機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)壓床機(jī)構(gòu).doc

機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)姓 名： 李金發(fā) 學(xué) 號(hào)： 班 級(jí)： 指導(dǎo)老師： 成 績(jī)： 遼寧石油化工大學(xué)2017年12月8日目錄 一、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)31.1.機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介31.2機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析31.3凸輪機(jī)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)31.4.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)4二、壓床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)62.1確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)各桿的長(zhǎng)度6三.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析83.1.速度分析83.1.183.1.293.2.加速度分析103.2.1103.2.2123.3. 機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析143.3.1143.3.217四、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)21五、齒輪設(shè)計(jì)225.1.全部原始數(shù)據(jù)225.2.設(shè)計(jì)及計(jì)算過(guò)程22參考文獻(xiàn)23一、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)1.1.機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介圖示為壓床機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，其中六桿機(jī)構(gòu)為主體機(jī)構(gòu)。圖中電動(dòng)機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器帶動(dòng)三對(duì)齒輪將轉(zhuǎn)速降低，然后帶動(dòng)曲柄1轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)六桿機(jī)構(gòu)使滑塊5克服工作阻力而運(yùn)動(dòng)。為了減少主軸的速度波動(dòng)，在曲柄軸A 上裝有大齒輪并起飛輪的作用。在曲柄軸的另一端裝有油泵凸輪，驅(qū)動(dòng)油泵向連桿機(jī)構(gòu)的供油。（a）壓床機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)1.2機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析 已知：各構(gòu)件的重量G及其對(duì)質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Js(曲柄1和連桿4的重力和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（略去不計(jì))，阻力線圖(圖97)以及連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)分析中所得的結(jié)果。要求：確定機(jī)構(gòu)一個(gè)位置的各運(yùn)動(dòng)副中的反作用力及加于曲柄上的平衡力矩。作圖部分亦畫(huà)在運(yùn)動(dòng)分析的圖樣上。1.3凸輪機(jī)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)已知：從動(dòng)件沖程H，許用壓力角推程角。，遠(yuǎn)休止角，回程角，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律見(jiàn)表9-5，凸輪與曲柄共軸。要求：按確定凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸求出理論廓線外凸曲線的最小曲率半徑。選取滾子半徑r，繪制凸輪實(shí)際廓線。以上內(nèi)容作在2號(hào)圖紙上1.4.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析符號(hào)單位mm度mmr/min數(shù)據(jù)I50140220601201501/21/41001/21/2II60170260601201801/21/4901/21/2III70200310601202101/21/4901/21/2連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析及飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的確定G2G3G5N1/3066044030040000.280.0851/30106072055070000.640.21/3016001040840110001.350.39凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)ha0010從動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律mm度1730552585余弦1830603080等加速1930653575正弦齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)Z5Z6m113820510352061120206二、壓床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)2.1確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)各桿的長(zhǎng)度已知：X1=60, X2=170, y=260, ,，如右圖所示，為處于兩個(gè)極限位置時(shí)的狀態(tài)。根據(jù)已知條件可得： 因?yàn)槿切蜠FF是等邊三角形所以DE=H=180mm、CD=120mm、而DE：EF=4：1所以EF=45又有勾股定理可得AB=57.5 、BC=262.5由上分析計(jì)算可得各桿長(zhǎng)度分別為：57.5mm262.5mm131.25mm120mm180mm90mm45mm三.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析3.1.速度分析3.1.1已知：逆時(shí)針；=n*2/60=9.42VB=wLab=9.420.0575=0.542 m/s大小 0.542 方向 大小 方向 鉛垂 CD 選取比例尺V=0.01m/(s*mm)，作速度多邊形如圖所示；由圖分析得：0.0162.27=0.6227m/sVcB=V*bc0.0135.51=0.3551m/sveV*pe=0.0193.13=0.9313m/s0.0191.44=0.9144m/s0.0155.86mm 0.5586m/sVs3=vc*3/4=0.467m/s0.3551/0.2625=1.35rad/s (順時(shí)針)0.6227/0.12=5.19rad/s (逆時(shí)針)0.0691/0.045=1.55rad/s (順時(shí)針) 項(xiàng)目數(shù)值0.5420.62270.93130.91440.55860.4679.421.355.191.55單位3.1.2已知：逆時(shí)針；=n*2/60=9.42VB=wLab=9.420.0575=0.542 m/s大小 0.542 方向 大小 方向 鉛垂 CD 選取比例尺V=0.01m/(s*mm)，作速度多邊形如圖所示；由圖分析得：0.0154.75=0.5475m/sVcB=V*bc0.0115.61=0.1561m/sveV*pe=0.0182.13=0.8213m/s0.0176.61=0.7661m/s0.0151.55mm 0.5155m/sVs3=vc*3/4=0.4106m/sVfe=V*fe=0.0140.89=0.4089 m/s0.1561/0.2625=0.5947rad/s (順時(shí)針)0.5475/0.12=4.5625rad/s (逆時(shí)針)0.4089/0.045=9.086rad/s (順時(shí)針) 項(xiàng)目數(shù)值0.5420.54750.82130.76610.51550.41069.420.59474.56259.086單位3.2.加速度分析3.2.19.4220.0575 =5.108m/s2=1.3520.2625=0.48m/s2=5.1920.12=3.23m/s2 =1.5520.045=0.108m/s2 = anCD+ atCD= aB + atCB + anCB大?。?？ ？ ？ 方向： ？ CD CD BA BC CB選取比例尺a=0.025(m/s2)/mm,作加速度多邊形圖=0.025131.73=3.29m/s2=0.025197.59=4.940m/s2=0.025329.44=8.236 m/s2=0.02525.69=0.6425m/s2aF = aE + anFE + atFE大?。?？ ?方向： FE FEaF=a*pf=0.02512.02=0.3 m/s2as2=a*ps2=0.02548.21=1.205m/s2as3=a*ps3=0.02598.8= 2.47m/s2aE=a*pe=0.025197.59= 4.93m/s2=8.236/0.2625= 31.38 rad/s（逆時(shí)針）=0.6425/0.12=5.35 rad/s （順時(shí)針）項(xiàng)目數(shù)值5.108 3.294.94 0.31.205 2.47 31.38 5.35單位m/srad/s3.2.29.4220.0575 =5.108m/s2=1.3520.2625=0.48m/s2=5.1920.12=3.23m/s2 =1.5520.045=0.108m/s2 = anCD+ atCD= aB + atCB + anCB大?。?？ ？ ？ 方向： ？ CD CD BA BC CB選取比例尺a=0.025(m/s2)/mm,作加速度多邊形圖=0.025124.89=3.12m/s2=0.025187.33=4.683m/s2=0.02596.37=2.409 m/s2=0.02574.81=1.870m/s2aF = aE + anFE + atFE大?。?？ ?方向： FE FEaF=a*pf=0.02585.07=2.12m/s2as2=a*ps2=0.025162.32=4.058m/s2as3=a*ps3=0.02593.67= 2.34 m/s2=2.409/0.2625= 9.17 rad/s（逆時(shí)針）=1.87/0.12=15.58 rad/s （順時(shí)針）項(xiàng)目數(shù)值5.108 3.124.683 2.124.058 2.34 9.1715.58單位m/srad/s3.3. 機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析3.3.1G2 G3G5FrmaxJs2Js3方案II106072055070000.640.2單位 N Kg.m21各構(gòu)件的慣性力，慣性力矩：=10601.205/10=127.76N（與方向相反）=7202.47/10=177.84N（與方向相反）=5500.3/10=16.5N（與方向相反）=7000/10=700N=0.6431.38=20.08N.m （順時(shí)針）=0.25.35=1.07N.m （逆時(shí)針）=20.08/127.76=157.16mm=1.07/177.84=90.37mm2計(jì)算各運(yùn)動(dòng)副的反作用力(1)分析構(gòu)件5對(duì)構(gòu)件5進(jìn)行力的分析，選取比例尺作其受力圖構(gòu)件5力平衡： G5+FI5+F65+F45=0(2)分析構(gòu)件2、3單獨(dú)對(duì)構(gòu)件2分析：桿2對(duì)B點(diǎn)求力矩，可得: FI2*LI2B+Ft32*LCB+G2*LG2B=0代入數(shù)據(jù)解得：Ft32=249N單獨(dú)對(duì)構(gòu)件3分析：桿3對(duì)C點(diǎn)求矩得：Ft63*LDC+F43*LF43C-FI3*LF43C-G3*LG3C=0解得: Ft63=-67.90N對(duì)桿組2、3進(jìn)行分析：F43+Fg3+G3+Ft63 +Fn63 +Ft23+Fn23=0Ft32+Fn32+ Fg2+G2+Ft12+Fn12=0選取比例尺F=10N/mm，作其受力圖Fn63=F* LFn63=1098.84=988.4NFt12=F* LFt12=109.08=90.8NFn12=F* LFN12=10256.62=2566.2NF34=F* LF34=1056.32=563.2NF45= F34=563.2NF56=F* LF56=524.19=120.95N (3)求作用在曲柄AB上的平衡力矩Mb：Mb=F21*LAB=2567.80.0575=147.69F61=-F21=2567.8N項(xiàng)目Fg2Fg3Fg5MI2MI3MbFn63Ft63數(shù)值127.76177.8416.520.081.07147.69988.467.90單位 N N.m N項(xiàng)目Fn12Ft12F34F45F56F61數(shù)值2566.290.8563.2563.2120.952567.8單位 N3.3.21各構(gòu)件的慣性力，慣性力矩：=10604.058/10=430.15N（與方向相反）=7202.34/10=168.48N（與方向相反）=5502.12/10=116.6N（與方向相反）=7000/10=700N=0.649.18=5.875N.m （順時(shí)針）=0.215.58=3.12N.m （逆時(shí)針）=5.875/430.15=13.66mm=3.12/168.48=18.5mm2計(jì)算各運(yùn)動(dòng)副的反作用力(1)分析構(gòu)件5對(duì)構(gòu)件5進(jìn)行力的分析，選取比例尺作其受力圖構(gòu)件5力平衡： G5+FI5+F65+F45=0(2)分析構(gòu)件2、3單獨(dú)對(duì)構(gòu)件2分析：桿2對(duì)B點(diǎn)求力矩，可得: FI2*LI2B+Ft32*LCB+G2*LG2B=0代入數(shù)據(jù)解得：Ft32=-167.1N單獨(dú)對(duì)構(gòu)件3分析：桿3對(duì)C點(diǎn)求矩得：Ft63*LDC-F43*LF43C+FI3*LF43C-G3*LG3C=0解得: Ft63=323.35N對(duì)桿組2、3進(jìn)行分析：F43+Fg3+G3+Ft63 +Fn63 +Ft23+Fn23=0Ft32+Fn32+ Fg2+G2+Ft12+Fn12=0選取比例尺作其受力圖 Fn63=F 3* LFn63=538.2=191NFt12=F2* LFt12=1021.19=211.9NFn12=F2* LFN12=10245.8=2458NF34=F3* LF34=56.66=33.3NF45= F34=33.3NF56=F3* LF56=50.83=4.15N (3)求作用在曲柄AB上的平衡力矩Mb：Mb=F21*LAB=2467.10.0575=141.86F61=-F21=2467.1N項(xiàng)目Fg2Fg3Fg5MI2MI3Mb數(shù)值430.15168.48116.65.883.12141.86單位 N N.m項(xiàng)目Ft63Fn12Ft12F34F45F56數(shù)值323.352458211.933.333.34.15單位 N項(xiàng)目F61Fn63Ft63數(shù)值2467.1191323.35單位N四、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)符號(hào)h0010單位mm（0）方案II1830603080取r0=50mm,取rT=8mm在推程過(guò)程中：凸輪廓線如下:五、齒輪設(shè)計(jì)5.1.全部原始數(shù)據(jù)齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)Z5Z6m10352065.2.設(shè)計(jì)及計(jì)算過(guò)程齒頂高、齒根高： ha=ha*m=16=6 hf=(ha*+c*)m=1.256=7.5分度圓直徑： d5=mz5=610=60mmd6=mz6=635=210mm齒頂圓半徑: ra5=r5+