《机械原理》课程设计
任 务 书
一、 课程设计目的
《机械原理》课程设计是机械原理课程的最后一个教学环节，其目的是：
（1） 通过课程设计，综合运用机械原理课程的理论和实践知识，分析和解决与本课程有关的实际
问题，并使所学知识进一步巩固、加深；
（2） 使学生得到拟定运动方案的训练，并具有初步机械选型与组合以及确定传动方案的能力，培
养学生开发和创新机械产品的能力；
（3） 使学生对运动学和动力学的分析与设计有一较完整的概念；
（4） 通过课程设计，进一步提高学生运算、绘图、表达、运用计算机和查阅有关资料的能力。
二、 设计内容及要求
1．设计题目 插床机构
插床是一种用于工件内表面切削加工的机床。插床主要由齿轮机构、导杆机构和凸轮机构等组成，如图1（a）。电动机经过齿轮Z1、Z2等减速装置（齿轮Z1、Z2之前的减速装置图中未表示出）带动导杆机构1-2-3-4-5-6，使装有刀具的滑块5沿导路y-y完成切削运动和快速退回运动。刀具与工作台之间的进给运动，是由固联于轴O2上的凸轮推动摆动从动杆O4D和其他有关机构（图中未画出）来完成的。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1（b）为阻力线图。
(a)
图1
(b)
原始设计数据见表1
表1 插床设计数据 内容 符号 单位 数据 导杆机构的设计及运动分析 n1 K LBC/Lo3B 1 Lo2o3 a b c H 齿轮机构的设计 Z1 50 125 100 13 Z2 40 α (°) 20 m mm 8 r/min 60 2 mm 150 50 内容 符号 单位 凸轮机构的设计 ψmax (°) αmax Lo4D mm Lo2o4 γ0 γt 从动机运动规律 相应凸轮余弦加速上升 50° 远静止 等加速等 减速下降 近静止 230° 20° 60° 数据 15 45 125 160 80 10 转角 设计内容 符号 单位 数据 导杆机构的动态静力分析及飞轮转动惯量的确定 G3 N 160 G5 N 320 Js3 kg.m2 0.14 d mm 120 Q N 1000 δ 1/25 图2为所分配的曲柄位置图。
图2 曲柄位置
2．设计内容：
1）导杆机构的运动分析
已知：行程速比系数K，滑块5的冲程H，中心距Lo2o3，比值LBC/Lo3B，各构件重心S的位置，曲柄每分钟转速n1。
要求：(1)根据表中给定的条件设计导杆机构；
(2)作机构2个位置（写出自己的两个位置的编号）的速度多边形和加速度多边形； (3)绘出滑块的运动线图。
(4)以上内容和与后面动态静力分析一起画在1号图纸上，整理设计说明书。 2) 对导杆机构进行动态静力分析
已知：各构件的重量G及其对重心轴的转动惯量Js（曲柄1、滑块2、连杆4的重量和转动惯量略去不计），阻力线图（图1（b）），以及已在运动分析中得出的机构尺寸、速度和加速度。
要求: (1)按分配的第一个位置，用力多边形法求各运动副中反作用力及曲柄上所需的平衡力矩。
(2)作图部分亦画在运动分析的1号图纸上。 (3)整理说明书。 3) 凸轮机构设计
已知：从动杆最大摆角ψmax，需用压力角αmax，从动杆长度Lo4D，基圆半径γ0，滚子半径γt，凸轮与从动杆回转中心距离Lo2o4，从动杆运动规律与相应的凸轮转角（见表3-1），凸轮与曲柄共轴。 要求：(1)按给定条件在2号图纸上绘制从动件运动线图及凸轮的实际廓线。
(2)从动杆运动规律及凸轮每转5°对应从动杆摆动角度均以表格形式在图上表示出来。 (3)整理设计说明书。
4) 齿轮机构设计
已知：齿轮Z1 、Z2，模数m，分度圆压力角α，正常齿制，工作情况为开式传动，齿轮Z2与曲柄共轴。数据见表3-1 要求: (1)选择变位系数
(2)计算该对齿轮传动的各部分尺寸，
(3) 以3号(或2号) 图纸绘制齿轮啮合图,整理设计说明书。
三、 进度计划
序号 设计内容 完成时间 备注 1 导杆机构设计；导杆机构运动（V,a)3天 分析（2个位置）；导杆机构动态静力分析（1个位置）（1张1号图纸） 2 凸轮机构的设计；齿轮机构的设计 1天 (2张2号图纸) 3 整理说明书 1天 四、 课程设计成果要求
1）导杆机构的运动分析和动态静力分析图1张（1号）；
2）凸轮机构的设计1张（2号）、齿轮机构的设计1张（2号或3号）。 3）设计说明书一份。
五、 考核方式
依据：设计图纸质量、设计说明书中计算方法和过程是否正确、平时考勤。 成绩：按五级分制：优、良、中、及格、不及格
学生姓名： 指导教师：
年 月 日
任务书 - 插床机构
