插床機(jī)械設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū).doc

機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)題目：插床機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)院：交通學(xué)院班級(jí)：機(jī)械061專(zhuān)業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)生姓名：朱亞志學(xué)號(hào)：06550139指導(dǎo)教師：李永鮮完成時(shí)間：2008年7月10日成績(jī)：目錄一設(shè)計(jì)題目與要求-二工作原理及功能分解-三機(jī)構(gòu)的選擇-四機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖-五傳動(dòng)比的分配-六機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖-七機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及尺寸計(jì)算-八注意事項(xiàng)-九主要參考資料-設(shè)計(jì)題目：插床機(jī)械設(shè)計(jì)一插床機(jī)械設(shè)計(jì)參數(shù)與設(shè)計(jì)要求：(1)插程100mm。(2)插刀每分鐘往復(fù)次數(shù)30次/min。(3)自上始點(diǎn)以下10一90mm范圍內(nèi)，插刀應(yīng)盡可能等速切削，最大切削力為2000N，最小的上下空刀距離各為5mm。(4)行程速比系數(shù)k=2。(5)滑塊質(zhì)量為36kg，導(dǎo)桿的質(zhì)量為25kgm，其質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為2kg2m，質(zhì)心在桿長(zhǎng)適宜處，其余構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量忽略不計(jì)。自電動(dòng)機(jī)至曲炳軸傳動(dòng)系統(tǒng)的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(設(shè)曲炳為等效構(gòu)件)為18kg2m。(6)許用速度不均勻系數(shù)為0.033。(7)插刀切削受力點(diǎn)距滑枕導(dǎo)路線(xiàn)距離為80mm，工作臺(tái)面離地平面高度為550mm左右。工作臺(tái)面離地平面高度為550mm左右(8)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)目前采用8180LY，其功率N=11kw，轉(zhuǎn)速n=750r/min；二工作原理及功能分解：1工作原理：插床是一種用于加工鍵槽、花鍵槽、異形槽和各種異性表面的金屬切削機(jī)床。如圖（1）所示裝有插刀的滑枕沿鉛垂方向(也可調(diào)有一定傾角)作往復(fù)直線(xiàn)主切削運(yùn)動(dòng)。工件裝夾在工作臺(tái)上，工作臺(tái)可作前后、左右和圓周方向的間歇進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可手動(dòng)，也可機(jī)動(dòng)但彼此獨(dú)立。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)必須與主切削運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，即插刀插削時(shí)嚴(yán)禁進(jìn)給，插刀返回時(shí)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)開(kāi)始進(jìn)行，并于插刀重新切人工件之前完成復(fù)位。插床的主切削運(yùn)動(dòng)的行程長(zhǎng)度、拄復(fù)運(yùn)動(dòng)速度以及進(jìn)給量大小等均應(yīng)手動(dòng)可調(diào)。圖（1）運(yùn)動(dòng)示意圖2功能分解：1）夾緊工件動(dòng)作2）工作臺(tái)進(jìn)行前后、左右和圓周方向的間歇進(jìn)給運(yùn)動(dòng)3）裝有插刀的滑枕沿鉛垂方向(也可調(diào)有一定傾角)作具有急回特性的往復(fù)直線(xiàn)主切削運(yùn)動(dòng)，插削工件形成各種槽等自己需要的形狀。三機(jī)構(gòu)的選擇根據(jù)前訴的設(shè)計(jì)要求和工作臺(tái)需要直線(xiàn)往復(fù)間歇性運(yùn)動(dòng)和間歇性轉(zhuǎn)動(dòng)，還有插刀執(zhí)行機(jī)構(gòu)在回程階段應(yīng)該盡可能的減少時(shí)間提高效率，因而采用具有急回特性的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。綜上制定機(jī)構(gòu)圖表2插床機(jī)械設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)選型功能執(zhí)行構(gòu)件工藝動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)插削成形插刀直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)（具有急回特性）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)工作換位工作臺(tái)前后，左右方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和間歇性轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪四機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖根據(jù)機(jī)構(gòu)的選擇，按已選定的兩個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)形式和機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)畫(huà)出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖。如圖（2）所示，其中包括了一個(gè)導(dǎo)桿插削機(jī)構(gòu)和皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，工作臺(tái)的不完全齒輪間歇旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。圖（2）機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖五機(jī)械傳動(dòng)的速比根據(jù)選定的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和插床的插削頻率總的速比為：n75025n30i電總執(zhí)行所以帶傳動(dòng)的速比為5，齒輪傳動(dòng)的速比為也為5。六機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖（1）首先確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)功循環(huán)時(shí)間T，在此選取曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)作為插床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。曲柄旋轉(zhuǎn)一周插頭就往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次即一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)。因?yàn)椴宕矙C(jī)械的生產(chǎn)效率是Q=30次/min，為了滿(mǎn)足效率，曲柄軸每分鐘轉(zhuǎn)速為n=30r/min，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間6060230Tsn。（2）確定組成運(yùn)動(dòng)循環(huán)的各個(gè)區(qū)段，插床機(jī)械的運(yùn)動(dòng)循環(huán)由兩段組成，即插刀進(jìn)給的工作行程及退回時(shí)的空回行程。為了提高工作效率，插刀回程時(shí)間應(yīng)盡可能的短，所以它必須有急回特性。在此經(jīng)綜合考慮取形成速比系數(shù)K=2。（3）確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)各個(gè)區(qū)段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間及相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角。插床的運(yùn)動(dòng)循環(huán)時(shí)間為：1.20.82.5Ttt工作空回n75025n30i電總執(zhí)行與此相對(duì)應(yīng)的曲柄軸轉(zhuǎn)角（即分配軸轉(zhuǎn)角）為：ooo216144360工作空回（4）根據(jù)以上數(shù)據(jù)繪制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖分配軸轉(zhuǎn)角o0o30o60o90o120o150o180o210o240o270o300o330o360o216插刀執(zhí)行機(jī)構(gòu)插刀進(jìn)給運(yùn)動(dòng)插刀空回運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)靜止旋轉(zhuǎn)七對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺寸計(jì)算為了實(shí)現(xiàn)具體運(yùn)動(dòng)要求，必須對(duì)帶傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)和導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（插削機(jī)構(gòu)），不完全齒輪機(jī)構(gòu)（即工作臺(tái)的間歇性旋轉(zhuǎn)機(jī)）進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算和動(dòng)力學(xué)分析。1帶傳動(dòng)計(jì)算（1）確定計(jì)算功率CAPKP這里取安全系數(shù)AK=1.2，則1.21113.2CPkw（2）選擇帶的型號(hào)由CP和主軸轉(zhuǎn)速n選擇平型帶。（3）確定帶輪節(jié)圓的直徑1d和2d在這里取1d=200mm，則：2d=15d=1000mm（4）確定中心距0a120120.7dda2dd（）（）即：0840a24002齒輪傳動(dòng)計(jì)算：取1z22，21z5z225110。按照要求取m8，壓力角020則1122dzm=228=176mmdzm1108880mm中心距采用標(biāo)準(zhǔn)中心距則12amzz/2=822+110/2=528（）（）mm3曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸計(jì)算：CAPKP11dzm22dzm1）根據(jù)插程和行程速比系數(shù)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)已知插床機(jī)械的插程為100mm，行程速比系數(shù)k=2。則極位夾角0k12118018060k121圖（3）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（(,)0.01lavmmm）已知插程H=100mm，AB=60mm，AD=50mm，DP=90mm，由對(duì)心曲柄滑塊知道AD=H/2=50mm因?yàn)闃O為夾角為060，則01260CBC則：曲柄0/cos3070BCABmm。2）用圖解法作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)態(tài)靜力分析已知：曲柄的轉(zhuǎn)速n=30rad/min，)滑塊質(zhì)量為36kg，導(dǎo)桿的質(zhì)量為25kgm，其質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為2kg2m，力臂d=20mm，工作阻力F=2000N。速度分析：根據(jù)已知條件，首先對(duì)C點(diǎn)進(jìn)行分析求解。10.57035cBCvlmm/s又有11ccccvvv方向：ACBC/CD大?。海恳阎?？所以可以用作圖法求解。取0.01（m/s）/mm，并取P點(diǎn)作為速度圖極點(diǎn)，作其速度11801kk1cBCvl圖如（3），于是有：21/cACVl72/122=0.6rad/min20.65030DADVlmm/s又有PDPDVVV方向：/APADPD大?。?？已知？做速度多邊形可以求解其他的速度，速度多邊形如圖（3）加速度分析加速度分析與速度分析相同也從C點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)行分析22210.57017.5/cBCalmms222120.612244/ncACalmms動(dòng)態(tài)靜力分析滑塊質(zhì)量為36kg，導(dǎo)桿的質(zhì)量為25kg，其質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為2kg2m，質(zhì)心在桿長(zhǎng)適宜處，其余構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量忽略不計(jì)。自電動(dòng)機(jī)至曲炳軸傳動(dòng)系統(tǒng)的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(設(shè)曲炳為等效構(gòu)件)為18kg2m。33610360GN12510250GN受力分析圖如圖（4）所示：21cBCal212ncACal圖（4）機(jī)構(gòu)受力分析圖3飛輪設(shè)計(jì)222maxmaxminmaxmin()/21823.140.50.0331.87eemWEEJJ（N）2max/()FmJW若平均角速度m用平均轉(zhuǎn)速n（單位：r/min）代換則：22max900/()FJWn229001.87/(3.14300.033)5.75FJN4不完全齒輪設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)