目录第一章绪论第二章插床主体机构尺寸综合设计第三章插床切削主体结构运动分析第四章重要数据及函数曲线分析第五章工作台设计方案第六章总结机械原理课程设计任务书一、设计题目插床传动系统方案设计及其运动分析二、主要内容1）对指定的机械进行传动系统方案设计；2）对执行机构进行运动简图设计（含必要的机构创意实验）；3）飞轮设计；4）编写设计说明书。
三、具体要求插床是用于加工各种内外平面、成形表面，特别是键槽和带有棱角的内孔等的机床（如图1所示），已知数据如下表（参考图2）另：I BC/I BO2=1,工作台每次进给量0.5mm，刀具受力情况参考图2。
机床外形尺寸及各部份联系尺寸如图1 所示（其中：l i =1600, =1200, l3 =740, l4 =640, 15 =580,16 =560, l? =200,18 =320,19=15O,l io =360,l ii =1200,单位均为mm,其余尺寸自定。
四、完成后应上交的材料1）机械原理课程设计说明书；2）一号图一张，内容包括：插床机构运动简图、速度及加速度多边形图、S （©）- ©曲线、V （® - ©曲线和a （©）- ©曲线；3）三号坐标纸一张：Med （©）、Me r - ©曲线；4）一号图一张，内容包括：插床工作循环图、工作台传动方案图。
五、推荐参考资料1）《机械原理课程设计指导书》（西华大学机械学院基础教学部编）2）《机械原理》（孙桓主编，高等教育出版社）3）《机械原理较程》（孙桓主编，西北工业大学出版社）啊mi i一.i '' ■-指导教师________ 签名日期 _____ 年—月—日系主任__________ 审核日期______ 年—月—日第二章插床主体机构尺寸综合设计机构简图如下:已知O1O2=150mm, BC/BO2 1，行程H=100m m,行程比系数K=2 ,根据以上信息确定曲柄O i代BC,BO2长度，以及O2到丫丫轴的距离I.O i A长度的确定-------- |7J其上權限图1极限位置由K (180°)/(180°)，得极为夹角:60°首先做出曲柄的运动轨迹，以O j为圆心，O j A为半径做圆，随着曲柄的转动，有图知道，当O2A转到O2A1，于圆相切于上面时，刀具处于下极限位置；当O2A转到O2A2，与圆相切于下面时，刀具处于上极限位置。
于是可得到。
2人与O2A2得夹角即为极为夹角60°。
由几何关系知，A1O1O2 A2O1O2，于是可得，A j O i O2 A2O1O2 60°。
由几何关系可得：O1A1 cos ?O1O2代入数据，OQ z ilSOmm，600，得O1A 75mm即曲柄长度为75 mm2.杆BC、BO2的长度的确定H=100mm，即有C i C2=100mm。
在确定曲柄长度过程中，我们得到A1OQ2 A2OQ2 600,那么可得到B1O2B2 600，那么可知道三角形B i B2O2等边三角形。
又有几何关系知道四边形B1 B2C2C1是平行四边形，那么B2 B1 C2C1，又上面讨论知B1 B2O2为等边三角形，于是有B1O2 B2B1，那么可得到B2O2 100mm,即卩BO2 100mm又已知BC/BO2 1，于是可得到BC BO2100mm即杆BC, BO2的100mm。
3.O2到丫丫轴的距离的确定兀| 戶沟图3 O2到YY轴的距离有图我们看到，丫丫轴由yy移动到河3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, B I，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，我们可以选取丫丫轴通过CB1中点(C点为O2B1与B2B, 得交点)。
又几何关系知道：I O2B?COS B2O2C (O2B2 O2B?COS B2O2C)/2由上面的讨论容易知道B2O2C 300，再代入其他数据，得：I 93.3mm即。
2到丫丫轴的距离为93.3mm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。
第三章 插床切削主体机构及函数曲线分析主体机构图见第一张图。
已知w 60r/m ,逆时针旋转，由作图法求解位移，速度，加速度。
规定位移，速度， 加速度向下为正，插刀处于上极限位置时位移为0.当 175° （1）位移在1： 1的基础上，量的位移为79.5mm 。
，即曲柄转过175°时位移为79.5mm 。
（2）速度由已知从图中可知，V A2与°1A 垂直，V A3A2与°2A 平行，V A3与°2人垂直，由理论力学中不 同构件重合点地方法可得V A3VA3A2VA2大小 ？ ？方向其中，V A2是滑块 上与A 点重合的点的速度，V A3A2是杆AOB 上与A 点重合的点相对于滑 块的速度，V A3是杆AOB 上与A 点重合的速度。
点的方法可得:其中，V C 是C 点，即插刀速度，V BC 是C 点相对于B 点转动速度，V B 是B 点速度又B 点是杆件3上的一点，，杆件3围绕°2转动，且B 点和杆件与A 点重合的点在°2 的两侧，于是可得：由图量的°2A 3 220mm ,则可到又由图知, v B 与°2B 垂直,V CB 与BC 垂直,V C 与丫丫轴平行，有理论力学同一构件不同大小 ？ 方向vBVCBV B°2B°X V A3V B100220V A 3由已知可得v A2 w °1A 2 75 471mm/s ，规定选取比例尺u15mm s 1 /mm ，贝U 可的矢量图如下:最后量出代表v c 的矢量长度为12mm, 于是，可得v C =0.174m/s即曲柄转过175°时，插刀的速度为0.174m/s ，(3)加速度由理论力学知识可得矢量方程：块 的加速度，大小位置，方向与0?A4平行； A3A2是C 点相对于B 点转动的向心加速 度， A 3O2=V C B /BC 993.43mm/S 2,方向过由C 指向B ； A 3O2是C 点相对于B点转动A3大小 ？ 方向 ？其中，A2是滑块上与A 点重合点的加速度,A2k A3A2 rA3A2？A2=2O 1A4 4275 2957.88mm/s ，方向由A 4指向； A 3A2是科氏加速度，A 3A223 V A3A2 1080mm/s 2(其中V A 3,V A 3A2大小均从速度多边形中量得) ，q 方向垂直O ?A4向下;A3A2是A4相对于滑的切向加速度，大小位置，方向垂直 BC 。
次矢量方程可解，从而得到R, n 2R （是角加速度）可得B量出O 2A4则可得到 a 的大小和方向B又由理论力学，结合图可得到；02B02 A3A3ntcBCBCB大小 ？?方向其中， B 在上一步中大小方向都能求得；n CB是C 相对于B 点转动的向心加速度C B V BC /BC 36mm/S2，方向由C 点指向B 点；C B 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u 36mm s 2/mm ，可得加速度矢量图如下：B 时杆AOB 上的一点，构AOB 围绕02转动，又 A4与B 点在02的两侧，由A3 °最后由直尺量的a c 长度为12mm ,于是，可得a c 0.432m/s 2 当 355°(1)位移在1:1的基础上，滑块的位移为1.5mm 。
即曲柄转过355°时位移为1.5mm 。
(2)速度由已知从图中可知，V A 2与O 1A 垂直，V A 3A2与°2A 平行，V A 3与°2人垂直，由理论力学中不 同构件重合点地方法可得V A3VA3A2VA2大小 ？ ？方向其中，V A2是滑块 上与A 点重合的点的速度，V A3A2是杆AOB 上与A 点重合的点相对于滑 块的速度，V A 3是杆AOB 上与A 点重合的速度。
又由图知，V B 与°2B 垂直，V CB 与BC 垂直，V C 与YY 轴平行，有理论力学同一构件不 同点的方法可得：V C v BVCB大小 ？ ？方向其中，V C 是C 点，即插刀速度，V BC 是C 点相对于B 点转动速度，V B 是B 点速度。
又B 点是杆件3上的一点，，杆件3围绕°2转动，且B 点和杆件与A 点重合的点在°2 的两侧，于是可得：V B由图量的°2A5 123.5mm ,则可到v B由已知可得v A2 w °1A 2 75 471mm/s ，规定选取比例尺u 10m s 1/m m ，则可的矢量图如下：°2B°Z V A3100 V A3123 .5最后量出代表v C 的矢量长度为2.16mm,于是，可得:V C 0.0216m/s即曲柄转过355°时，插刀的速度为0.0216m/s 方向沿丫丫轴向上。
（3）加速度由理论力学知识可得矢量方程：3 V A 3A2 2V A3V A3A2 / O 2A5 （其中V A3 ,V A3A2大小均从速度多边形平行。
B 是杆AOB 上的一点，杆 AOB 围绕O 2转动，又A5与B5点在O 2的两侧，由tR, n 2R （是角加速度）可得大小 方向A3 ?？k r A2A3A2A3A2其中，A2为滑块上与A 点重合点的加速度,2A2=O i A 2275 2957.88mm/s ，方 向 由 A5 指 向A3A2是哥氏加速度A3A2中量得），方向垂直0?A5向下; A3A2是A 3相对于滑块 的加速度，大小位置，方向与O 2A5B 量出O2A5则可得到B的大小和方向又由理论力学，结合图可得到；O2B5O2A5A3n tc B CB CB大小？?方向其中，B在上一步中大小方向都能求得；n CB是C相对于B点转动的向心加速度C B V B C/B5C5 1.44mm/s2，方向由C点指向B点；C B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U 50m s2/mm ,可得加速度矢量图如下代入数据可得：a c 3.04m/s2所有数据详见第四章表格第四章重要数据及函数曲线分析S ,V ,a 数据表角度位移S(mm)速度⑸加速度a(m/s2)7 1.50.003 2.05 1430.0552 2140.0825 1.96 28 5.90.115 1.95 3580.125 1.8 429.90.136 1.65 4910.50.14 1.5 5615.50.15 1.1 6319.50.155 1.0 7023.50.160.85 77250.180.77 84300.1920.63 91310.2010.55 9837.50.2070.15 105410.2100.09 112450.212-0.02 11948.10.22-0.024 126550.212-0.065 133570.205-0.12 14060.20.201-0.23 14766.10.2-0.32 15468.90.196-0.36 161730.19-0.39 168760.18-0.4 17579.50.174-0.432 180830.172-0.45 187850.17-0.59 194900.140-0.7 201920.13-0.79 20892.50.126-0.9 215950.093-1.04 222980.073-1.5 22998.50.05-1.9 236990.03-2.125 24399-0.03-2.6 25098-0.07-3.14 25797-0.16-3.3 26492.5-0.25-4.1 27190-0.274-5.121、S()图的分析:随着曲柄O i A,逆时针转动角度的增大，滑块 C 位移由0开始增大，大约在240度时达 到最大，然后开始减少，易知滑块 C 进程与回程时，曲柄O i A,转动的角度并不相等，这说 明了曲柄O i A,转动时存在急回运动。