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

1、壓床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)說明書院系：機(jī)電工程學(xué)院班級:機(jī)械XXX班 學(xué)號：姓名:指導(dǎo)老師:目錄、設(shè)計(jì)題目壓床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)二、工作原理壓床機(jī)械是由六桿機(jī)構(gòu)中的沖頭（滑塊）向下運(yùn)動(dòng)來沖壓機(jī)械零件的。圖1為其參考示意圖，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由連桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)組成，電動(dòng)機(jī)經(jīng)過減速傳動(dòng)裝置（齒輪傳動(dòng)）帶動(dòng)六桿機(jī)構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄通過連桿、搖桿帶動(dòng)滑塊 克服阻力F沖壓零件。當(dāng)沖頭向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，為工作行程，沖頭在0.75H內(nèi)無阻力； 當(dāng)在工作行程后0.25H行程時(shí)，沖頭受到的阻力為F;當(dāng)沖頭向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，為空 回行程，無阻力。在曲柄軸的另一端，裝有供潤滑連桿機(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)副的油泵凸輪 機(jī)構(gòu)。三、設(shè)計(jì)要求電動(dòng)機(jī)軸與曲柄軸垂直，使用壽命

2、 10年，每日一班制工作，載荷有中等沖 擊，允許曲柄轉(zhuǎn)速偏差為土 5%。要求凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角應(yīng)在許用值 a 之 內(nèi)，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律見設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，執(zhí)行構(gòu)件的傳動(dòng)效率按0.95計(jì)算，按小批量生產(chǎn)規(guī)模設(shè)計(jì)。（a） 機(jī)堿系燉芋意囲Q75H-（価HS -prM沖頭膽力由幾址心Cc）故行機(jī)的運(yùn)動(dòng)簡團(tuán)團(tuán)1區(qū)床規(guī)械嶽靑岳愈團(tuán)心四、原始數(shù)據(jù)見下表導(dǎo)桿 機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng) 分析轉(zhuǎn)速 n2 (r/min)95距離xi (mm)50距離X2 (mm)140距離y (mm)160沖頭行程H (mm)150上極限角 Qi ( )120下極限角2( )60導(dǎo)桿 機(jī)構(gòu) 動(dòng)態(tài) 靜力 分析工作阻力FmaX(N)4300連桿3質(zhì)量ms

3、(kg)60連桿3質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Js3 (kg m2)0.21滑塊6質(zhì)量m (kg)34搖桿4質(zhì)量ms (kg)40搖桿4質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Js4 (kg m2)0.2凸輪 機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì)從動(dòng)件最大升程H20從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律余弦許用壓力角a30推程運(yùn)動(dòng)角 &60遠(yuǎn)休止角 6s10回程運(yùn)動(dòng)角豪60五、內(nèi)容及工作量1、根據(jù)壓床機(jī)械的工作原理，擬定執(zhí)行機(jī)構(gòu)(連桿機(jī)構(gòu))，并進(jìn)行 機(jī)構(gòu)分析。2、 根據(jù)給定的數(shù)據(jù)確定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸，Icb=0.5Ibo4, Icd=(0.25 0.35朮。生要求用圖解法設(shè)計(jì)，并將設(shè)計(jì)結(jié)果和步驟寫在設(shè)計(jì)說明書中。3、 連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析。分析出滑塊6的位移、速度、加速度及搖 桿4的角

4、速度和角加速度。4、連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析。求出最大平衡力矩和功率。5、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)所給定的已知參數(shù)，確定凸輪的基本尺寸(基 圓半徑r。、偏距e和滾子半徑rr),并將運(yùn)算結(jié)果寫在說明書中。畫出凸 輪機(jī)構(gòu)的實(shí)際廓線。6、編寫設(shè)計(jì)說明書一份。應(yīng)包括設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)計(jì)算過 程等。六、設(shè)計(jì)計(jì)算過程1.壓床執(zhí)行機(jī)構(gòu)(六桿機(jī)構(gòu))的設(shè)計(jì)根據(jù)給定的數(shù)據(jù)，利用autocad繪制出當(dāng)搖桿擺到兩極限位置時(shí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 （圖 3）。圖3搖桿擺到兩極限位置時(shí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖由圖3可知，因?yàn)镈Di =150（即壓頭的行程H）,而三角形CCO為等邊三角形,可推出四邊形CC1D1D為平行四邊形，則CO4二GO4

5、二CG二DDi =150則 CD = 0.35CO4 = 52.5，由 CB=0.5BQ，則 B04 = 10050心亠.面25,則巾牡呵化凸也皿6,在三角形 QQE中，0204 = ,(4(f 160) =165,由COS BO4O2 二2 2 2(BO4 +QO4 -BQ )2BA QQ得出B1O2 =113.7，同理可得BO2 =210.8,所O2B 一 O2 B1以 O2A2 2 248.55, AB= O2A O2B =1623，所以得到四條桿長。2人=48.55, AB =162.3，BO4 =100O2O4 - (40 168) =165利用上述求得的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)各桿的長度， 利

6、用一款四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析軟件(圖4),輸入四桿的桿長后可以得到：行程速比系數(shù)K=(180)/(1800-)得,K=1.105,搖桿的擺角:=60目二廠二乂尤J j隹真1&扎敝摒運(yùn)前分忻運(yùn)動(dòng)顯示：示運(yùn)動(dòng)模式請輸入已知條件L1(mm) 43 3112 3L5(nunj： 1 豹I4(rrun): j 165so-裝配型式稲取T F7機(jī)構(gòu)諭圖1運(yùn)動(dòng)分析丫運(yùn)動(dòng)線圖動(dòng)態(tài)仿真機(jī)構(gòu)名稱R型曲輛輕桿機(jī)椅讐謹(jǐn)比系粧I 1.104BU509最小傳動(dòng)甫CB)145.43775475死點(diǎn)【曲柄位養(yǎng))計(jì)算分析線圖清除圖4四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析孚大擺角假)60699430些大角位移(度)| 25291240最卞角邃度(1

7、幻 5.1356286最夫?yàn)榧铀俣?1| 63.46558圖5搖桿的角位移曲線圖7搖桿的角加速度曲線下面分析當(dāng)搖桿分別擺到兩極限位置時(shí)，滑塊的速度及加速度。 原始數(shù)據(jù)要求，桿件2的轉(zhuǎn)速n=80r/min，貝U其角速度w1為：80*2*n .w1 =rad/s=8.38 rad/s60點(diǎn)A的線速度V a = w l * =0.41 m/s用相對運(yùn)動(dòng)圖解法作出以下兩個(gè)位置的速度多邊形和加速度多邊形(1) 上極限位置1) 此時(shí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如圖8所示。B2）速度分析方向垂直O(jiān)2AVA = VB+VAB因?yàn)?VB=0,所以 VA= VAb =0.41m/s3）加速度分析ntnta B = a B +

8、a B = a a + a ba + a ba方向V V V V V大小0? V V2 2 2 2aA=W! l OA =8.38 *48.55mm/s =3.41m/sna ba = V $ ba /I2AB =1.04 m/sQtBAoinBAatB測得 a=500 , b=40所以 aB *cosb= a A + anBA又因?yàn)?aB /a c =BQ /CO4 =0.67所以ac =8.67 m/s 2得 atB =5.81 m/s 2所以 a B =5.81 m/s對y軸投影得：0=-aC si*1 + ad c sin2對 x 軸投影得：aD= a C cos1 + a t DCc

9、os2解得at=1.91 m/s 2a D =9.47 m/s 2（2）下極限位置1）此時(shí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如圖9所示。圖9搖桿擺到下極限位置時(shí)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖2）速度分析V A = V B +V B A 因?yàn)閂b =0,所以 V A = V B A =0.41m/s方向垂直O(jiān)2 A3）加速度分析a b =a n B + atB =a A + a nB A + a t BA方向VVVVV大小0?VVa A =w12 l oa =8.38 2*48.55mm/s2 =3.41 m/s 2a BA = V ba /l ab=1.04 m/S 2測得 1=12 2=12 0所以，向y軸投影，有:-at b*

10、cos1= a得：at B =-2.42.m/s 2所以 a B =-2.42 m/s 2又因?yàn)?a B /a C =B 04/C 04=0.67所以 a C , =-3.62 m/s 2D CD C方向 VV V大小 ？qC-tDCaD *對x軸投影:a D cos30= aC + a t DC對 y 軸投影：-a D sin30=0解得 a D =0 m/s 2at D C =3.62 m/s 22設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線，確定凸輪基本尺寸（1）余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其推程時(shí)的速度方程為 V n hwsin（ n/、）（2、：。）回程時(shí)的速度方程為V=- n hwsin（ n ： / J。）/ （

11、2 J。）（2）確定基圓半徑當(dāng)、=12 時(shí)，BE=17.6當(dāng)、=24 時(shí)，BE=28.5當(dāng)、=36 時(shí)，BE=28.5當(dāng)、=18 時(shí)，BE=20.9 當(dāng)、=30 時(shí)，BE=30 當(dāng)、=42 時(shí)，BE=20.91!13由BE=OP=V/W到許多BiEi的值，它們等于與新建中心軸的距離，再用光滑的 曲線連接各斷點(diǎn)，基圓半徑為凸輪最低點(diǎn)與兩邊極限直線夾角的交點(diǎn)的連線長度 具體過程：凸輪推程時(shí)，BE=OP=V/W=n=hsin（ n、. /、。）/ （2、。），則當(dāng)、=0、70 時(shí)，BE=0當(dāng)：=7時(shí)，BE=7.9當(dāng)、：=14時(shí)，BE=15.1當(dāng)、:=21時(shí)，BE=20.8當(dāng)、=28時(shí)，BE=24.5

12、當(dāng)、=35時(shí)，BE=25.7當(dāng)：=42時(shí)，BE= 24.5當(dāng)、.=49時(shí)，BE=20.8同理，凸輪回程時(shí)，BE=OP=V/Wn hsi n（n、/J。）/ （ 2。）當(dāng)、=6 時(shí)，BE=9.3當(dāng)、.=0、60。時(shí)，BE=0最后繪制出圖形，測得基圓半徑為 ro=39.54mm由確定基圓半徑的公式ro 一 .、（ds/d、e）/tan: -s2 e2及 r2。_ .,3(-e) -h2 e2由兩式相減得 e=7.7 mm理論瓣線（3）利用幾何法繪制凸輪輪廓曲線步驟：1）根據(jù)基圓半徑和偏心距畫出部分。2）將基圓的一部分70角五等分，作為推程的部分，再以10和60分別畫 遠(yuǎn)休和回程的部分。3）再過各等

13、分線與基圓的交點(diǎn)做該偏置圓的切線。4）利用反轉(zhuǎn)法原理畫該凸輪的輪廓曲線。5）畫滾子半徑圓（圓心繞著凸輪的工作輪廓線）。R1=0.2 r=7.9mm。六、設(shè)計(jì)總結(jié)與體會(huì)對于機(jī)械原理，我對其一直表示很害怕，因?yàn)槲衣爩W(xué)長學(xué)姐說機(jī)械原理這門課很難學(xué)，很多人都掛在這上面了。 因此，我在平時(shí)花費(fèi)在機(jī)械原理的時(shí)間也比其他課多很多，期末考試成績也不錯(cuò)。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)一一這是我入大學(xué)的一次做課程設(shè)計(jì)。開始我不知道什么是課程設(shè) 計(jì)，因此有些茫然和不知所措，但在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的互相幫助下還是按時(shí)完成了設(shè)計(jì)。 這次課程設(shè)計(jì)讓我體會(huì)很深，也學(xué)到了很多新東西。“紙上得來終覺淺，覺知此事要躬行”，不經(jīng)過實(shí)踐，我們又怎么

14、能將書里的知識與實(shí)際聯(lián)系在一起。在這次課程設(shè)計(jì)中， 充分利用了所學(xué)的機(jī)械原理知識，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和運(yùn)動(dòng)分析， 選用合理的分析方案，從而設(shè)計(jì)出比較合理的機(jī)構(gòu)來。這次課程設(shè)計(jì)，不僅讓我們把自己所學(xué)的知識運(yùn)用到實(shí)際生活中去， 設(shè)計(jì)一些對社會(huì)有用的機(jī)構(gòu)，也讓我們深刻體會(huì)到團(tuán)體合作的重 要性， 因?yàn)樵谝院蟮膶W(xué)習(xí)和工作中， 但靠我們自己個(gè)人的力量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的， 必須積聚大家 的智慧，才能創(chuàng)造出令人滿意的產(chǎn)品來。通過這次試驗(yàn)我才親身體會(huì)到自己學(xué)的知識與實(shí)際動(dòng)手之間還有一定的差距。 首先在畫 圖方面， 如何布局才能使圖讓人清晰易懂， 不顯得空曠和不浪費(fèi)紙張。 其實(shí)要事先想好在哪 一部分畫什么， 并確定相應(yīng)的比例尺。 在對結(jié)構(gòu)進(jìn)行力的分析的時(shí)候， 首先要確定各桿的運(yùn) 動(dòng)方向， 再確定其受力方向。 在畫圖的時(shí)候要力求精確， 只有這樣才能使計(jì)算結(jié)果與實(shí)際相 差不大。在畫圖的過程中，間接的幫我們復(fù)習(xí)了以前的知識，比如機(jī)械制圖，理論力學(xué)等。 同時(shí)， 這次課程設(shè)計(jì)也為我們以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了一個(gè)基礎(chǔ)，我相信，經(jīng)過這次設(shè)計(jì)，我 們畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候不再會(huì)象現(xiàn)在這么茫然了，也一定能做