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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 班设计者： 孙占成指导教师： 田静宜老师2023 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、插床机构设计规定 - - - - - - - - - - - - - - - - - 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 -
2、 - - - - - - - - - - - - 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一、目的及规定 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 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 - - - - - - -
3、 - - - - - - - - - - 9 （二）传动比分派 - - - - - - - - - - - - - - - - - 10 （三）运动和动力参数分析计算 - - - - - - - - - - - 10 1.计算各轴转速 - - - - - - - - - - - - - - - - 10 2.计算各轴输入功率 - - - - - - - - - - - - - - 10 3.计算各轴输入转矩 - - - - - - - - - - - - - - 11四、传动件的设计计算 - - - - - - - - - - - - - - - - 11 （一）带传动的设计 - - - -
4、- - - - - - - - - - - - 11 （二）高速轴齿轮的设计与校核 - - - - - - - - - - - 13 （三）低速轴齿轮的设计与校核 - - - - - - - - - - - 17 （四）联轴器的选择 - - - - - - - - - - - - - - - - 21 （五）轴的设计与校核 - - - - - - - - - - - - - - - 21 1.齿轮轴的设计 - - - - - - - - - - - - - - - 21 2.中间轴的设计 - - - - - - - - - - - - - - - 22 3.低速轴的设计与校核 - - - -
5、- - - - - - - - 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、重要参考文献 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 30计 算 及 说 明重要结果 机械原理 插床机构设计部分一、插床机构设计规定1.插床机构简介图96所示为插床
6、机构简图。插床是用插刀加工工件表面的机床。常用于加工键槽，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时进行。设计规定：原动机采用一台电机，执行机构涉及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，这两个机构规定运动协调。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, lBC=(0.50.6)lBO1 ,电动机轴与曲柄轴O2平行，导杆机构的最小传动角不得小于60。规定：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
7、速度多边形；3）作滑块的运动线图（s-j，v-j，a-j画在一个坐标系中）。2、给出实现插削规定的执行机构的其他运动方案简图，并进行对比分析。（2）给出实现插削规定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。规定：1）按给定位置拟定机构各运动副中的反力；2）拟定加于曲柄上的平衡力矩Mb，在坐标纸上作出平衡力矩曲线Mb-j。（4）飞轮设计 已知：机器运转的许用速度不均匀系数=0.03，力分析所得平衡力矩Mb ，驱动力矩Med为常数，飞轮安装在曲柄轴O2上。规定：拟定所需飞轮的转动惯量JF。（
8、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。规定：1）按许用压力角拟定凸轮机构的基本尺寸（基圆半径ro、机架lo2o8和滚子半径rr）。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得机架得摆杆长度得连杆得为满足最小压力角，到倒杆的距离 （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）绘制滑块位移、速度、加速度曲线（6）绘制力矩图四、凸轮机构设计1.基本参数 a=162mm 2.位移的计算取5o为一个分段，分别
9、计算推程和回程的位移（1） 推程等加速段由公式得0o5o10o15o20o25o0o0.278o1.11o2. 5o4.45o6.94 o30o10 o推程等减速段由公式得35o40o45o50o55o60o13.05o15.56o17.5o18.89o19.72o20 o a=162mmmm2）回程等加速段由公式得0o5o10o15o20o25o20o19.72o18.89o17.5o15.56o13.05 o30o10 o回程等减速段由公式得35o40o45o50o55o60o6.94o4.45o2.5o1.11o0.278o0 o凸轮轮廓如下：机械设计 二级减速器设计部分一目的及规定（一
10、）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。通过设计培养对的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方案采用图2方案，则考虑零件传动效率，根据计算的平衡力矩，拟定电机型号（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，规定：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
11、书）根据切削次数规定以及电机额定参数，设计V带传动和二级圆柱齿轮减速器。规定：1）V带传动设计计算。2）二级圆柱齿轮减速器设计计算（涉及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。应涉及综合设计任务书、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，重要将原动机的运动和动力传给工作机，在此起减速作用，并协调两者的转速和转矩
12、。2、传动方案的特点：特点：结构简朴、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。初步拟定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。三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规定及工作条件，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 （2）、电机的实际输出功率 3、拟定电动机转速所选电动机的额定功率应等于或稍大于电动机的实际输出功率，即，电动机的可选转速范围 选取电动机的型号为Y90L-4，机座中心高H=90mm，额定功率，满载转速为1400r/min，轴伸长E=50mm，伸出端直径D=48mm，具体参数见表19-3.（二）、传动比分派总传动比 取 ，则 高速级齿轮传动比为 则低速级齿轮传动比为
