机械原理插床设计.docx

1、机械原理插床设计机械原理课程设计说明书设计题目：插床导杆机构已知 O2Q=l60mm, BC/B03=1,行程 H=l20mm,行程比系数 K=2, 根据以上信息确定曲柄 O2A ,BC,B03长度，以及03到丫丫轴的距离。导杆机构的设计计算过程计算结果O2A长度的确定点耳 1 ； 7? W/ O 务、 /由K =（180 +日）/（180 盯，得极为夹角:0 =60，日=60。首先做出曲柄的运动轨迹，以 02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

2、角即为极为夹角日=60。由几何关系知，NO3O21=/O3O29，于是可得，乂 O3O21=NO3O29 =60。由几何关系可得：O2A = O3O2COS60代入数据，O2O3=16Omm，得O2A=80mm柄长为80mm。2.杆BC、BO2的长度的确定BO2=120mmBC=120mm当刀具处于上极限位置 C2和下极限位置Cl时，C1C2长 度即为最大行程H =120mm ，即有CiC2=120mm。在确定曲 柄长度过程中，我们得到 QQ1 - O3Q9=60，那么可得 到 BiO3B2 =60，那么可知道三角形 B1O3B2是等边三角 形。由几何关系知道 B1B2C2C1四边形是平行四边

3、形，那么 B2Bi=C2Ci，又上面讨论知厶B1O3B2为等边三角形，于是有 B1O3=B1 B2，那么可得到 BO3=100mm又知BC/BO3=1，所以有BC=100mm3.03到YY轴的距离的确定丫丫轴由y1移动到yy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当丫丫轴与圆弧B2B1刚相接触时，即图3中左边的那条点化线，与圆弧B2B1相切与B1点时，当B点转到B2, B1， 将会出现最大压力角。2当丫丫轴与B2B1重合时，即图中右边的那条点化线时，B点转到B1时将出现最大压力角为了使每一点的压力角都为最佳，我们可以

4、选取 丫丫轴通过CB1中点(C点为O2BI与B2B1得交点)。又几何关系知道：丨=03B *cos(ZB2O3B1/2) +(03B O3Bcos(ZB2O3B1/2) /2再代入其他数据，得：X= 111.96 mm即03到YY轴的距离为111.96mmX=111.96mm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。取第6点分析运动分析计算过程计算结果速度3L由已知从图中可知，Va2与02A 垂直，Va3A2 与 03A 平行，Va3VA3 =620mm/s与03A垂直，由理论力学中不同构件重合点地方法可得f f fVA3 = VA3A

5、2 +VA2 大小 ？ ？方向 y 77其中，Va2是滑块上与A点重合的点的速度，Va3A2是 杆AOB上与A点重合的点相对于滑块的速度， VA3是杆 AOB上与A点重合的速度。由图得：VA3=620mm/s又由图知，V与03B垂直，Vcb与BC垂直，Vc与YY轴平行，有理论力学同一构件不同点的方法可得：T T TVC = Vb +vCB大小 ？ V ?方向 M V V其中，Vc是C点，即插刀速度，Vbc是C点相对于B点转 动速度，Vb是B点速度。又B点是杆件3上的一点，杆件3围绕02转动，且B 点和杆件与A点重合的点在02的两侧，于是可得：T O3B TVB0XVA3由图量的O3A=232.

6、5mm,则可到120Vb =A3232.5由已知可得Va= 3X C2A=671mm,规定选取比例尺10mm/s/mm 绘制矢量图见于图一取后量出代表vC的矢量长度为33mm,于是，可得 Vc=330mm/svC=330mm/s加速度 A3T=： nA3tA3T=Ct A A2T亠二-kA3A2T rA3A2大小?V?VV?方向?VVVVV由理论力学知识可得矢量方程:其中，A2是滑块上与A点重合点的加速度，A2=5.6m/ s2,T T方向由A4指向02； : A3A2是科氏加速度，A3A2=1.2mT/S2 （其中Va3,Va3A2大小均从速度多边形中量得）,A3A2 方向垂直O2A4向下；

7、A3A2是A4相对于滑块 的加速度，大 小位置，方向与O3A4平行；A3A2是C点相对于B点转 动的向心加速度，:A3A2 =1.7m/s2,方向过由C指向B;-A3O2是C点相对于B点转动的切向加速度，大小位置，方向垂直BC。次矢量方程可解，从而得到: A3 0B时杆A0B上的一点，构A0B围绕。2转动，又A4与 B点在02的两侧，由“ n .2r （是 角加速度）2-：s A2 =5.6m/ sA3A2nA3A2,2=1.2m / s2=1.7m/ s:a3 =3.1m/ s可得T O3B T r = a aB O3A3 A3量出O2A4则可得到 B的大小和方向又由理论力学,结合图可得到；

8、T T T Ta = ct +o(n +oftc B CB CB大小 ？ y / ?方向 V V V 7其中，G B在上一步中大小方向都能求得；gCb是C相对于 B点转动的向心加速度CB =mm/s,方向由C点指向B点； CB是C相对于B点转动的切向加速度，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100mm / s2 / mm，可得加速度矢量图： 取后由直尺量的ac长度为14mm，于是，可得ac=i.4m/s2a a=1.6m/s B/ 2 ac =1 4m / s凸轮机构的设计表1设计数据设计内容凸轮机构的设计符号Ip maxLO4Da 0s0 从

9、动杆加速度规律单位0mm0数据1813030902090余弦加速度项目计算公式推程屮=人(1 -COS网 )/2回程屮=vm(1 +cos网怡o)/2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，将其中的推程和回程角位 移曲线横坐标分成若干等分.2选定长度比例尺，作以0为圆心以OB=0为半径的基圆；以0为圆 心，以OA=a为半径作反转后机架上摆杆转动中心的圆.3自A点开始沿少方向把机架圆分成与图中横坐标相应的区间和等分，得点人地人，再以为圆心，以ab=l为半径作弧与基圆交I I I I I I于点 B，B2,B3., 得线段 A|B!, A2B2, A3B3.自线段AABzAX.开始

10、,分别作12,3.，使它们分别等于图中对应的角位移，得线段5将点Bi，A2B2，A3b3.连成光滑曲线，它就是所求理论轮廓线.6实际轮廓线可用前述滚子圆包络线的方法作出 X010203040506070809000.52.14.57.410.613.515.917.518100110120130140150160170180190200181817.515.913.510.67.44.52.10.50齿轮机构的设计z = 15 Z2 = 38 m2 = 6 二 25项目齿轮1齿轮2分度圆直径d4 = mz = 90mmd2 = mz2 = 228齿顶咼haha1 = h；m = 1 x 6 =

11、 6ha1 = h；m = 1 汉 6 = 6齿根高hfhf1 = % + c m = 7.5hf 2 = (h； + C m= 7.5齿顶圆直径da = 4+2690+26102da2 = d2 + 2h；2二 +2ha= 240齿根圆直径dfd 门=* 一 2hf 1 = 75df2 = d2 - 2hf2 = 213基圆直径db九=d1 cos。= 81.56db2 = d2 cosa = 206.63备注渐开线做法：过p点作基圆切点N1,则可根据渐开线特性 求出起始点No与Ni距离No Ni等于db x sin( NNi/dbX 180/ n ),确疋开始点后，然后把NoNi分成适合的等分， 然后从开始点开始按 NoN的等分单位长度弧，作各点的 切线，在切线上取长度分别等于 1,2, 3, 4,5,6,7。 倍等分单位的点，依次连接，直到连线超过齿顶圆，分别 作出两个齿轮的两到三个单齿。作啮合图。位的点，依次连接，直到连线超过齿顶圆，分别作出两个 齿轮的两到三个单齿。作啮合图。