()()()2655655656561εx εcos θθx ωsin θθωωsin θθy⎡⎤=---+-⎣⎦4.连杆的角位移方案15a sin θc θarcsin b -⎛⎫= ⎪⎝⎭5.滑块5的位移方程(ε5=0) 11asin θc d acos θbcos arcsin b -⎡⎤⎛⎫=- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦6.BC 杆角速度6122a ωcos θωb cos θ=7.滑块速度方程()12c 62sin θθv a ωcos θ-=8.2251612222a εcos θa ωcos θb ωsin θεbcos θ-+=9.2kc 22226161a b εsin θb ωcos θa εsin θa ωcos θ=+--2.程序框图3.程序清单及运算结果（1）程序清单#include<stdio.h>#include<math.h>#include<stdlib.h>#include<conio.h>#include<graphics.h>#define pi 3.1415926#define N 600void init_graph(void);void initview();void draw();void cur();double weit1[N],weit2[N],weit3[N];double sita1[N],sita2[N],sita3[N];double omigar1[N],omigar2[N],omigar3[N];double a=75.0,d=150.0,e=93.0,f=50.0,g=50.0.0,w1=6.3031852;main(){int i;double alf=0, detat=0,theta1=0;double weit=0,w3=0,ekq3=0,b=0,va=0; double theta2=0,w4=0,ekq4=0;double s=0,vc=0,ac=0;double q=0,j=0,u=0;detat=2*pi/(N*w1);for(i=0;i<N;i++){alf=w1*detat*i;weit=atan((a*sin(alf)-d)/(a*cos(alf))); if(weit<0)weit=weit+2*pi;elseif(0<weit<pi)weit=weit+pi;/*****计算杆件3的角速度、角加速度*****/ theta1=weit-pi;b=sqrt(a*a+d*d-2*a*d*sin(alf));w3=a*w1*cos(alf-weit)/b;va=-a*w1*sin(alf-weit);ekq3=(-a*w1*w1*sin(alf-weit)-2*va*w3)/b;/*****计算滑块5的位移、速度、加速度*****/theta2=asin((f*sin(theta1)-e)/g);q=-2*f*cos(theta1);j=f*f+e*e-g*g-2*f*e*sin(theta1);u=q*q-4*j;s=(-q+sqrt(u))/2;w4=f*w3*cos(theta1)/(g*cos(theta2));vc=f*w3*sin(theta1-theta2)/cos(theta2);ekq4=f*(ekq3*cos(theta1)-w3*w3*sin(theta1)+w4*w4*sin (theta2))/(g*cos(theta2));ac=g*ekq4*sin(theta2)+g*w4*w4*cos(theta2)-f*ekq3*sin (theta1)-f*w3*w3*cos(theta1);/******计算结果存入数组*****/weit1[i]=weit;weit2[i]=w3;weit3[i]=ekq3;sita1[i]=s;sita2[i]=vc;sita3[i]=ac;omigar1[i]=theta2;omigar2[i]=w4;omigar3[i]=ekq4;}/*****输出计算结果*****/for(i=0;i<N;i++){printf("i=%d \n weit1[i]=%lf \t weit2[i]=%lf \t weit3[i]=%lf \t",i,weit1[i],weit2[i],weit3[i]);printf("\n stia1[i]=%lf \t stia2[i]=%lf \t stia3[i]=%lf \t",sita1[i],sita2[i],sita3[i]);printf("\n omigar1[i]=%lf \t omigar2[i]=%lf \t omigar3[i]=%lf\n\n",omigar1[i],omigar2[i],omigar3[i]);}cur();}/*****速度、加速度、位移曲线图函数******/void cur(){int i;double alf=0, detat=0,theta1=0;double weit=0,w3=0,ekq3=0,b=0,va=0;double theta2=0,w4=0,ekq4=0;double s=0,vc=0,ac=0;double q=0,j=0,u=0;doublea=75,d=150,e=93,f=100,g=100,w1=6.2831852;int gd=DETECT, gmode,n;initgraph(&gd,&gmode,"c:\\turboc2");clrscr();for(i=0;i<N;i++){detat=2*pi/(N*w1);alf=w1*detat*i;weit=atan((a*sin(alf)-d)/(a*cos(alf)));if(weit<0)weit=weit+2*pi;elseif(0<weit<pi)weit=weit+pi;theta1=weit-pi;b=sqrt(a*a+d*d-2*a*d*sin(alf));w3=a*w1*cos(alf-weit)/b;va=-a*w1*sin(alf-weit);ekq3=(-a*w1*w1*sin(alf-weit)-2*va*w3)/b;theta2=asin((f*sin(theta1)-e)/g);q=-2*f*cos(theta1);j=f*f+e*e-g*g-2*f*e*sin(theta1);u=q*q-4*j;s=(-q+sqrt(u))/2;w4=f*w3*cos(theta1)/(g*cos(theta2));vc=f*w3*sin(theta1-theta2)/cos(theta2);ekq4=f*(ekq3*cos(theta1)-w3*w3*sin(theta1)+w4*w4*sin (theta2))/(g*cos(theta2));ac=g*ekq4*sin(theta2)+g*w4*w4*cos(theta2)-f*ekq3*sin (theta1)-f*w3*w3*cos(theta1);line(100,200,500,200);setcolor(5);line(492,201,500,200);line(492,199,500,200);line(100,10,100,350);setcolor(5);line(99,18,100,10);line(101,18,100,10);putpixel(100+alf*180/pi,200-s/5,1);/*绘制位移曲线*/putpixel(100+alf*180/pi,200-vc/100,2);/*绘制速度曲线*/putpixel(100+alf*180/pi,200-ac/100,4)/*绘制加速度曲线*/}setcolor(10);settextjustify(CENTER_TEXT,0);outtextxy(300,300,"RED___JIASUDU");outtextxy(300,330,"GREEN___SUDU");outtextxy(300,360,"BLUE___WEIYI");/* outtextxy(300,50,"SUDU JIASUDU WEIYI GUAN XI QU XIAN TU");*/outtextxy(300,50,"SUDU JIASUDU WEIYI GUAN XI QU XIAN TU");getch();closegraph();}（2）该程序运算结果4.总结和目的随着假期的到来，课程设计也接近了尾声。