插床的设计与分析

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1、机械设计课程设计 计算说明书设计题目：插床的设计与分析12机械专业 10 一班设计者：孙占成指导教师：田静宜老师2015 年_6_月26_ 日华北理工大学轻工学院目录机械原理插床机构设计部分一、插床机构设计要求 21 .插床机构简介22 .设计内容2二、插床机构的设计3连杆机构的设计及运动分析3三、飞轮设计5四、凸轮机构设计5机械设计二级减速器设计部分-*、 目的及要求 7二、减速器结构分析8三、传动装置的总体设计 9（一）选择电动机 9（二）传动比分配 10（三）运动和动力参数分析计算 101. 计算各轴转速102. 计算各轴输入功率103. 计算各轴输入转矩 11四、传动件的设计计算 11

2、4. ）带传动的设计 115. ）高速轴齿轮的设计与校核 136. ）低速轴齿轮的设计与校核 17/（四）联轴器的选择217. ）轴的设计与校核 211. 齿轮轴的设计 212. 中间轴的设计 223. 低速轴的设计与校核 22（六）键的校核25（七）轴承的校核 27五、润滑密封设计 28六、减速器箱体结构尺寸表 29七、主要参考文献 30机械原理插床机构设计部分一、插床机构设计要求1 .插床机构简介图96所示为插床机构简图。插床是用插刀加工工件表面 的机床。常用于加工键梢，加工时，插刀往复运动为主运动， 工件的间歇移动或间歇转动为进给运动，直线运动（纵、横向） 和圆周运动的工作台不允许三项同

3、时进行。设计要求：原动 机采用一台电机，执行机构包括插削机构及进给机构，插削 机构实现插削加工，进给机构实现工件的进给动作，这两个 机构要求运动协调。2 .设计内容：（1）机构的设计及运动分折已知：设计参数见表1, l bc=（0.50.6） l boi ,电动机轴与曲柄轴Q平行，导杆机构的最小传动角不得小于60。要求：1）采用图解法或解析法设计平面连杆机构各构件尺寸， 作机构运动简图；2）按给定位置对机构进行运动分析，作机构的速度和加 速度多边形；3）作滑块的运动线图（s- , v- , a-画在一个坐标系2、给出实现插削要求的执行机构的其他运动方案简图，并 进行对比分析。(2)给出实现插削

4、要求的执行机构的其他运动方案简图，并进行对比分析。(3)导杆机构的动态静力分析。已知：滑块所受工作阻力见图1所示，结合连杆机构设 计和运动分析所得的结果。要求：1)按给定位置确定机 构各运动副中的反力；2)确定加于曲柄上的平衡力矩 M,在坐标纸上作出平衡 力矩曲线M-。(4)飞轮设计已知：机器运转的许用速度不均匀系数8 =0.03,力 分析所得平衡力矩 M ,驱动力矩Md为常数，飞轮安装在曲柄 轴Q上。要求：确定所需飞轮的转动惯量 Jf。(5)凸轮机构设计已知：凸轮与曲柄共轴，设计数据见表 1。摆动从动件8的 升、回程运动规律均为等加速等减速运动。要求：1)按许用压力角a确定凸轮机构的基本尺寸

5、(基圆 半径r。、机架l o2o8和滚子半径r)。2)绘制凸轮实际廓线。二、插床机构的设计连杆机构的设计及运动分析根据行程速比系数求极位夹角51.4351.43o1o2175.16mm175.16mm计算及说明丰萝2士里 口木摆杆度H% =e得1boi 156.72mmlAO2 l AOitan 21Aoi 157.81mm连杆 = 0*5 * %c得lBC 78.36mm为满足最小压力角，Ol到倒杆的距离BOi BOiCOS 一 2 BO1cOS 148.96mm 22(1)机构运动简图：(2)机构运动速度分析：(3)机构运动加速度分析：(4)机构动态静力分析以上三步已作于 A3图纸上。(5

6、)绘制滑块位移、速度、加速度曲线(6)绘制力矩图lBO1 156.72mm1Aoi 157.81mmlBC 78.36mml 148.96mm计算及说明丰萝2士里 口木四、凸轮机构设计1 .基本参数r0 32mm a=162mmr6.4 盛 128mm062 .位移的计算取50为一个分段，分别计算推程和回程的位移(1)推程等加速段由公式甲=267g方导r0 32mma=162mmr 6.4 mm060050100150200250000.27801.1102. 504.4506.94 0300V10 0推程等减速段由公式中=8 J amajr21 守350400450500550600q13.

7、05015.56017.5018.89019.72020 0计算及说明主要结果2）回程等加速段由公式中=6g - 2&加看得0o5o10。15o20o25oV20o19.72。18.89。17.5。15.56o13.05。30o10 o回程等减速段由公式（p = 26m=勺二得35。40o45o50o55o60oV6.94o4.45o2.5o1.11。0.278。0。凸轮轮廓如下:计算及说明主要结果机械设计二级减速器设计部分一.目的及要求（一）课程设计的目的1、通过机械设计课程设计，综合运用机械设计课程和其它有关 选修课程的理论和生产实际知识去分析和解决机械设计问 题，并使所学知识得到进一步地

8、巩固、深化和发展。2、学习机械设计的一般方法。通过设计培养正确的设计思想和 分析问题、解决问题的能力。3、进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、查阅设计资 料和手册，熟悉标准和规范。（二）任务1 .电机选型设计若传动系统力案米用图2方案，则考虑零件传动效率，根据计 算的平衡力矩，确定电机型号（参见机械设计课程设计指 导书附录），无特殊需要，可选用Y系列三相交流异步电动 机，要求：给定电机的额定功率和满载转速。2 .传动装置设计计算（参见机械设计课程设计指导书）根据切削次数要求以及电机额定参数，设计 V带传动和二级圆 柱齿轮减速器。要求：1） V带传动设计计算。2）二级圆柱齿轮减速器设计计算

9、（包括齿轮传动设计及工作能 力校核，轴的结构设计及工作能力校核，轴承选型设计及寿 命计算，平键连接选型设计计算）；绘制一对齿轮传动的啮合 图。3）联轴器选型设计。4）绘制二级圆柱齿轮减速器装配图（0号图纸）和关键零部件 零件图。3.编写设计说明书一份。应包括综合设计任务书、设计参数数 据、设计计算过程等。二.减速器结构分析（一）分析传动系统的工作情况1、传动系统的作用：作用：介于机械中原动机与工作机之间，主要将原动机的 运动和动力传给工作机，在此起减速作用，并协调一者的转速 和转矩。2、传动方案的特点：特点：结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护 方便。由于电动机、减速器与滚筒并列，导致

10、横向尺寸较大， 机器不紧凑。但齿轮的位置不对称，高速级齿轮布置在远离转 矩输入端，可使轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作 用下产生的弯曲变形部分地抵消，以减缓沿齿宽载荷分布有均 匀的现象。3、电机和工作机的安装位置： 电机安装在远离高速轴齿轮的一端； 工作机安装在远离低速轴齿轮的一段初步确定传动系统总体方案如：传动装置总体设计图所示 .传动装置的总体设计(一)、选择电动机1、选择电动机系列按工作要求及工作条件，选用Y系列三相交流异步电动机2、选电动机功率(1)、工作机所需输入功率d+ha 市2齿轮PWaMd机构AB1000 w3_2_3_ _3承联 0.95 0.972 0.993 0.

11、99 0.890.85216.5 4.815 1.226 KW1000 0.85(2)、电机的实际输出功率PW1.226 1.37KWn 0.89PWPd1.226KW0.890.851.378KW计算及说明丰萝2士里 口木3、确定电动机转速所选电动机的额 听功率巳应等于或稍大于电动机的实际输出功率Pd,即Ped 1.378KW,电动机的可选转速范围 ndi带i减速器 n选取电动机的型号为 Y90L-4,机座中心高H=90mm额定功 率 1.5KW ,满教转速为1400r/min ,轴伸长E=50mm伸出端 直彳D D=48mm详细参数见表19-3.（二）、传动比分配n 满 1400 a总传动

12、比心n 46取 i 带 2 ,一，.,i 总 / 一i减速器15.2 贝ui带高速级齿轮传动比为i1 d（13T5）i减速器、二4 152 461i2 曳 3.3则低速级齿轮传动比为i1（三）、运动和动力参数分析计算1 .计算各轴转速nm 1400n m700r/min1 i小2带n1 700no1151.84r/ min2 i1 4.61n2151.84nc46r/min3 i23.34 .计算各轴输入功率P.P, 1.378 0.95 1.309KW1 d市P2P1轴承齿轮解090.990.971.257KWP3P2轴承齿轮1.2570.990.971.207KWi 总 30.4i带2i减

13、速器15.211 4.6112 3.3n1 700r/ minn2 151.84r/ minn3 46r/ minP 1.309KWP 1.257KW2P 1.207KW 3计算及说明丰萝2士里 口木3.计算各轴输入转矩P1 309T 95509550 -30- 17.86N?m1 n7001Po1.257Tc 9550上 9550 79.06N ?m2 n2151.84T 9550民 9550 1207 250.53N ?m3 n463四.传动件的设计计算(一).带传动的设计计算1.确定V带载型工作情况系数两班倒每天工作16小时，软启动，载荷变化较小，由机械设计教材表 7-7得Ka 1.1计算功率P KaP 1.1 1.5 1.65KWc AV带截型根据P和n ,由图7-12选取Z型V带c 12、确定V带轮基准直径小带轮基准直径由图7-12及表7-4选取d1nm1400ddm 71142mm,一d2 d1 n700大带轮基准直径n1由表7-5知，带轮基准直径中恰有此值，取dd2 140mmdd1r1nl71 1400 ,vd 1 ni5.2m/s验算带速60 100060 10003.确定中心距及V带基准长度0.7(dd1 dd2)a。2(dd1 dd2)及d“ dd2初定中心距得147.7mm a0 420mm,初定a0 285