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文檔簡介

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:機(jī)械061專業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化學(xué)生姓名:朱亞志學(xué)號:06550139指導(dǎo)教師:李永鮮完成時間:2008年7月10日成績: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)動方案簡圖-五傳動比的分配-六機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動循環(huán)圖-七機(jī)械傳動機(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)動慣量為2kg2m,質(zhì)心在桿長適宜處,其余構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量忽略不計(jì)。自電動機(jī)至曲炳軸傳動系統(tǒng)的等效轉(zhuǎn)動慣量(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)路線距離為80mm,工作臺面離地平面高度為550mm左右。工作臺面離地平面高度為550mm左右(8)驅(qū)動電動機(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)直線主切削運(yùn)動。工件裝夾在工作臺上,工作臺可作前后、左右和圓周方向的間歇進(jìn)給運(yùn)動。進(jìn)給運(yùn)動可手動,也可機(jī)動但彼此獨(dú)立。進(jìn)給運(yùn)動必須與主切削運(yùn)動協(xié)調(diào),即插刀插削時嚴(yán)禁進(jìn)給,插刀返回時進(jìn)給運(yùn)動開始進(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)動的行程長度、拄復(fù)運(yùn)動速度以及進(jìn)給量大小等均應(yīng)手動可調(diào)。圖(1)運(yùn)動示意圖2功能分解:1)夾緊工件動作2)工作臺進(jìn)行前后、左右和圓周方向的間歇進(jìn)給運(yùn)動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)直線主切削運(yùn)動,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)要求和工作臺需要直線往復(fù)間歇性運(yùn)動和間歇性轉(zhuǎn)動,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)件工藝動作執(zhí)行機(jī)構(gòu)插削成形插刀直線往復(fù)運(yùn)動(具有急回特性)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)工作換位工作臺前后,左右方向的進(jìn)給運(yùn)動和間歇性轉(zhuǎn)動凸輪機(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)動方案簡圖根據(jù)機(jī)構(gòu)的選擇,按已選定的兩個執(zhí)行機(jī)構(gòu)形式和機(jī)械的傳動系統(tǒng)畫出機(jī)械運(yùn)動方案簡圖。如圖(2)所示,其中包括了一個導(dǎo)桿插削機(jī)構(gòu)和皮帶傳動機(jī)構(gòu),工作臺的不完全齒輪間歇旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。圖(2)機(jī)械運(yùn)動方案簡圖五機(jī)械傳動的速比根據(jù)選定的電動機(jī)轉(zhuǎn)速和插床的插削頻率總的速比為:n75025n30i電總執(zhí)行所以帶傳動的速比為5,齒輪傳動的速比為也為5。六機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動循環(huán)圖(1)首先確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)功循環(huán)時間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)動一次即一個運(yùn)動循環(huán)。因?yàn)椴宕矙C(jī)械的生產(chǎn)效率是Q=30次/min,為了滿足效率,曲柄軸每分鐘轉(zhuǎn)速為n=30r/min,其運(yùn)動時間6060230Tsn。(2)確定組成運(yùn)動循環(huán)的各個區(qū)段,插床機(jī)械的運(yùn)動循環(huán)由兩段組成,即插刀進(jìn)給的工作行程及退回時的空回行程。為了提高工作效率,插刀回程時間應(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)各個區(qū)段的運(yùn)動時間及相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角。插床的運(yùn)動循環(huán)時間為:1.20.82.5Ttt工作空回n75025n30i電總執(zhí)行與此相對應(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)動插刀空回運(yùn)動工作臺旋轉(zhuǎn)靜止旋轉(zhuǎn)七對機(jī)械傳動系統(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)動要求,必須對帶傳動,齒輪傳動和導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)(插削機(jī)構(gòu)),不完全齒輪機(jī)構(gòu)(即工作臺的間歇性旋轉(zhuǎn)機(jī))進(jìn)行運(yùn)動學(xué)計(jì)算和動力學(xué)分析。1帶傳動計(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)動簡圖((,)0.01lavmmm)已知插程H=100mm,AB=60mm,AD=50mm,DP=90mm,由對心曲柄滑塊知道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)動分析和動態(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C點(diǎn)進(jìn)行分析求解。10.57035cBCvlmm/s又有11ccccvvv方向:ACBC/CD大?。??已知?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)開始進(jìn)行分析22210.57017.5/cBCalmms222120.612244/ncACalmms動態(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)動慣量為2kg2m,質(zhì)心在桿長適宜處,其余構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量忽略不計(jì)。自電動機(jī)至曲炳軸傳動系統(tǒng)的等效轉(zhuǎn)動慣量(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)

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