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插床机械设计
一、工作原理
插床机械系统的执行机构主要是由导杆机构和凸轮机构组成。图1为其参考示意图，电动机经过减速传动装置（皮带和齿轮传动）带动曲柄2转动，再通过导杆机构使装有刀具的滑块6沿导路y—y作往复运动，以实现刀具的切削运动。刀具向下运动时切削，在切削行程H中，前后各有一段0.05H的空刀距离，工作阻力F为常数；刀具向上运动时为空回行程，无阻力。为了缩短回程时间，提高生产率，要求刀具具有急回运动。刀具与
（a）机械系统示意图（b）插头阻力曲线图
（c）执行机构运动简图
图1插床机械系统
工作台之间的进给运动，是由固结于轴O2上的凸轮驱动摆动从动件8和其它有关机构（图中未画出）来完成的。
二、设计数据
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
导杆
机构
运动
分析
转速n2(r/min)
50
49
50
52
50
48
47
46
49
45
曲柄lO2A(mm)
65
70
75
80
85
68
72
76
82
66
力臂d(mm)
100
105
108
110
112
115
118
120
122
125
行程速比系数K
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
2.0
1.7
1.8
1.9
1.8
插刀行程H(mm)
100
115
120
125
130
135
140
136
128
112
导杆
机构
动态
静力
分析
工作阻力Fmax(N)
8500
9600
10800
9000
10100
9200
8200
9800
8800
9200
导杆质量m4(kg)
20
20
22
20
22
24
26
28
26
22
滑块6质量m6(kg)
40
50
60
60
50
60
45
55
65
50
导杆4质心转动惯量Js4(kg·m2)
1.1
1.1
1.2
1.2
1.2
1.3
1.2
1.1
1.2
1.2
凸轮
机构
设计
从动件最大摆角ψmax
20°
20°
20°
20°
20°
20°
20°
20°
20°
20°
从动件杆长lO9D(mm)
125
135
130
122
123
124
126
128
130
132
许用压力角
40°
38°
42°
45°
43°
44°
41°
40°
42°
45°
推程运动角
60°
70°
65°
60°
70°
75°
65°
60°
72°
74°
远休止角
10°
10°
10°
10°
10°
10°
10°
10°
10°
10°
回程运动角
60°
70°
65°
60°
70°
75°
65°
60°
72°
74°
三、设计要求
电动机轴与曲柄轴o2平行，使用寿命10年，每日一班制工作，载荷有轻微冲击,允许曲柄2转速偏差为±5％。要求导杆机构的最小传动角不得小于60°,凸轮机构的最大压力角应在许用值[α]之内，摆动从动件8的升、回程运动规律均为等加速等减速运动,执行构件的传动效率按0.95计算，系统有过载保护,按小批量生产规模设计。
四、设计内容及工作量
根据插床机械的工作原理，拟定2～3个其他形式的执行机构（连杆机构），并对这些机构进行分析对比。
根据给定的数据确定机构的运动尺寸,lBC=(0.5～0.6)lBO1。要求用图解法设计，并将设计结果和步骤写在设计说明书中。
导杆机构的运动分析。将导杆机构放在直角坐标系下，编制程序分析出滑块6的位移、速度、加速度及导杆4的角速度和角加速度，画出运动曲线，并打印上述各曲线图。要求将建模过程详细地写在说明书中。
导杆机构的动态静力分析。通过建立机构仿真模型，并给系统加力，编程求出外加力，并作出曲线，求出最大平衡力矩和功率。
凸轮机构设计。根据所给定的已知参数，确定凸轮的基本尺寸（基圆半径ro、机架lo1o2和滚子半径rr），并将运算结果写在说明书中。将凸轮机构放在直角坐标系下，编制程序画出凸轮机构的实际廓线，打印出从动件运动规律和凸轮机构仿真模型。
编写设计说明书一份。应包括设计任务、设计参数、设计计算过程等。
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