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一种恒力机构的设计与分析

平面连杆机构及其设计与分析

第二章平面连杆机构及其设计与分析 §2-1 概述平面连杆机构（全低副机构）:若干刚性构件由平面低副联结而成的机构。优点：（1）低副，面接触，压强小，磨损少。（2）结构简单，易加工制造。（3）运动多样性，应用广泛。曲柄滑块机构：转动－移动曲柄摇杆机构：转动－摆动双曲柄机构：转动－转动双摇杆机构：摆动－摆动（4）杆状构件可延伸到较远的地方工作（机械手）（5）能起增力作用（压力机）缺点：（1）主动件匀速，从动件速度变化大，加速度大，惯性力大，运动副动反力增加，机械振动，宜于低速。（2）在某些条件下，设计困难。 §2-2平面连杆机构的基本结构与分类一、平面连杆机构的基本运动学结构铰链四杆机构的基本结构 1．铰链四杆机构所有运动副全为回转副的四杆机构。 AD－机架 BC－连杆 AB、CD－连架杆连架杆：整周回转－曲柄往复摆动－摇杆

2．三种基本型式（1）曲柄摇杆机构定义：两连架杆一为曲柄，另一为摇杆的铰链四杆机构。特点：?、β0～360°, δ、ψ＜360° 应用：鳄式破碎机缝纫机踏板机构揉面机（2）双曲柄机构定义：两连架杆均作整周转动的铰链四杆机构。由来：将曲柄摇杆机构中曲柄固定为机架而得。应用特例：双平行四边形机构（P35），天平反平行四边形机构（P45）绘图机构（3）双摇杆机构定义：两连架杆均作往复摆动的铰链四杆机构。由来：将曲柄摇杆机构中摇杆固定为机架而得。应用：翻台机构，夹具，手动冲床飞机起落架，鹤式起重机二．铰链四杆机构具有整转副和曲柄存在的条件上述机构中，有些机构有曲柄，有些没有曲柄。机构有无曲柄，不是唯一地由取哪个构件为机架决定，机构有曲柄的首要条件是：机构中各构件长度间应满足一定的尺寸关系，该条件是首要条件。然后，再看以哪个构件作为机架。

机械原理课程设计-插床设计

长江学院机械原理课程设计说明书设计题目：插床机构设计学院：机械与电子工程学院专业：班级：设计者：学号：指导老师： 2016年7月1日

目录题目及设计要求 (3) 1机构简介 (3) 2设计数据 (4) 二、插床机构的设计内容与步骤 (6) 1、导杆机构的设计与运动分析 (6) ⑴、设计导杆机构。 (6) ⑵、作机构运动简图。 (6) ⑶、作滑块的运动线图。 (6) ⑷、用相对运动图解法作速度、加速度多边形。 (7) 2、导杆机构的动态静力分析 (8) ⑴、绘制机构的力分析图（图1-4）。 (8) ⑵、选取力矩比例尺μM(N.mm/mm)，绘制等效阻力矩Mr的曲线图 (9) ⑶、作动能增量△Ｅ―φ线。 (10) 3、用解析法较好机构运动分析的动态静力分析结果 (11) ⑴、图解微分法 (11) ⑵、图解积分法 (14) 4、飞轮设计 (14) 5、凸轮机构设计 (16) 6、齿轮机构设计 (19) 三、感想与体会 (21) 四、参考文献 (22)

题目及设计要求 1机构简介插床是一种用于工件内表面切削加工的机床，也是常用的机械加工设备，用于齿轮、花键和槽形零件等的加工。图1为某插床机构运动方案示意图。该插床主要由带转动、齿轮传动、连杆机构和凸轮机构等组成。电动机经过带传动、齿轮传动减速后带动曲柄1回转，再通过导杆机构1－2－3－4－5－6，使装有刀具的滑块沿道路y－y作往复运动，以实现刀具切削运动。为了缩短空程时间，提高生产率，要求刀具具有急回运动。刀具与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O4D和其他有关机构（图中未画出）来实现的。为了减小机器的速度波动，在曲柄轴O2上安装一调速飞轮。为了缩短空回行程时间，提高生产效率，要求刀具具有急回运动，图2为阻力线图。

7.实验七机构创新组合设计实验

实验七机构创新组合设计实验一、实验目的 1、加深学生对平面机构的组成原理认识,进一步了解机构组成及运动特性。 2、训练学生的工程实践动手能力。培养学生创新意识及综合设计的能力。二、实验设备及工具 1、JKZB-Ⅱ机构创新组合设计实验台。附件：齿轮、齿条、槽轮、凸轮、转动轴、连杆、各种连接组合零部件等。 2、装拆工具：十字起子、活动扳手、内六角扳手、钢板尺、卷尺等。 3、学生自备草稿纸、笔、绘图工具等。三、实验要求 1、每2～3人一组,每一组实验前拟一份机构运动设计方案,实验后提交新设计方案. 2、完成实验后各组将机械零部件“物还原位”,老师验收后方可离去. 3、每人完成一份实验报告。四、实验原理和方法根据平面机构的组成原理：任何平面机构都可以由若干个基本杆组依次联接到原动件和机架上而构成，故可通过选定的机构类型，拼装该机构并进行分析。１

五、实验内容 1、自行到实验室熟悉本实验中的实验装置，各种零部件、装拆工具的功能；了解机构的拼接方法，拟订自已的机构运动方案的拼接步骤。 2、自拟或课本提供的机构运动方案做为拼接对象。 3.拼接机构,将各基本杆组按运动传递规律顺序拼接到原动件和机架上。 4．绘制运动简图，分析所拼接的平面机构。 5．根据平面机构的组成原理，利用常用的零部件拼接调整，设计一种具有新型的带发明创造性的组合机构。每一组提交一份机构创新设计方案。 6．最后把组合机构安装在实验平台上，进行测试分析、运动分析、实验结果分析、拟定这次实验的步骤，并写出实验报告。六、实验方法与步骤 1.学生使用“机构创新组合设计实验台”提供的各种零件。按照自己的运动方案简图，先在桌面上进行机构的初步试验组装，这一步的目的是杆件分层。一方面为了使各个杆件在互相平行的平面内运动，一一方面为了避免各个杆件，各个运动副之间发生运动干涉。 2.按照上一步骤试验好的分层方案，从最里层开始，依次将各个杆件组装连接到机架上。选取构件杆，连接转动副或移动副。凸轮。齿轮。齿条与杆件用转动副连接，凸轮。齿轮。齿条与杆件用移动副连接，杆件以转动副的形式与机架相连，杆件以移动副的形式与机架相连，最后组装连接输入转动的原动件或输入移动的原动件。 3.根据输入运动的形式选择原动件。若输入运动为转动（工程实际中以柴油机，电动机等为动力的情况），则选用双轴承式主动定铰链轴或蜗杆为原动件，并使用电机通过软轴联轴器进行驱动。若输入运动为移动（工程实际中以油缸，气缸等为动力的情况），可选用适当行程的气缸驱动，用软管连接好气缸，气控组件和空气压缩机并进行空载形成实验。 4.试用手动的方式摇动或推动原动件，观察整个机构各个杆，副的运动，确定运动没有干涉后，安装电动机，用柔性联轴节将电机与机构相连，或安装气缸，用附件将气缸与机构相连。 5.检查无误后，接通电源试机 6.观察机构系统的运动，对机构系统的工作到位情况，运动学及动力学特性作出定性的分析和评价。一般包括如下几个方面： ①各个杆、副是否发生干涉 ②有无形成运动副的两构件的运动不在一个平面，因而出现摩擦力过大的现象 ③输入转动的原动件是否为曲柄。２

插床的设计与分析

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 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- - - - - - - - - - - - - - - - - 2 1.插床机构简介- - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 2.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一、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- - - - - - - - - - - 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- - - - - - - - - - - - - - - - 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- - - - - - - - - - - - 22 （六）键的校核- - - - - - - - - - - - - - - - - - 25

实验四-机构创新组合设计实验

实验四机构创新组合设计实验一、实验目的 1、加深学生对平面机构的组成原理认识,进一步了解机构组成及运动特性。 2、训练学生的工程实践动手能力。培养学生创新意识及综合设计的能力。二、实验设备及工具 1、JKZB-Ⅱ机构创新组合设计实验台。附件：齿轮、齿条、槽轮、凸轮、转动轴、连杆、各种连接组合零部件等。 2、装拆工具：十字起子、活动扳手、内六角扳手、钢板尺、卷尺等。 3、学生自备草稿纸、笔、绘图工具等。三、实验要求 1、每2～3人一组,每一组实验前拟一份机构运动设计方案,实验后提交新设计方案. 2、完成实验后各组将机械零部件“物还原位”,老师验收后方可离去. 3、每人完成一份实验报告。四、实验原理和方法根据平面机构的组成原理：任何平面机构都可以由若干个基本杆组依次联接到原动件和机架上而构成，故可通过选定的机构类型，拼装该机构并进行分析。

机构运动创新设计..

课程设计报告学生姓名：________________ 学号：_________________ 学院: ______________________________________________ 班级: ______________________________________________ 题目: _______________ 机构运动创新设计______________

2015年1月5日目录、概述................................. 1 .....................................................

一、概述：机构运动方案创新设计是各类复杂机械设计中决定性的一步，机构的设计选型一般先通过作图和计算来进行，一般比较复杂的机构都有多个方案，需要制作模型来试验和验证，多次改进后才能得到最佳的方案和参数。本实验所用搭接试验台能够任意选择平面机构类型，组装调整机构尺寸等功能，能够比较直观、方便的搭接、验证、调试、改进、确定设计方案，较好地改善了在校学生对平面机构的学习和设计一般只停留在理论设计“纸上谈兵”的状况二、课程设计目的： 1、培养学生对连杆机构的理解掌握与创新设计能力，加强学生的工程实践背景的训练，拓宽学生的知识面，培养学生的创新意识、综合设计及工程实践动手能力。 2 、通过机构的拼接，在培养工程实践动手能力的同时，要求学生在拼装一个已有模型之外，自己通过对现实生产和生活中的连杆机构机械产品的观察和理解，通过试验台设备进行拼装和仿真。通过解决实际问题，促进学生理论联系实际，学以致用；锻炼学生独立思考能力和动手能力。 3 、加深学生对连杆机构组成原理的认识，进一步掌握连杆机构的创新设计方法。 4、学习机构运动简图的测绘与自由度的计算。三、课程设计要求和内容：实验设备和工具 CQJP-D 机构运动创新设计方案拼装及仿真实验台，包括组成机构的各种运动副、构件、动力源及一套实验工具（扳手、螺丝刀）。其中构件包括机架、连杆、圆柱齿轮、齿条、凸轮及从动件、槽轮及拨盘和皮带轮等；运动副包括转动副、移动副、齿轮副、槽轮副等。实验原理平面机构是由各个杆组依次联结到机架和原动件上形成的。机构具有确定运动的条件是机构的自由度大于零，且原动件数和机构的自由度相等。所拼接的机构必须满足以上两个条件。将主要由连杆构成的连杆机构（可加入一个其他类型构件如齿轮、凸轮、槽轮等）进行拼装，计算分析其自由度后，输入动力源进行机构运行。实验内容与步骤

插床机构设计

目录一、工作原理 3 二、设计要求 3 三、设计数据 3 四、设计内容及工作量 4 五. 设计计算过程5 (一). 方案比较与选择5 (二). 导杆机构分析与设计 6 1.机构的尺寸综合8 2. 导杆机构的运动分析9 3. 凸轮机构设计14 六. 参考文献16一、工作原理：

（1）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。下图为其参考示意图，电动机经过减速传动装置（皮带和齿轮传动）带动曲柄转动，再通过导杆机构使装有刀具的滑块沿导路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。刀具与工作台之间的进给运动，是由固结于轴上的凸轮驱动摆动从动件和其它有关机构来完成的。（2）二、设计要求：电动机轴与曲柄轴平行，使用寿命10年，每日一班制工作，载荷有轻微冲击。允许曲柄转速偏差为±5％。要求导杆机构的最小传动角不得小于60o；凸轮机构的最大压力角应在许用值[α]之内，摆动从动件的升、回程运动规律均为等速运动。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。导杆机构运动分析转速n2插刀行程 H(mm) 行程速比系数K 42 100 1.65 导杆机构运动分析从动件最大摆角? max 从动件杆长许用压力角推程运动角δ o 远休止角回程运动角 δ’o 14°124 38°58°10°58° 导杆机构运动动态静力分析工作阻力Fmax(N) 导杆质量 m4(kg) 滑块6质量 m6(kg) 导杆4质心转动惯量Js4(kgm2) 3200 22 70 1.1 四、设计内容及工作量： 1、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。 2、根据选定的电机和执行机构的运动参数拟订机械传动方案。 3、画出机械运动方案示意图。 4、根据给定的数据确定机构的运动尺寸，用Autocad软件按1：1绘制所设计的机构运动简图。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。

平面机构运动方案创新设计实验.

实验四平面机构运动方案创新设计实验一、实验目的 1．加深学生对机构组成原理的认识，进一步了解机构组成及其运动特性； 2．培养学生的工程实践动手能力； 3．培养学生创新意识及综合设计能力。二、设备和工具 1．机构运动方案创新设计实验台； 2．工具箱一套； 3．自备三角板、圆规和草稿纸等文具。三、实验前的准备工作 1．预习实验，掌握实验原理，初步了解机构创新模型； 2．选择设计题目，初步拟定机构系统运动方案。四、实验原理任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连接到原动件和机架上的方法来组成，这是机构的组成原理，也是本实验的基本原理。 1．杆组的概念由于平面机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目与机构的自由度相等，因此机构均由机架、原动件和自由度为零的从动件通过运动副联结而成。将从动件系统拆成若干个不可再分的自由度为零的运动链，称为基本杆组（简称杆组）。根据杆组的定义，组成平面机构杆组的条件是： F = 3n - 2P L - P H =0 （4－1）式中： n 为杆组中的构件数；P L 为杆组中的低副数；P H 为杆组中的高副数。由于构件数和运动副数目均应为整数，故当n 、P L 、P H 取不同数值时，可得各类基本杆组。当P H =0时，杆组中的运动副全部为低副，称为低副杆组。由于有F = 3n - 2P L - P H =0，故32L P n ，则n 应当是2的倍数，而P L 应当是3的倍数，即n ：2、4、6……，P L =3、6、9……。当n=2，P L =3时，基本杆组称为II 级组。II 级组是应用最多的基本杆组，绝大多数的机构均由II 级杆组组成，II 级杆组可以有下图所示的五种不同类型：图4－1 平面低副Ⅱ级杆组

插床机构的设计

机械原理课程设计计算说明书课题名称：插床机构的设计姓名：超院别：工学院学号： 2012010803 专业：机械设计制造及其自动化班级：机设1201班指导教师：原芳 2014年6 月7日

工学院课程设计评审表

设计目录 1 机械原理课程设计任务书 (4) 1.1课程设计的目的和任务 (4) 1.2机构简介与设计数据 (4) 1.3设计容 (6) 1.4设计步骤和要求 (6) 2 机构简介与设计数据设计 (7) 1.1 插床简介 (7) 1.2 设计数据.................................................................. (8) 3 插床机构的设计及尺寸计算 (9) 3、1曲柄导杆机构的设计及尺寸计算 (9) 3、2用图解法进行机构的运动分析 (14) 3、3用图解法进行机构的动态静力分析 (18) 4 凸轮机构设计 (21) ．心得与体会 (22) ．参考文献 (23)

机械原理课程设计任务书学生超班级 1201 学号 2012010803 位置 10 设计题目一：插床机构设计及分析一、课程设计的目的和任务 1.课程设计的目的机械原理课程设计是机械原理教学的一个重要组成部分。机械原理课程设计的目的在于进一步巩固和加深学生所学的机械原理理论知识，培养学生独立解决实际问题的能力，使学生对机械的运动学和动力学的分析和设计有一较完整的概念，并进一步提高电算、绘图和使用技术资料的能力，更为重要的是培养开发和创新机械的能力。 2.、课程设计的任务用图解法对插床的连杆机构进行运动分析和动力分析，设计凸轮机构。要求画出A 1图纸一，写出计算说明书一份。二、机构简介与设计数据 1.插床主要由齿轮机构、导杆机构和凸轮机构等组成，如图1所示。电动机经过减速装置（图中只画出齿轮1z 、2z ）使曲柄1转动，再通过导杆机构1－2－3－4－5－6，使装有刀具的滑块沿导路作往复直线运动，以实现刀具切削运动。为了缩短空行程时间，提高生产效率，要求刀具具有急回运动。刀具与工作台之间的进给运动，是由固结于轴2O 上的凸轮驱动摆动从动件O 4D 和其他有关机构（图中未画出）来完成的。为了缩短空回形成时间，提高生产效率，要求刀具有急回运动。在工作行程中，刀具上作用有相当大的切削阻力，在切削行程的前后各有一段0.05H （H 为刀具行程）行程，如图2所示。而在空回行程中则没有切削阻力，因此在一个工作循环中，刀具受力变化很大，从而影响了主轴的匀速运转，为减小主轴的速度波动，需采用飞轮调速，以减小电动机容量和提高切削质量。插床机构简图如图1所示，题目数据列于表1。图1 插床机构简图

机构创新设计实验报告

机构创新设计实验报告实验课程名称：机械原理学院：机电学院专业班级：10机械设计制造及其自动化学号：101401010124 学生姓名：舒展 2012年6月28日机构创新设计实验报告

一、实验目的 1.通过实际机构的应用设计和搭接加深对不同机构运动特性的理解； 2.通过对典型机构的组装，掌握活动连接、固定连接的结构和特点；了解实际机构与机构简图的不同处，避免设计时出现运动的干涉。 3.通过现场操作，培养实际动手和现场应变能力。 4.通过实验的多方案设计培养发散思维和创新设计能力。二、实验设备 ZSB-C机构创新设计方案试验台。三、实验原理此机构由电动机输出动能，再由皮带动齿轮转动，然后由一个小齿轮和一个大齿轮组合，降低输出速度。构造一个曲柄摇杆机构，实现将电机转动转变化摇杆传动的功能。利用曲柄摇杆机构特性设计一个能实现刚体给定位置的机构。最终实现机构运用原理设计要求。四、备选方案分析和最终选型方案。设计好曲柄摇杆机构，可选择设计起重机构、铸造造型机沙箱翻转机构、读数机构、轨迹生成机构及缝纫机踏板机构等。最终先择实现起重功能的起重机构。最终选择此方案有2个原因。五、最终选型方案的分析及选择该方案的理由

（一）实验室设备条件及设备精度限制，不能设计出比较精准的机构，此机构相比读数机构、轨迹生成机构等设计难度低，精度要求低。（二）此机构功能容易得到实现，构造比较简单，利用实验室现有机构实验设备、实验构件，在实验室中能独立完成。六、实际拼装的机构的机构运动简图七、实际拼装机构的杆组拆分简图

八、此机构功能（一）实现起重可以将重物提升到一个平台上，如：装卸载货物、掉重、起重小轿车等（二）拔起铸造模型（三）运送物资（四）升降台九、问题及建议 1.此机构的由于组成比较简单，有一些地方的设计不够完美，还需改善。 2.实验的设备太少了，有时候大家都在做实验的时候实验零件不够用，这使得我们设计的机构不能完全的成功。 3.设备都生锈了，我建议多对设备进行维护。 4.我们实践动手能力还需要提高，希望学院多安排此类课题设计。十、实验心得通过这段时间的机械设计课程设计进一步巩固、加深和拓宽所学的知识；通过设计实践，树立了正确的设计思想，增强创新意思，熟悉掌握了机械设计的一般规律，也培养了分析和解决问题的能力；对自己进行了一个全面的机械设计基本技能的训练。从开始的传动方案的拟定的总体设计中，让我清楚的了解了自己接下

哈工大机械原理考研-第2章连杆机构分析与设计(理论部分)

第2章连杆机构分析和设计 2.1内容要求 1.掌握平面四杆机构的基本型式、特点及其演化方法。 2.熟练掌握和推导铰链四杆机构曲柄存在条件，并灵活运用来判断铰链四杆机构的类型；掌握曲柄滑块机构及导杆机构等其他四杆机构的曲柄存在条件的推导过程。 3.掌握平面四杆机构的压力角、传动角、急回运动、极位夹角、行程速比系数、等基本概念；掌握连杆机构最小传动角出现的位置及计算方法；掌握极位夹角与行程速比系数的关系式；掌握掌握死点在什么情况下出现及死点位置在机构中的应用。 4.掌握速度瞬心的概念及如何确定机构中速度瞬心的数目；掌握“三心定理”并应用“三心定理”确定机构中速度瞬心的位置及对机构进行速度分析。 5.了解建立Ⅰ级机构、RRR杆组、RRP杆组、RPR杆组、PRP杆组、RPP杆组的运动分析数学模型；掌握相对运动图解法及杆组法机构运动分析的方法。 6.掌握移动副、转动副中摩擦力的计算和自锁问题的讨论；掌握计及摩擦时平面连杆机构受力分析的方法；掌握计算机械效率的几种方法；掌握从机械效率的观点研究机械自锁条件的方法和思想。 7.掌握平面四杆机构的运动特征及其设计的基本问题；了解“函数机构”、“轨迹机构”、 “导引机构”的设计思想、方法；掌握按给定行程速比系数设计四杆机构的方法。 2.2内容提要一、本章重点本章重点是铰链四杆机构曲柄存在条件，并灵活运用来判断铰链四杆机构的类型；连杆机构最小传动角出现的位置及计算方法；速度瞬心法对机构进行速度分析；计及摩擦时平面连杆机构受力分析的方法；按给定行程速比系数设计四杆机构的方法。 1．平面四杆机构的基本型式及其演化型式平面四杆机构的基本型式是平面铰链四杆机构。在此机构中，与机架相联的构件称为连架杆；能作整周回转的连架杆称为曲柄，而不能作整周回转的连架杆称为摇杆；与机架不相连的中间构件称为连杆。能使两构件作整周相对转动的转动副称为周转副；而不能作整周相对转动的转动副称为摆转副。平面铰链四杆机构又根据两连架杆运动形式不同分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构及双摇杆机构。平面四杆机构的演化型式是在平面铰链四杆机构的基础上，通过一些演化方法演化而成其他型式的四杆机构。平面四杆机构的演化方法有：（1）改变构件的形状及运动尺寸；（2）改变运动副尺寸；（3）取不同构件为机架。

机械原理课程设计插床说明书文档

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

第一章绪论一，设计的题目：插床运动系统方案设计及其运动分析。二，此设计是工科专业在学习《机械原理》后进行的一次较全面的综合设计训练，其目的： 1.巩固理论知识，并应用于解决实际工程问题； 2.建立机械传动系统方案设计、机构设计与分析概念； 3.进行计算、绘图、正确应用设计资料、手册、标准和规范以及使用经验数据的能力训练。三，主要内容： 1.确定插床主要尺寸，然后按1：1的比例画出图形。对插刀进行运动分析，选取适当比例尺画出不同点速度，加速度矢量图得到不同点的速度，加速度，并对两处位移，作出位移，速度，加速度同转角的图像 2.在内容1运动分析的基础上作出运动循环图，在运动循环图的指导下，根据设计要求确定工作台进给运动机构传动方案设计（包括上下滑板1和2进给运动的机构传动方案设计；回转台3分度运动的机构传动方案设计；刀具与工作台在运动中的协调性分析；） 3.整理和编写说明书一份，对图纸进行详细说明时间安排（1）.第一天明确任务，准备作图工具，并打扫教室。（2）. 第二、三天在老师的指导下确定构建尺寸，作出机构简图，并进行运动分析，并作出一个周期的位移、速度、加速度随转角变化的图像（3）. 第四、五天在老师的指导下，完成工作台的机构传动方案设计，并画出传动示意图。（4）. 第六、七、八天自己总结，整理并编写说明书一份

机械原理课程设计任务书学院名称：专业：年级：学生姓名: 学号: 指导教师: 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）。参数n r H L O1O2C1C2C3C4G3G5J S3Q K δ 单位rpm mm mm mm mm mm mm N N Kgm2N 数据60 100 150 120 50 50 120 160 320 0.14 1000 2 0.05 另：l BC/l 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：l1 =1600，l2 =1200, l3 =740, l4 =640, l5 =580, l6 =560, l7 =200, l8 =320, l9 =150, l10 =360, l11 =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（φ）-φ曲线、 V（φ）-φ曲线和a（φ）-φ曲线； 3) 三号坐标纸一张：Med（φ）、Me r（φ）-φ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）

机原实验--机械运动方案创新设计实验3实验报告

本次实验的要求，全班共分为八组。每组设计一至二个方案。实验地点：实验中心北楼202 陈老师 2013.12.23 机械运动方案创新设计实验一、实验目的 1．通过实际机构的应用和搭接加深对不同机构运动特性的理解。 2. 通过对典型机构的组装，掌握活动连接，固定连接的结构和特点，了解实际机构与机构简图的不同之处，避免设计时出现运动的干涉。 3. 通过现场操作，培养实际动手能力，现场应变能力，团队合作精神。 4. 通过实验的多方案设计，培养发散性思维和创新设计能力。二、实验原理通常机构由三个部分组成，原动件—传动件—从动件。原动件输出运动和动力，经传动件的变化，由从动件对外输出。平面连杆机构由原动件—连架杆、传动件—连杆和从动件-连架杆组成。三、实验设备及工具 1．ZBS-C机构运动创新设计实验台 2. 工具：外六角扳手（2把），内六角扳手（2个），钢尺（1个），十字起（1把）一字起（1把）四、实验内容（任选一至二项） 1.多功能移动式残病人浴缸翻转机构 ⑴上身部缸体翻转机构要求上身部缸体从水平位置向上翻转至70度，即翻转角为0-70度. 可采用的机构：摆动导杆机构，导杆与上身部缸体固装在－起，带动缸体翻转。

2. 牛头创床机构要求刨刀（安装在滑枕上）作直线往复运动。可采用的机构：摆动导杆机构和滑块机构组合。方案 (一) 方案（二） 3.飞机起落架要求起落架上轮子从水平位置向下翻转至垂直位置，利用死点使起落架轮子保持在垂直位置。可采用的机构：双摇杆机构

起落架的要求如下： a. 起落架放下后，只要油缸的锁紧长度不变，整个机架构成自由度为零的刚性结构，且处在稳定的死点位置。 b. 起落架收起时，活塞杆内移，轮子移至水平位置。 c. 机构的最小传动角大于30°。 4.冲压成型机压头作垂直上下直线运动，以较小功率带动主动件运动时，滑块能产生巨大的冲压力。可采用的机构：多杆增力机构 5.精压机机构

插床机构设计与分析

插床机构设计与分析输入设计参数行程速比系数K=1.47 插刀行程H=127.00mm 曲柄长度LAB=23.00mm 连杆长度LDE =102.00mm 导路距离Le =320.00mm 曲柄角速度ω=8.00rad/s 曲柄角加速度ε=0.00rad/s2 输出计算参数极位夹角θ=34.251°导杆长LCD=215.645mm 中心距LAC=78.108mm 弓形高 b =9.561mm 机架长Le=288.972mm 最大压力角αmax=2.686° 插床机构结构示意插刀运动线图插刀最大切削速度V1max=0.394m/s 刨刀最大回程速度V2max=0.722m/s 插刀最大切削加速度a1max=4.451m/s*s 刨刀最大加速度a2max=6.072m/s*s 转角(°) 位移S(mm) 速度(m/s) 加速度(m/s2) 000 0.00 0.001 3.587

002 0.04 0.016 3.474 003 0.08 0.024 3.419 004 0.14 0.031 3.365 005 0.22 0.039 3.313 006 0.31 0.046 3.261 007 0.42 0.053 3.211 008 0.54 0.060 3.162 009 0.68 0.067 3.114 010 0.83 0.073 3.067 011 1.00 0.080 3.021 012 1.18 0.087 2.976 013 1.38 0.093 2.932 014 1.59 0.099 2.888 015 1.81 0.106 2.846 016 2.05 0.112 2.805 017 2.30 0.118 2.764 018 2.56 0.124 2.724 019 2.84 0.130 2.685 020 3.13 0.136 2.646 021 3.43 0.141 2.609 022 3.74 0.147 2.572 023 4.07 0.152 2.535 024 4.41 0.158 2.499 025 4.76 0.163 2.464 026 5.12 0.169 2.429 027 5.50 0.174 2.395 028 5.88 0.179 2.361 029 6.28 0.184 2.328 030 6.68 0.189 2.295 031 7.10 0.194 2.263 032 7.53 0.199 2.231 033 7.97 0.204 2.199 034 8.42 0.209 2.167 035 8.88 0.213 2.136 036 9.35 0.218 2.106 037 9.83 0.223 2.075 038 10.33 0.227 2.045 039 10.83 0.232 2.015 040 11.34 0.236 1.986 041 11.86 0.240 1.956 042 12.38 0.245 1.927 043 12.92 0.249 1.898 044 13.47 0.253 1.869

插床机构综合设计说明书

机械原理课程设计插床机构综合学生姓名：卢佛俊专业班级： 08机电二班学号： 20087668

目录一、设计题目简介二、设计数据与要求三、设计任务四、插床主体机构尺寸综合设计五、插床切削主体结构运动分析六、重要数据及函数曲线分析七、工作台设计方案

八、总结九、参考文献设计题目：插床机构综合一、设计题目简介插床是常用的机械加工设备，用于齿轮、花键和槽形零件等的加工。图示为某插床机构运动方案示意图。该插床主要由带转动、齿轮传动、连杆机构和凸轮机构等组成。电动机经过带传动、齿轮传动减速后带动曲柄1回转，再通过导杆机构1－2－3－4－5－6，使装有刀具的滑块沿道路y－y作往复运动，以实现刀具切削运动。为了缩短空程时间，提高生产率，要求刀具具有急回运动。刀具与工作台之间的进给运动，是由固结于轴上的凸轮驱动摆动从动件和其他有关机构（图中未画出）来实现的。

针对图所示的插床机构运动方案，进行执行机构的综合与分析。二、设计数据与要求依据插床工况条件的限制，预先确定了有关几何尺寸和力学参数，如表6－4所示。要求所设计的插床结构紧凑，机械效率高。插床机构设计数据插刀往复次数（次/min ） 60 插刀往复行程（mm ） 100 插削机构行程速比系数 2 插床机构运动方案示意图插刀所受阻力曲线

三、设计任务 1. 针对图所示的插床的执行机构（插削机构和送料机构）方案，依据设计要求和已知参数，确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图； 2. 假设曲柄1等速转动，画出滑块C 的位移和速度的变化规律曲线； 3. 在插床工作过程中，插刀所受的阻力变化曲线如图所示，在不考虑各处摩擦、其他构件重力和惯性力的条件下，分析曲柄所需的驱动力矩； 4. 取曲柄轴为等效构件，确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量； 5. 用软件（VB 、MATLAB 、ADAMS 或SOLIDWORKS 等均可）对执行机构并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。 6. 图纸上绘出最终方案的机构运动简图（可以是计算机图）并编写说明书。四、插床主体机构尺寸综合设计方案选择：方案一：结构简图如下杆长之比 1 质心坐标（mm ） 50 质心坐标（mm ） 50 质心坐标（mm ） 120 凸轮摆杆长度（mm ） 120 凸轮摆杆行程角（0 ） 15 推程许用压力角（0 ） 45 推程运动角（0 ） 90 回程运动角（0 ） 60 远程休止角（0 ） 15 推程运动规律 3-4-5次多项式回程运动规律等速速度不均匀系数 0.05 最大切削阻力（N ） 1000 阻力力臂（mm ） 120 滑块5重力（N ） 320 构件3重力（N ） 160 构件3转动惯量（kgm 2 ） 0.14

机构运动方案创新设计实验

机构运动方案创新设计实验一、概述机构运动方案创新设计是各类复杂机械设计中决定性的一步，机构的设计选型一般先通过作图和计算来进行，一般比较复杂的机构都有多个方案，需要制作模型来试验和验证，多次改进后才能得到最佳的方案和参数。本实验所用搭接试验台能够任意选择平面机构类型，组装调整机构尺寸等功能，能够比较直观、方便的搭接、验证、调试、改进、确定设计方案，较好地改善了在校学生对平面机构的学习和设计一般只停留在理论设计“纸上谈兵”的状况。二、实验目的掌握机构创新模型的使用方法及实验原理。（1）训练学生的工程实践动手能力，培养学生创新意识及综合设计的能力。（2）加深对平面机构的组成原理及其运动特性的理解和感性认识。三、实验原理任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连接到原动件和机架上去的方法来组成，这是机构的组成原理，也是本实验的基本原理。杆组的概念、正确拆分杆组及拼装杆组。 1．杆组的概念由于平面机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目与机构的自由度数目相等，因此机构均由机架、原动件和自由度为零的从动件系统通过运动副联接而成。将从动件系统拆成若干个不可再分的自由度为零的运动链，称为基本杆组，简称杆组。根据杆组的定义，组成平面机构杆级的条件是：F=3n—2P L-P H=0。其中构件数n,高副数P L和低副数P H都必须是整数。由此可以获得各种类型的杆组。最简单的杆组为n=2，P L=3，称为II级组，由于杆组中转动副和移动副的配置不同，II级杆组共有五种形式如图2-22 所示。 III 级杆组形式较多，其中n=4，P L=6, 图2-23 所示为机构创新模型已有的几种常见的III 级杆组。 2．正确拆分杆组正确拆分杆组的三个步骤：（1）先去掉机构中的局部自由度和虚约束，有时还要将高副加以低代。（2）计算机构的自由度，确定原动件。（3）从远离原动件的一端（即执行构件）先试拆分II 级杆组，若拆不出II 级组

平面连杆机构及其设计(参考答案)

一、填空题： 1．平面连杆机构是由一些刚性构件用低副连接组成的。 2．由四个构件通过低副联接而成的机构成为四杆机构。 3．在铰链四杆机构中，运动副全部是转动副。 4．在铰链四杆机构中，能作整周连续回转的连架杆称为曲柄。 5．在铰链四杆机构中，只能摆动的连架杆称为摇杆。 6．在铰链四杆机构中，与连架杆相连的构件称为连杆。 7．某些平面连杆机构具有急回特性。从动件的急回性质一般用行程速度变化系数表示。 8．对心曲柄滑快机构无急回特性。9．偏置曲柄滑快机构有急回特性。 10．对于原动件作匀速定轴转动，从动件相对机架作往复运动的连杆机构，是否有急回特性，取决于机构的极位夹角是否大于零。 11．机构处于死点时，其传动角等于０。12．机构的压力角越小对传动越有利。 13．曲柄滑快机构，当取滑块为原动件时，可能有死点。 14．机构处在死点时，其压力角等于９０o。 15．平面连杆机构，至少需要４个构件。二、判断题： 1．平面连杆机构中，至少有一个连杆。（√） 2．平面连杆机构中，最少需要三个构件。（×） 3．平面连杆机构可利用急回特性，缩短非生产时间，提高生产率。（√） 4．平面连杆机构中，极位夹角θ越大，K值越大，急回运动的性质也越显著。（√） 5．有死点的机构不能产生运动。（×） 6．机构的压力角越大，传力越费劲，传动效率越低。（√） 7．曲柄摇杆机构中，曲柄为最短杆。（√） 8．双曲柄机构中，曲柄一定是最短杆。（×） 9．平面连杆机构中，可利用飞轮的惯性，使机构通过死点位置。（√） 10．平面连杆机构中，压力角的余角称为传动角。（√） 11．机构运转时，压力角是变化的。（√）三、选择题： 1．铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和 A 其他两杆之和。 A <=； B >=； C > 。 2．铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆之和，而充分条件是取 A 为机架。 A 最短杆或最短杆相邻边； B 最长杆； C 最短杆的对边。3．铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，当以B 为机架时，有两个曲柄。 A 最短杆相邻边； B 最短杆； C 最短杆对边。 4．铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，当以 A 为机架时，有一个曲柄。 A 最短杆相邻边； B 最短杆； C 最短杆对边。 5．铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，当以 C 为机架时，无曲柄。 A 最短杆相邻边； B 最短杆； C 最短杆对边。 6．铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和 B 其余两杆长度之和，就一定是双摇杆机构。 A <； B >； C = 。