壓床機構(gòu)綜合

1、機械原理課程設(shè)計設(shè)計說明書設(shè)計題目：壓床機構(gòu)綜合班級： 機械工程 系 機電2班設(shè)計學(xué)生：吳燕學(xué)號：指導(dǎo)老師：溫亞蓮目錄第一章 設(shè)計題目.31.1 題目的簡介.31.2 設(shè)計目的 .31.3 設(shè)計條件及要求.4第二章 機構(gòu)設(shè)計 .4 2.1功能原理設(shè)計.42.2 設(shè)計方案.52.3設(shè)計數(shù)據(jù).5第三章 數(shù)值的計算.63.1曲柄滑塊機構(gòu).6 3.2 鉸鏈四桿機構(gòu).83.3兩機構(gòu)組合.10 第四章 鍛壓受力分析與沖頭選材.10 第五章 壓床機構(gòu)中位置、速度、加速度的圖像. 12 第六章 電動機與減速傳動裝置.14 6.1減速裝置.15 第七章 三維仿真.15 7.1機構(gòu)整體效果簡圖.15 7.2電動機

2、與皮帶傳動裝置.16 7.3沖槽設(shè)計.16 7.4沖頭設(shè)計.17 第八章 參考文獻.18 第1章 設(shè)計題目1.1設(shè)計題目簡介壓床六桿機構(gòu) 壓床是應(yīng)用廣泛的鍛壓設(shè)備，用于鋼板矯直、壓制零件等。下圖所示為某壓床的運動示意圖。電動機經(jīng)聯(lián)軸器帶動三級齒輪(、)減速器將轉(zhuǎn)速降低，帶動沖床執(zhí)行機構(gòu)（六桿機構(gòu)ABCDEF）的曲柄AB轉(zhuǎn)動，六桿機構(gòu)使沖頭5上下往復(fù)運動，實現(xiàn)沖壓工藝。某壓床的運動示意圖1.2設(shè)計目的：機械原理課程設(shè)計是高等工業(yè)學(xué)校機械類專業(yè)學(xué)生第一次較全面的機械運動學(xué)和動力學(xué)分析與設(shè)計的訓(xùn)練，是本課程的一個重要實踐環(huán)節(jié)。其基本目的在于：（）進一步加深學(xué)生所學(xué)的理論知識，培養(yǎng)學(xué)生獨立解決有關(guān)本課

3、程實際問題的能力。（）使學(xué)生對于機械運動學(xué)和動力學(xué)的分析設(shè)計有一較完整的概念。（）使學(xué)生得到擬定運動方案的訓(xùn)練，并具有初步設(shè)計選型與組合以及確定傳動方案的能力。（）通過課程設(shè)計，進一步提高學(xué)生運算、繪圖、表達、運用計算機和查閱技術(shù)資料的能力。為了綜合運用機械原理課程的理論知識，分析和解決與本課程有關(guān)的實際問題，使所學(xué)知識進一步鞏固和加深，我參加了此次的機械原理課程設(shè)計。1.3設(shè)計條件及要求：機械原理課程設(shè)計的任務(wù)是對機械的主體機構(gòu)（連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)以及其他機構(gòu)）進行設(shè)計和運動分析、動態(tài)靜力分析，并根據(jù)給定機器的工作要求，在此基礎(chǔ)上設(shè)計凸輪、齒輪；或?qū)Ω鳈C構(gòu)進行運動分析。要求學(xué)生根據(jù)

4、設(shè)計任務(wù)，繪制必要的圖紙，編寫說明書。首先確定壓床的機構(gòu)原理及有關(guān)數(shù)據(jù)，制定多套運動方案。再查閱相關(guān)資料，通過精確的計算和運用相關(guān)應(yīng)用軟件（例如CAXA，Solidworks，ADAMS等造型、分析軟件）進行運動模擬，對設(shè)計題目進行創(chuàng)新設(shè)計和運動仿真，最后在多方面的考慮下確定一套方案并完成整套課程設(shè)計說明書。第2章 機構(gòu)設(shè)計2.1功能原理設(shè)計：壓床六桿機構(gòu)通常情況下，一部的機器需要通過電機帶動一系列復(fù)雜的機構(gòu)使其正常運轉(zhuǎn)，這其中涉及到很多簡單且基本的機械機構(gòu)。當然，也可以直接通過電機帶動整部機器的運轉(zhuǎn)，這完全取決于機器所需完成的工作以及設(shè)計該機器時所面臨的種種實際情況。2.2設(shè)計方案：此壓床六

5、桿機構(gòu)由一個小型交流電動機帶動，通過一曲柄連桿機構(gòu)實現(xiàn)鍛壓。以電動機作為動力源，通過皮帶輪降速，將動力傳給曲柄搖桿機構(gòu)，精簡了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在這樣一種構(gòu)件組的設(shè)計中，它能夠給被鍛壓物件提供瞬間的高強度沖擊力，使鍛造容易進行。當然它的缺點是，機構(gòu)比較笨重，在沖頭抬升過程中，慣性不大時會影響運動的進行。 2.3設(shè)計數(shù)據(jù)： 六桿機構(gòu)的中心距、壓床阻力曲線圖，構(gòu)件3的上、下極限位置角、，滑塊5的行程H，比值、，曲柄轉(zhuǎn)速以及沖頭所受的最大阻力等列于數(shù)據(jù)表。六桿機構(gòu)的設(shè)計數(shù)據(jù)(mm)(mm)(mm)()()H(mm)(rpm)（KN）70200310601202100.50.25909第3章 數(shù)值的計算3.1

6、曲柄滑塊機構(gòu)將該壓床機構(gòu)分開，只對l3、l4以及固定鉸D和滑塊F分析，將圖順時針旋轉(zhuǎn)90，以方便分析，并建立坐標系。為方便研究，在這里將固定鉸D改為A，將滑塊F改為C，將鉸鏈E改為C，AB即l3，BC即l4。坐標建立：x軸過A點，y軸過電動機圓心點，即已確定A的坐標為(310,0)。當C運動到最高點處取B2、C2，運動到最低點取B1、C1。對AB1C1： 已知數(shù)據(jù)： 聯(lián)立以上各式，并將、均用表示，得對AB2C2： 已知數(shù)據(jù)： 聯(lián)立以上各式，并將、均用表示，得又聯(lián)立得代入式檢驗： 可得根據(jù)得來的數(shù)據(jù)，可確定擺動桿的具體位置以及運動規(guī)律，從而也進一步確定了以及滑塊C1的運動規(guī)律。3.2鉸鏈四桿機構(gòu)

7、現(xiàn)重新設(shè)置符號，將主動件旋轉(zhuǎn)圓心定為A點，將的固定端設(shè)為D點，從動件有AB，CD。當擺置時，與重合時，B在B1處。與展開連成一條直線時，B在B2處。此時，曲柄所在的兩個位置所夾的銳角就是極位夾角。對AB1C1D分析：已知A(0,70) D(310,0)連接AD，由勾股定理知：再求得對AC1D，由余弦定理：其中再對系統(tǒng)分析：其中3.3兩種機構(gòu)組合、求得之后，再加上前面的數(shù)據(jù)，就可根據(jù)算出的尺寸，繪制一幅精確地平面六桿壓床機構(gòu)簡圖。這便是一個精確的平面六桿壓床機構(gòu)簡圖，其中，第4章 鍛壓受力分析與沖頭選材壓床阻力曲線圖根據(jù)題設(shè)的壓床阻力曲線圖來分析鍛壓運動。當沖頭在工作行程中降落到距離最低位置時開

8、始鍛壓物體，此時便受到反向且不斷加強的沖擊應(yīng)力。當沖擊應(yīng)力達到峰值時，便表示已鍛壓到最低位置，隨即進入返回行程?，F(xiàn)在只研究沖頭在位置到位置0時對物體的沖擊力分析： 其中而與H的數(shù)值已給定，代入得而 可見沖擊加速度與沖頭的質(zhì)量、底面積和下降高度有關(guān)，只要對沖頭的質(zhì)量和底面積進行設(shè)計就可以正常運行，并且給物體帶以較強的沖擊加速度。沖頭采用硬質(zhì)鎢鋼CD650，常用于車床刀具、沖擊鉆鉆頭、玻璃刀刀頭、瓷磚割刀之上，堅硬不怕退火，但質(zhì)脆。屬于稀有金屬之列. 硬質(zhì)合金具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能，特別是它的高硬度和耐磨性，即使在500的溫度下也基本保持不變，在1000時仍

9、有很高的硬度。第5章 壓床機構(gòu)中位置、速度、加速度的圖像 根據(jù)對運動執(zhí)行機構(gòu)的仿真，可以得到機構(gòu)的位移、速度、加速度圖像圖5.1機構(gòu)的位移圖像圖5.2機構(gòu)的速度圖像圖5.3機構(gòu)的加速速的圖像第6章 電動機與減速傳動裝置電動機的轉(zhuǎn)速要盡量小，因為題設(shè)轉(zhuǎn)速要求只有n=90 r/pm，選擇電動機后還應(yīng)考慮減速?，F(xiàn)采用皮帶輪降速的辦法，將動力傳給曲柄搖桿機構(gòu)。經(jīng)綜合考慮，選擇一小型交流電動機。品牌:ABB 產(chǎn)品類型:三相異步電動機 型號:QA71M4B 極數(shù):4極 額定功率:0.37KW 額定電壓:380（V） 額定轉(zhuǎn)速:1385（rpm）設(shè)電動機所接皮帶輪半徑為，曲柄搖桿所接皮帶輪半徑為R、轉(zhuǎn)速，故

10、有，代入數(shù)據(jù)得,根據(jù)實際尺寸選擇且。6.1減速設(shè)備傳動機構(gòu)中設(shè)計了減速設(shè)備：接曲柄第7章 三維仿真決定采用SolidWorks（2009）進行繪畫仿真，這對SolidWorks的入門和進一步學(xué)習(xí)也是很大的動力作用。需要注意的問題是，仿真過程中要采用合理適當?shù)某叽?，且對輪軸的轉(zhuǎn)動要有鍵連接。另外作為該軟件的初學(xué)者，在繪制過程中不免遇到非常多的困難，這就需要一種不怕困難，迎刃而上的勇氣和毅力！7.1機構(gòu)整體效果簡圖7.2電動機與皮帶傳動裝置7.3沖槽設(shè)計：槽口尺寸，在沖床板距離的高度截止。沖槽最高面必須高過沖頭大部分所上升到的最高處，但也略低于沖頭頂面所上升到的最高處。7.4沖頭設(shè)計：整體尺寸，孔

11、半徑5，孔軸心距底面20，頂面圓角邊緣半徑1，這樣的設(shè)計保證沖頭在下降到最低處時不至于脫離沖槽。第七章 心得體會“世上無難事，只要肯登攀。”是我在課程設(shè)計中最深刻的體會，無論怎么說，課程設(shè)計雖說很難，但是只要自己認真去做，去思考分析，平時還要多問多請教，再難的事也能做好。第二點很重要的是，一定要勤快點，克服人類最大的弱點懶惰。要有恒心，有耐力，且堅定自己的信念，就一定能成功，至少也盡了最大的努力。第三，壓力也是非常重要的，有壓力才有動力，在壓力的作用下就能催生讓人滿意的效果，這一點我也頗有感觸。特別是這次的課程設(shè)計，我第一次開始學(xué)習(xí)并使用了三維軟件制圖，深知這類軟件在未來工程應(yīng)用中也是非常廣泛的。在以后的學(xué)習(xí)中，我還要加強對各種工程軟件的培養(yǎng)。在此感謝導(dǎo)師對我的指導(dǎo)和解疑，感謝所有老師同學(xué)對我的監(jiān)督和支持！第八章 參考資料【1】馮鑒 何俊 雷志翔.機械原理M. 成都： 西南交通大學(xué)出版社，2008年8月【2】孫恒 陳作模 葛文杰.機械原理（第七版）M. 北京： 高等教育出版社，2006年5月【3】王三民 李建華 袁茹（西北工業(yè)大學(xué)）.機械原理與課程設(shè)計M. 北京： 機械工業(yè)出版社，2004年【4】陳作模 主編 西北工業(yè)大學(xué)機械原理及機械零件教研室 編.機械原理學(xué)習(xí)指南（第七版）M