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机械原理课程设计之蔡仲巾千创作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经常使用的机械加工设备, 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.电念头经过带传动、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路途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 中心距（mm ）150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 的位移和速度的变动规律曲线；3. 在插床工作过程中, 插刀所受的阻力变动曲线如图所示, 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.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：结构简图如下方案二：机构简图如下：经过对方案一和方案二的比力, 我们发现方案一的优点是结构杆长之比1 质心坐标（mm ） 50 质心坐标（mm ） 50 质心坐标（mm ）120 凸轮摆杆长度（mm ） 120 凸轮摆杆行程角（0） 15 推程许用压力角（0）45 推程运动角（0） 90 回程运动角（0） 60 远程休止角（0）15 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最年夜切削阻力（N ）1000 阻力力臂（mm ） 120 滑块5重力（N ） 320 构件3重力（N ）160构件3转动惯量（kgm 2）简单, 易于实现.方案二的优点是可接受的力要年夜.考虑到插床需要较年夜的进给里用已加工零件, 所以我们选择方案二, 下面我们就相对方案二进行进一步的计算和设计.行程H=100mm, 行程比系数K=2,, YY轴的距离图 1 极限位置得极为夹角：首先做出曲柄的运动轨迹, , 随着曲柄的转动, 有图知道, 于圆相切于上面时,与圆相切于下面时, 刀具处于上极限位置..由几何关系知, , 于是可得,由几何关系可得：代入数据得即曲柄长度为2.图 2 杆由图 2 知道, ,在确定曲柄长渡过程中, 我们获得021221160=∠=∠O O A O O A , 那么可获得022160=∠B O B , 那么可知道三角形221O B B ∆等边三角形.又有几何关系知道四边形1221C C B B 是平行四边形, 那么1212C C B B =, 又上面讨论知221O B B ∆为等边三角形, 于是有1221B B O B =, 那么可获得mm O B 10022=,即mm BO 1002=又已知1/2=BO BC , 于是可获得 即杆2,BO BC 的100mm.3.2O 到YY 轴的距离简直定图 32O 到YY 轴的距离B1有图我们看到, YY, 同一点的压力角先减小, 后又增年夜, 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, 即图3中左边的那条点化线, B1点时, 当B将会呈现最年夜压力角., 即图中右边的那条点化线时, B点转到B1时将呈现最年夜压力角为了使每一点的压力角都为最佳, 我们可以选取YY轴通过CB1中点（C.又几何关系知道：, 再代入其他数据, 得：综上,行程H=100mm, 行程比系数K=2,, YY轴的距离图 4 极限位置得极为夹角：首先做出曲柄的运动轨迹, , 随着曲柄的转动, 有图知道, 于圆相切于上面时,与圆相切于下面时, 刀具处于上极限位置..由几何关系知, , 于是可得,由几何关系可得：代入数据得即曲柄长度为2.图 5 杆由图 2 知道, ,在确定曲柄长渡过程中,形.又有几何关系知道四边平行四边形, 那么又上面讨论为等边三角形, 于是有又已知, 于是可获得即杆的100mm.3.2O 到YY 轴的距离简直定图 62O 到YY 轴的距离有图我们看到, YY 轴由3311y y y y 移动到过程中, 同一点的压力角先减小, 后又增年夜, 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12B B 刚相接触时, 即图3中左边的那条点化线, 与圆弧12B B 相切与B1点时, 当B 点转到12,B B , 将会呈现最年夜压力角.12B B 重合时, 即图中右边的那条点化线时, B点转到B1时将呈现最年夜压力角为了使每一点的压力角都为最佳, 我们可以选取YY 轴通过CB1中点（C 点为12B O 与12B B 得交点）.又几何关系知道：B 1, 再代入其他数据, 得：综上, 插床主体设计所要求的尺寸已经设计完成.五、插床切削主体结构运动分析用图解法作机构的运动分析和静态静力分析逆时针旋转, 由作图法求解位移, 速度, 加速度.规定位移, 速度, 加速度向下为正, 插刀处于上极限位置时位移为0.（1）位移在1：1 的基础上, 量的位移为79.5mm., 即曲柄转过175°.（2）速度由已知从图中可知直, 由理论力学中分歧构件重合点处所法可得其中上与A点重合的点的速度AOB上与A点重合的点相对滑块的速度AOB上与A点重合的速度.又由图知BC垂直YY轴平行, 有理论力学同一构件分歧点的方法可得：其中C点, 即插刀速度C点相对B点转动速度是B点速度.又B点是杆件3 上的一点, , 杆件3, 且B点和杆件与A, 于是可得：则可到由已知可得, 规定选取比例尺则可的矢量图如下：12mm,于是,即曲柄转过175°时, 插刀的速度为0.174m/s.（3）加速度由理论力学知识可得矢量方程：其中, 是滑块上与A点重合点的加速度,科氏加速度, （其中, q的加速度, 年夜小位置,是C点相对B点转动的向心加速度,方向过由C指向B C点相对B点转动的切向加速度, 年夜小位置, 方向垂直BC.次矢量方程可解,B时杆AOB上的一点, 构AOB , B点在, 角加速度）可得又由理论力学,结合图可获得；其中C相对B点转方向由C点指向B点；C相对B点转动的切向加速度, 年夜小未知, 方向与BC垂直.次矢量方程可解, 从而可获得C点, 即插刀的加速度.取比例可得加速度矢量图如下：12mm, 于是,（1）位移在1：1 的基础上, 滑块的位移为 1.5mm., 即曲柄转过355°.（2）速度由已知从图中可知直, 由理论力学中分歧构件重合点处所法可得其中上与A点重合的点的速度AOB上与A点重合的点相对滑块的速度AOB上与A点重合的速度.又由图知BC垂直YY轴平行, 有理论力学同一构件分歧点的方法可得：其中C点, 即插刀速度C点相对B点转动速度是B点速度.又B点是杆件3 上的一点, , 杆件3, 且B点和杆件与A, 于是可得：则可到由已知可得, 规定选取比例尺则可的矢量图如下：2.16mm,于是, 可得：即曲柄转过355°时, YY轴向上.（3）加速度由理论力学知识可得矢量方程：其中, 为滑块上与A点重合点的加速度,哥氏加速度,的加速度, 年夜小位置, . B是杆AOB上的一点, 杆AOB , B5侧, 角加速度）可得又由理论力学,结合图可获得；其中C相对B点转方向由C点指向B点；C相对B点转动的切向加速度, 年夜小未知, 方向与BC垂直.次矢量方程可解, 从而可获得C点, 即插刀的加速度.取比例可得加速度矢量图如下六、重要数据及函数曲线分析角度位移S（mm)速度V(m/s)加速度α(m/s2)7 1.5 03 2.05 14 3 55 221 4 528 0.115 1.95 35 8 2542 3649 156 163 1 5570 6 0.85 77 25 0.77 84 30 92 0.63 91 31 0.201 598 07 0.15 105 41 10 0.09 112 45 12 -0.02 119 4 2 -24 126 55 12133 57 05140 01 3147 2154 0.196 -0.36 161 73 0.19 -0.39 168 76 0.18 -0.4 175 79.5 4 -0.432 180 83 0.172 -0.45 187 85 7 -0.59 194 90 40 -0.7 201 92 3 -0.79 208 26 -0.9 215 95 0.093 -222 98 0.073 -229 9 0.05 -1.9 236 99 0.03 -243 99 -2.6 250 98 -257 97 -264 -271 90 -0.274 -5.12278 -5.1285 73 -0.52 -292 66 -0.574 -299 -0.62 -306 -0.61313320 -0.43327 -0.3334 -0.23341 3 -0.13348 -355 -0.0216 3.04360 0 01, 滑块C位移由0开始增年夜, 年夜约在240度时达到最年夜, 然后开始减少, 易知滑块C进程与回程时, , 这说明了曲柄.2：, , 速度V 正向增年夜, 年夜约在120度时达到最年夜, 然后呈现下降趋势, 在240度时下降为0, 标明位移以增年夜到最年夜, 即滑块C达到最下端, 由曲线看出, 滑块C的正向平均速度比负向平均速度小, 进一步标明了急回运动的存在.进程时, 速度比力小, 更有利于进刀；回程时, 速度较快, 有利于提高工作效率, 充沛证明了此机构设计的合理性.下面对特殊点作一下分析：转角为0度时, V=0;曲柄转动至120度, 正向速度达到最年夜值0.22m/s, 此时滑块C具有最年夜速度, 当曲柄继续转动至240度时正向速度减少至0, 此时由速度是位移的变动率可知, 其位移达到最年夜值.当曲柄继续转动时, 滑块C速度反向, 酿成负向速度, 随着转角增年夜而增年夜, 曲柄转至240度, 速度达到负向最年夜值0.63m/s之后, 当滑块继续由摇杆带动时, 却曲柄由300度转至360度时, 其速度由负向最年夜值酿成0.3, 滑块C先向下作加速运动, 但加速度越来越小, 可是加速度越来越小, 然后反向增年夜知道位移达到最年夜, 接着滑块进入空回程, 由于存在急回运动, 加速度迅速正向增年夜, 达到最年夜后又开始减小, 直到滑块C进入工作行程.下面对一些特殊点进行分析：进程时, 滑块C具有正向加速度, 由2.2开始减少, 在102度时达到0, 当角度继续增年夜时, 加速度反向增年夜, 年夜约在240度时滑块位移达到最年夜值, 可是加速度还是在反向增年夜, 而且增长率明显比前段更年夜, 当角度达到270度时加速度增年夜到5.2m/s2时达到峰值, 开始减少, 在300度左右是达到0, 然后正向增长, 标明了滑块将要向上减速运动, 最后回到0位移, 然后往复运动.我们可以看出, 在0至240度区间内, 加速度都很平缓, 而在240至360度内, 加速度变动很快, 都说明了急回运动的存在.七、工作台设计方案方案的选择：方案一：凸轮连杆机构（题目中给的方案）方案讨论：①运动怎样从电念头引下来；②工作台的运动情况及相对位置；③怎样确定凸轮的装置角, 怎样让整个机构协调工作.第一个问题：由于插床机身高度较高, 所选择的机构传动方案必需能够实现长距离传动, 且保证定传动比, 长距离传动方案多种多样, 如：齿轮系传动；带传动；链传动；平行四边形机构传动等.齿轮系传动会使整个机器结构变得复杂；带传动自己具有个缺点：会发生弹性滑动, 且其精度不高；链传动则会发生冲击, 并陪伴着很年夜的噪声；平行四边形机构传动效率高, 结构简单, 完全复制了原动件的运动, 且其刚度较高, 故选取平行四边形机构这个方案来进行长距离传动.第二个问题：工作台最终可实现前后、左右作间歇直线送进运动和作间歇回转送进运动.送进运动必需与主切削运动协调配合, 即进给运动必需在刀具非切削期时间即上超阶段以内完成, 以防止刀具的切削运动与工作台的送进运动发生干涉.要实现工作台的三个间歇运动, 即将原动件的连续往复摆动转化为从动件的单向间歇运动, 根据机构的这个运动特性, 知可选取棘轮机构, 实现预期运动.同时, 机构中添加复合锥齿轮, 可实现改变锥齿轮的旋转方向, 从而改变工作台的运动方向；同时加上离合器机构, 以实现动力的传递或断开.这样, 当机械运动传递到棘轮时, 棘轮作有规律的单向间歇运动, 同时将摆动转化为沿轴的自转运动, 再通过复合锥齿轮传递给工作台.除靠各机械构件带开工作台运动外, 还可用手柄把持, 此时与棘轮连接的离合器处于断开状态, 棘轮的运动及动力不继续传递, 不影响手柄对工作台的把持.要保证送进运动与主切削运动协调配合, 即进入上超工作台开始运动, 结束上超工作台停止运动, 直到下一个上超阶段才重新运动, 则必需保证推程运动角小于即是上超区间的角度.第三个问题：由于工作台的进给运动只能发生在上超阶段, 故我们所选择的机构传动方案中机构的运动只有在上超阶段才华传递给工作台, 其它时间工作台都是处于静止状态, 故选择凸轮式间歇运念头构, 同时为了保证机构协调工作, 凸轮的装置角必需在上超区间的角度范围内.方案简图方案二：不完全齿轮间歇旋转机构该机构中不完全齿轮的旋转运动由连杆机构和锥轮从主动齿轮引导下来, 然后由不完全齿轮推开工作台运动, 设计的不完全齿轮的主动轮旋转一周时从动轮旋转1/10周.方案简图方案比力：比力两个方案, 可以发现方案一比如案二要多设计凸轮, 由于凸轮设计比力麻烦且精度不高, 所以我们选择方案二, 下面就方案二做进一步计算： 齿轮传动计算：取1z 22=, 21z 5z 225110=⨯=⨯=.依照要求取m 8=, 压力角020α=则中心距采纳标准中心距则 12a m z z /2=822+110/2=528=+⨯（）（）mm不完全齿轮的计算：设计的不完全齿轮的主动轮旋转一周时从动轮旋转1/10周.齿轮部份取参数为z=120, m=8,凸轮止弧和凹轮止弧则依照基圆的圆弧来配合八、总结这次设计课程不单让我加深了对机械原理理论课程的理解和认识, 更培养了我用理论知识去解决实际问题的能力.作为初度接触设计的我, 对未来的设计布满了信心.当我们遇到一个问题时, 首先不能畏惧, 而是要对自己有信心, 相信通过自己的努力一定能解决的.就象人们常说的在战略上藐视它.可是在战术上的重视它.通过慎重的考虑认真的分析, 脚踏实地去完成它, 克服重重困难, 当你胜利实现目标时, 那种成绩感一定会成为你生长的动力.还有就是经过这次的课程设计, 我在绘图方面和三维仿真方面的知识也获得进一步的加强, 让我受益匪浅.九、参考文献裘建新.机械原理课程设计指导书.北京：高等教育出书社。
机械设计课程设计说明书题目插床机械传动系统设计指导教师院系物理与机电工程学院班级 10机械（2）学号姓名完成时间 2012.12.6目录一．设计任务书 (3)二、传动方案拟定 (6)三、电动机的选择 (6)四、计算总传动比及分配各级的传动比 (7)五、运动参数及动力参数计算 (7)六、传动零件的设计计算 (9)七、轴的设计计算 (25)八、滚动轴承的选择及校核计算 (38)九、联轴器的选择 (42)十、润滑剂、密封装置的设计 (42)十一、箱体的设计 (43)十二、总结 (44)计算与说明主要结果机械设计课程设计任务书一、课程设计题目：插床机械系统方案设计二、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。
附图1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l O8D和其它有关机构（图中未画出）来完成的。
三、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]之内，摆动从动件8的升、回程运动规律均为等加速等减速运动，其它参数见设计数据。
执行机构的传动效率按0.95计算。
按小批量生产规模设计。
四、设计数据（见附表1）五、设计内容1、设计题目（包括设计条件和要求）；2、根据电机转速和曲柄轴转速的比值，选择传动机构并定性比较，确定传动系统方案；3、电动机类型和功率的选择；4、确定总传动比、分配各级传动比；5、计算传动装置的运动和动力参数；6、传动零件（带传动及齿轮传动（或蜗杆传动））设计计算；7、传动轴的结构设计及校核；8、滚动轴承的选择和寿命计算；9、键连接的选择和校核计算；10、联轴器的选择计算；11、润滑剂及润滑方式、密封装置的选择；12、减速器箱体的结构和主要尺寸设计；13、执行机构方案及尺寸设计（在机械原理设计中完成，本次不做）；14、执行机构构件及零件的结构尺寸设计（由设计者自定是否涉及）；15、运用计算机软件（Solidworks、Pro/E、AutoCAD等）设计及绘图；16、列出主要参考资料并编号；17、设计的心得体会和收获；六、设计工作量1、减速器装配图1张，要求计算机采用A0图纸出图，图纸格式为留装订边，标题栏、明细栏参考机械设计手册国标规定；2、传动轴零件图1张；传动零件1张，均要求计算机采用A3图纸出图，图纸格式为及箱体设计（2）减速器箱体设计；6、计算机绘图设计（1）减速器三维零件图及装配图（可不做）；（2）绘制减速器装配图；（3）绘制轴及传动零件的零件图；11（或13）周星期六至12（或14）周星期三7、编写设计计算说明书（1）编写设计计算说明书，内容包括所有的计算，并附有必要的简图；（2）说明书中最后应写出设计总结。
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。
机械原理课程设计说明书题目：插床机构姓名：班级：学号：指导教师：成绩:完成时间:目录1.1机构简介 (2)1.2设计任务 (2)1.3原始数据 (3)2.1机构运动方案设计 (3)2.2电动机、齿轮传动机构方案 (4)2.3总体方案图 (6)3.1电动机的选择 (7)3.2传动比分配 (8)3.3齿轮机构设计 (8)3.4主机构的设计 (10)3.5主机构的运动分析 (12)3.6主机构的受力分析 (15)3.7主机构的速度波动 (21)4.1课程设计小结 (23)参文考献 (25)一、机构简介与设计数据1、机构简介插床是一种用于工件表面切削加工的机床。
插床主要由连杆机构、凸轮机构和齿轮机构等组成，如图所示。
电动机经过齿轮机构减速使曲柄1转动，再通过连杆机构1—2—3—4—5—6，使装有刀具的滑块5沿导路y —y 作往复运动，以实现刀具的切削运动。
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O 4D 和其他有关机构（图中未画出）来完成。
为了缩短空回行程时间，提高生产率，要求刀具有急回运动。
2、设计数据二、设计内容1.导杆机构的设计及运动分析设计导杆机构，作机构的运动简图，并作机构两个位置的速度、加速度多边形以及刨头的运动线图，作滑块的运动线图。
以上内容与后面动态静力分析共画在0号图纸（图纸格式与机械制图要求相同，包括边框、标题栏等）上。
整理说明书。
2.导杆机构的动态静力分析确定机构一个位置的各运动副反力及应加于曲柄上的平衡力矩。
作图部分画在运动分析的图样上。
整理说明书。
3.凸轮机构设计绘制从动杆的运动线图，画出凸轮实际轮廓曲线。
以上内容作在3号图纸上。
整理说明书。
4.齿轮机构设计做标准齿轮，计算该对齿轮传动的各部分尺寸，以3号图纸绘制齿轮传动的啮合图。
整理说明书。
插床主体机构尺寸综合设计......................................................................................................机构简图如下：• cos ∠ B 2 O 2 C ) / 2由上 面的讨 论容易 知道 ∠ B 2 O 2 C = 30 度 ，再 代入其 他数据 ，得：x = 93 . 3 mm ，即 O 2 到 YY 轴的 距离为 93.3mm 三、插床导杆机构的速度分析位置1速度加速度分析1）求导杆3上与铰链中心A 重合的点3A 的速度3A V滑块2——动参考系，3A ——动点3A V = 2A V+ 23A A V 方向： ⊥A O 3 ⊥A O 2 ∥A O 3 大小： ？ 11ωl ？式中：2A V =12ωA l O =6.28×0.075（m/s ）=0.471m/s取速度比例尺v u =0.01（mmsm /），作出速度图32a pa ，进而可得导杆3的角速度大小：3ω=33r V A =33r pa u v =0.374/0.20157=1.855(rad/s) 及其转向为顺时针。
机械原理课程设计插床机构说明书负责人：廖昭洋学院：机电工程学院班级：机械1102班学号： 0806110515 日期： 2013年 7月11日1.设计任务及原始参数1.1插床简介工作原理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。
插床的生产效率较低，加工表面粗糙度Ra为6.3-1.6微米，加工面的垂直度为0.025/300毫米。
插床的主参数是最大插削长度。
特点插床用于插削平面、成型面及键槽等，并能插倾斜度在10°范围内的模具等工作物，适用于单个或小批量生产的企业。
插床的工作台具有三种不同方向的进给（纵向、横向和回转），故工作物经过一次装夹后，在本机床加工几个表面。
1.2设计任务1.针对图所示的插床的执行机构方案，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。
6.图纸上绘出最终方案的机构运动简图并编写说明书。
1.3原始参数参数项目数据曲柄转速n（r/min） 65行程速比系数K 1.8插程H（mm） 150连杆与导杆之比LO3B/LBC 0.8工作阻力Fr(N) 3500空程阻力Ff（N) 175Lo2o3（mm） 150滑块质量m2，m5(kg) 50杆件线密度（kg/m） 200不均匀系数 0.052.运动方案设计2.1主机构方案（1）运动是否具有确定的运动该机构中构件n=5。
一、单项选择题1. 插床实际上属于。
A.铣床类B.钻床类C.立式刨床D.拉床类答案：C插床实际上是一种立式刨床，插床在结构原理上与牛头刨床同属一类。
插床主要由床身、下滑座、工作台、滑枕和立柱等组成。
2. 对于的压力容器，国家实行压力容器安全技术监察制度。
A.盛装易燃、易爆物质B.高温或低温C.表压超过0.1MPaD.盛装有毒有害物质答案：C3. 铸造生产在工业中得到广泛的应用。
在一般机器中，铸件占整个机器重量的。
A.10%B.20%C.40%～90%D.50%～80%答案：C[解答] 在一般机器中，铸件占整个机器重量的40%～90%，在农业机械中为40%～70%。
4. 设备费用效率是指设备的与其寿命周期费用之比。
C.维持费D.系统效率答案：D5. 构件是机器的。
A.制造单元B.运动单元C.装配单元D.工作单元答案：B6. 铸造中用得最普遍的金属为。
A.铸钢B.灰口铸铁C.铸造铝合金D.锡青铜答案：B7. 由一组数控机床和其他自动化工艺设备组成的可以按照任意顺序加工一组不同工序与不同节拍的工件，并能适时地自由调度和管理。
A.刚性制造系统B.柔性制造系统C.柔性制造单元D.计算机集成制造系统答案：B8. 设备费用效率是指设备的与其寿命周期费用之比。
A.设置费B.运行费C.维持费答案：D9. 炼钢感应炉是靠产生所需的热量。
A.电点火燃烧煤炭B.电极与炉料产生的电弧C.流过电阻丝的电流D.在炉料表面产生的涡流答案：D10. 判断数控机床的可靠度主要根据。
A.机床精度B.机床机械效率C.机床实际无故障工作概率D.机床生产率答案：C11. 内燃机活塞组的作用主要表现在。
A.承受气缸中气体的作用力，并将此力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转B.将活塞承受的力传给曲轴C.使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动D.安装和支撑所有的运动部件和辅助系统答案：A[解答] BC为连杆组的主要作用，D为固定件的作用。
12. 在控制系统中，下列信号中不属于模拟量的是。
六杆插床机构分析——Crocodile(baidu)机械原理课程设计任务书设计题目：六杆插床机构分析表1-1 插床设计数据表据据图1-1 插床机构及其运动简图一．课程设计目的机械原理课程设计是高等工科院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训练，其目的在于进一步加深学生所学的理论知识，培养学生独立解决有关实际问题的能力，使学生对于机械动力学与运动学的分析与设计有一较完整的概念。
二．课程设计的内容与步骤1.插床机构简介与设计数据插床机构由齿轮，导杆和凸轮组成，如图1-1所示（齿轮，凸轮未画出）。
电动机经过减速装置，使曲柄1转动，再通过导杆机构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，并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O 2上的凸轮驱动摆动从动件杆和其他有关机构（图中未画出）来完成的。
插床设计数据如表1所示。
2.插床机构的设计内容与步骤 （1）导杆机构的设计与运动分析已知：行程速比系数K,滑块冲程H,中心距l O2O3，比值l BC/l O3B ，各构件S 的位置，曲柄每分钟转数n 1.要求：设计导杆机构，作机构各个位置的速度和加速度多边形，作滑块的运动线图，以上内容与后面的动态静力分析一起画在2号图纸上。
步骤1. 设计导杆机构 1）A O 1长度的确定图 1 极限位置由)180/()180(00θθ-+=K ，得极为夹角：060=θ，首先做出曲柄的运动轨迹，以1O 为圆心，A O 1为半径做圆，随着曲柄的转动，有图知道，当A O 2转到12A O ，于圆相切于上面时，刀具处于下极限位置；当A O 2转到22A O ，与圆相切于下面时，刀具处于上极限位置。
于是可得到12A O 与22A O 得夹角即为极为夹角060=θ。
由几何关系知，212211O O A O O A ∠=∠，于是可得，021221160=∠=∠O O A O O A 。
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2 中心距（mm ）130 杆长之比1 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）4590推程运动角（0）60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）120320滑块5重力（N）120构件3重力（N）0.1构件3转动惯量（kgm2）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。
六杆插床机构分析- Crocodile(baidu)Mechanical Principle Course Design机械原理课程设计题目：六杆插床机构运动分析学院：装备制造学院班级：机制11专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：Crocodile 学号：指导教师：Mr.H .完成时间：2014年1月7日成绩：1Mechanical Principle Course Design目录机械原理课程设计任务书........................................................................ 3 一．课程设计目的.................................................................................... 4 二．课程设计的内容与步骤.................................................................... 4 1.插床机构简介与设计数据............................................................... 4 2.插床机构的设计内容与步骤........................................................... 5 （1）导杆机构的设计与运动分析.............................................. 5 （2）导杆机构的动态静力分析................................................ 11 插床导杆机构的运动分析与动态静力分析图...................................... 15 参考资料 (17)2Mechanical Principle Course Design机械原理课程设计任务书设计题目：六杆插床机构分析表1-1 插床设计数据表导杆机构的设计及运动分析设计内容行程滑块杆长比lO1O2 a b n1/(r·min-1) 速比冲程lBC/lO2B 系数H/mm /mm K 曲柄转数 c 数据设计内容数据导杆机构动态静力分析导杆3的重力导杆3的重力导杆3的转动惯量G3/N G5/N JS3（kg·m2） d 阻力运转不均匀系mm Q/N 数δ 图1-1 插床机构及其运动简图60 2 100 1 150 50 50 125160 320 0.14 120 1000 1/253Mechanical Principle Course Design一．课程设计目的机械原理课程设计是高等工科院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训练，其目的在于进一步加深学生所学的理论知识，培养学生独立解决有关实际问题的能力，使学生对于机械动力学与运动学的分析与设计有一较完整的概念。
插床机构的设计 Revised by Petrel at 2021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：张超院别：工学院学号：专业：机械设计制造及其自动化班级：机设1201班指导教师：魏原芳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设计内容 (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姓名张超班级1201学号位置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A1图纸一张，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z、2z）使曲柄1转动，再通过导杆机构1－21－3－4－5－6，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。
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]之内，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、设计数据四、设计内容及工作量：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、用Autocad 软件按1：1绘制所设计的机构运动简图。
图1—2 3. 方案IIIAO BO=杆上由杠杆定理求得: 41.39a=1.294 c＝图3-23-3(b)。
第二章 插床主体机构尺寸综合设计机构简图如下：已知21O O =150mm ，1/2 BO BC ，行程H=100mm ，行程比系数K=2，根据以上信息确定曲柄,1A O 2,BO BC 长度，以及2O 到YY 轴的距离 1.A O 1长度的确定图 1 极限位置由)180/()180(00θθ-+=K ，得极为夹角：060=θ，首先做出曲柄的运动轨迹，以1O 为圆心，A O 1为半径做圆，随着曲柄的转动，有图知道，当A O 2转到12A O ，于圆相切于上面时，刀具处于下极限位置；当A O 2转到22A O ，与圆相切于下面时，刀具处于上极限位置。
于是可得到12A O 与22A O 得夹角即为极为夹角060=θ。
由几何关系知，212211O O A O O A ∠=∠，于是可得，021221160=∠=∠O O A O O A 。
由几何关系可得：2111cos O O A O ∙=θ代入数据，21O O =150mm ，060=θ，得mm A O 751=即曲柄长度为75mm 2. 杆2BO BC 、的长度的确定图 2 杆BC ，BO 2长度确定由图2 知道，刀具处于上极限位置2C 和下极限位置1C 时，21C C 长度即为最大行程H=100mm ，即有21C C =100mm 。
在确定曲柄长度过程中，我们得到021221160=∠=∠O O A O O A ，那么可得到022160=∠B O B ，那么可知道三角形221O B B ∆等边三角形。
又有几何关系知道四边形1221C C B B 是平行四边形，那么1212C C B B =，又上面讨论知221O B B ∆为等边三角形，于是有1221B B O B =，那么可得到mm O B 10022=,即mm BO 1002=又已知1/2=BO BC ，于是可得到mm BO BC 1002==即杆2,BO BC 的100mm 。
3.2O 到YY 轴的距离的确定图 3 2O 到YY 轴的距离有图我们看到，YY 轴由3311y 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。
机械设计课程设计说明书题目插床机械传动系统设计指导教师院系物理与机电工程学院班级 10机械（2）学号姓名完成时间 2012.12.6目录一．设计任务书 (3)二、传动方案拟定 (6)三、电动机的选择 (6)四、计算总传动比及分配各级的传动比 (7)五、运动参数及动力参数计算 (7)六、传动零件的设计计算 (9)七、轴的设计计算 (25)八、滚动轴承的选择及校核计算 (38)九、联轴器的选择 (42)十、润滑剂、密封装置的设计 (42)十一、箱体的设计 (43)十二、总结 (44)计算与说明主要结果机械设计课程设计任务书一、课程设计题目：插床机械系统方案设计二、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。
附图1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l O8D和其它有关机构（图中未画出）来完成的。
三、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]之内，摆动从动件8的升、回程运动规律均为等加速等减速运动，其它参数见设计数据。
执行机构的传动效率按0.95计算。
按小批量生产规模设计。
四、设计数据（见附表1）五、设计内容1、设计题目（包括设计条件和要求）；2、根据电机转速和曲柄轴转速的比值，选择传动机构并定性比较，确定传动系统方案；3、电动机类型和功率的选择；4、确定总传动比、分配各级传动比；5、计算传动装置的运动和动力参数；6、传动零件（带传动及齿轮传动（或蜗杆传动））设计计算；7、传动轴的结构设计及校核；8、滚动轴承的选择和寿命计算；9、键连接的选择和校核计算；10、联轴器的选择计算；11、润滑剂及润滑方式、密封装置的选择；12、减速器箱体的结构和主要尺寸设计；13、执行机构方案及尺寸设计（在机械原理设计中完成，本次不做）；14、执行机构构件及零件的结构尺寸设计（由设计者自定是否涉及）；15、运用计算机软件（Solidworks、Pro/E、AutoCAD等）设计及绘图；16、列出主要参考资料并编号；17、设计的心得体会和收获；六、设计工作量1、减速器装配图1张，要求计算机采用A0图纸出图，图纸格式为留装订边，标题栏、明细栏参考机械设计手册国标规定；2、传动轴零件图1张；传动零件1张，均要求计算机采用A3图纸出图，图纸格式为及箱体设计（2）减速器箱体设计；6、计算机绘图设计（1）减速器三维零件图及装配图（可不做）；（2）绘制减速器装配图；（3）绘制轴及传动零件的零件图；11（或13）周星期六至12（或14）周星期三7、编写设计计算说明书（1）编写设计计算说明书，内容包括所有的计算，并附有必要的简图；（2）说明书中最后应写出设计总结。
插床的工作原理及应用1. 插床的基本概念插床是一种常见的金属加工机械设备，用于在工件上进行多个孔或槽的钻孔、铣削、攻丝等加工操作。
插床通常由工作台、进给机构、主轴、刀架和电气控制系统等组成。
2. 插床的工作原理插床的工作原理基于先进的机械加工技术和设备设计原理。
以下是插床的主要工作原理：1.工作台定位：工作台上的工件通过夹具或定位装置固定，确保工件在加工过程中保持稳定的位置。
2.主轴驱动：主轴由电机驱动，通过主轴齿轮传动或皮带传动等方式将转速传递给插刀，以便进行加工操作。
3.刀具进给：插刀由刀架控制，通过进给机构进行进给动作，控制刀具的进给速度和深度，实现精确的切削操作。
4.工件加工：插刀根据设定的工艺参数，通过旋转和进给的动作，对工件进行钻孔、铣削、攻丝等加工操作。
5.冷却润滑：插床通常配备冷却润滑系统，通过喷洒切削液或冷却润滑剂，减少加工过程中的热量和摩擦，保护刀具和工件。
3. 插床的应用插床作为一种常见的金属加工设备，在工业生产中有广泛的应用。
以下是一些插床的应用场景：•汽车制造：插床可以用于汽车发动机的加工，包括汽缸孔的钻孔、曲轴孔的定位等操作，保证发动机的精确尺寸和互换性。
•航空航天：插床可用于制造飞机零部件，例如钛合金材料的孔加工、铣削和攻丝等。
由于对材料强度和精度的要求较高，插床能够满足这些要求。
•机械制造：在通用机械制造行业中，插床可用于加工各种工件，如齿轮、螺纹杆、键槽等。
它可以实现高精度、高效率的加工过程。
•电子设备：插床可以用于电子设备的外壳加工，如手机、平板电脑等的金属壳体加工，确保设备的外观和尺寸的一致性。
•模具制造：插床在模具制造过程中有重要的应用，在模具中进行孔的加工和平面的铣削等。
模具的精度和质量对模具的使用寿命和产品质量至关重要。
4. 插床的优点插床具有许多优点，使其在工业生产中得到广泛使用：•高精度：插床可以实现高精度的加工操作，保证工件尺寸和位置的精确性，满足工业生产的要求。
