本课程设计要求对某一实际机构进行结构综合、运动分析、动力分析和飞轮设计。所选的实际机构包括平面连杆机构、齿轮机构， 可附加有凸轮机构和其他常用机构。设计内容和基本要求如下∶
1、整机运动简图方案的拟订和研讨， 进行方案比较对比， 选择最佳方案。
2、齿轮传动系统的设计， 计算内容编入说明书， 用1张2 # 图或3 # 图纸画出一对齿轮啮合图。
3、平面连杆机构运动分析与动力分析， 要求用1张1 # 图纸作出平面连杆的1~2个位置及极限位置的机构简图， 并对这几个位置进行速度、加速度及力分析。用**法作出矢量多边形图， 绘制运动线图； 另外要求运用机械原理cad软件完成平面连杆机构的运动分析、动力分析所有点位的计算， 并绘制运动线图。
4、其他机构(如凸轮机构、间歇运动机构、螺旋机构等) 设计。此项根据题型选做， 简图与计算结果可编入说明书。
5、调速飞轮设计。根据题量、时间选做， 设计计算编入说明书。
工件量：1、画一张（a1）简单机械传动系统的机构运动简图。
2、设计平面连杆机构的尺寸，且画一张（a1）平面连杆机构的机构运动简图，并对其进行指定位置的运动分析和动力分析。
3、设计凸轮机构的尺寸，且画一张(a2)凸轮机构的机构运动简图，并校核其压力角。
4、进行传动比的分配，设计齿轮机构的尺寸，且画一张(a2)齿轮机构的机构运动简图。
5、设计说明书一份。
设计时间2周，在18周周日前交齐。
设计题目：六杆插床机构分析。
一、图1－1 插床机构及其运动简图。
表 1-2 机构位置分配表。
说明：在学生编号的对应位置打√绘制速度图与加速度图以及力分析图。
二、图1－1 插床机构及其运动简图。
表 1-2 机构位置分配表。
说明：在学生编号的对应位置打√绘制速度图与加速度图以及力分析图。
三、图1－1 插床机构及其运动简图。
表 1-2 机构位置分配表。
说明：在学生编号的对应位置打√绘制速度图与加速度图以及力分析图。
四、图1－1 插床机构及其运动简图。
表 1-2 机构位置分配表。
说明：在学生编号的对应位置打√绘制速度图与加速度图以及力分析图。
-六杆插床机构分析。
一、课程设计的目的。
机械原理课程设计是高等工科院校机械类专业学生第一次较全面的机械运动学和动力学分析与设计的训练，其目的在于进一步加深学生所学的理论知识，培养学生独立解决有关实际问题的能力，使学生对于机械动力学与运动学的分析与设计有一较完整的概念。
二、课程设计的内容与步骤。
1、插床机构简介与设计数据。
插床机构由齿轮、导杆和凸轮等组成，如图1－1所示(齿轮、凸轮未画出)。电动机经过减速装置，使曲柄1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，以实现刀具切削运动，并要求刀具有急回运动。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杆和其它有关机构（图中未画出）来完成的。
插床设计数据如表1－1所示。
图1－1 插床机构及其运动简图。
表1-1 插床设计数据表。
2、插床机构的设计内容与步骤。
（1）导杆机构的设计与运动分析。
已知行程速比系数k，滑块冲程h，中心距lo2o3，比值lbc/lo3b，各构件重心s的位置，曲柄每分钟转数n1。
要求设计导杆机构，作机构各个位置的速度和加速度多边形，作滑块的运动线图，以上内容与后面动态静力分析一起画在2号图纸上（见参考图例1）。
步骤 1）设计导杆机构。按已知数据确定导杆机构的各未知参数，其中滑块5导路y-y的位置可根据连杆4传力给滑块5的最有利条件来确定，即y-y应位于b点所画圆弧高的平分线上（见参考图例1）。
2）作机构运动简图。选取长度比例尺μl(m/mm)，按表1-2所分配的加速度位置用粗线画出机构运动简图。曲柄位置的作法如图1-2；取滑块5 在下极限时所对应的曲柄位置为起始位置1，按转向将曲柄圆周十二等分，得12个曲柄位置，位置5对应于滑块5处于上极限位置。
再作出开始切削和终止切削所对应的5ˊ和12ˊ两位置。共计14个机构位置，可以14个学生为一组。
图1-2 曲柄位置图。
表 1-2 机构位置分配表。
3）作滑块的运动线图。为了能直接从机构运动简图上量取滑块位移，取位移比例尺μs=μl，根据机构及滑块5上c点的各对应位置，作出滑块的运动线图sc(t)、然后根据sc(t)线图用**微分法（弦线法）作滑块的速度vc(t)线图（图1-2），并将其结果与4）相对运**解法的结果比较。
图1-2 用**微分法求滑块的位移与速度线图。
4）用相对运**解法作速度、加速度多边形。选取速度比例尺μv[(m·s-1)/mm]和加速度比例尺
a[(m·s-2)/mm]，作该位置的速度和加速度多边形（见图1-3）。
求。其中rad/s)
列出向量方程 ,求
用速度影像法求。
列出向量方程 ,求
a）速度图b）加速度图。
图1-3 位置7的速度与加速度图。
（2）导杆机构的动态静力分析。
已知各构件重力g及其对重心轴的转动惯量js、阻力线图（图1－1）及已得出的机构尺寸、速度和加速度。
1）绘制机构的力分析图（图1-4）。力分析的方法请参考《机械原理》教材。
图1-4 位置7的力分析图。
已知各构件重力g及其对重心轴的转动惯量js、阻力线图（图1－1）及已得出的机构尺寸、速度和加速度，求出等效构件1的等效阻力矩mr。（注意：在切削始点与切削终点等效阻力矩应有双值）
2）收集其他13位同学在各位置求出的等效阻力矩mr列表于1-3中。
表1-3等效构件1的等效阻力矩mr数据汇总。
3）选取力矩比例尺μm(绘制等效阻力矩mr的曲线图（图1-4）
图1-4 等效阻力矩mr和阻力功ar的曲线图。
利用**积分法对mr进行积分求出ar-φ曲线图，假设驱动力矩md为恒定，由于插床机构在一个运动循环周期内做功相等，所以驱动力矩在一个周期内的做功曲线为一斜直线并且与ar曲线的终点相交如图1-4中ad所示，根据导数关系可以求出md曲线（为一水平直线）。
4）作动能增量△ｅ―线。
取比例尺mm），动能变化△ｅ＝d－ａr，其值可直接由图1-4上ａd（φ）与ａr（φ）曲线对应纵坐标线段相减得到，由此可作出动能变化曲线ad与ar相减的曲线图（如图1-5）。
图1-5 作动能增量△ｅ―线图。
5）计算飞轮的转动惯量jf
已知机器运转的速度不均匀系数δ，机器在曲柄轴1上转速n1，在图1-5中，δe的最大和最小值，即ωmax和ωmin位置，对应纵坐标δemax和δemin之间的距离gf，则。
所以jf为：
三、**微分法与**积分法简介。
1、**微分法。
下面以图1-3为例来说明**微分法的作图步骤，图1-3为某一位移线图， 曲线上任一点的速度可表示为：
图1-3 位移线图。
其中dy和dx为s=s(t)线图中代表微小位移ds和微小时间dt的线段， α为曲线s=s(t) 在所研究位置处切线的倾角。
上式表明，曲线在每一位置处的速度v与曲线在该点处的斜率成正比，即v∝tgα,为了用线段来表示速度，引入极距k(mm),则。
式中μv 为速度比例尺，μv = s/μtk ( m/s/mm )。该式说明当k为直角三角形中α角的相邻直角边时，(ktgα)为角α的对边。由此可知，在曲线的各个位置， 其速度v与以k为底边，斜边平行于s=s(t)曲线在所研究点处的切线的直角三角形的对边高度(ktgα)成正比。
该式正是**微分法的理论依据，按此便可由位移线图作得速度线图(v-t曲线),作图过程如下：
先建立速度线图的坐标系v-1-t(图1-4),其中分别以μv和μt作为v轴和t轴的比例尺， 然后沿轴向左延长至o点，使o1= k(mm),距离k称为极距，点o为极点。过o点作s=s( t)曲线(图1-3)上各位置切线(图1-3中仅画出曲线上3'的切线)的平行线o2"、o3"..等，在纵坐标轴上截得线段".
等。由前面分析可知，这些线段分别表示曲线在'.等位置时的速度，从而很容易画出位移曲线的速度曲线(图1-4a)。
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