壓床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、 課題：壓 床 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 院校：棗莊學(xué)院 學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 目錄第1章 壓床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 1.1壓床機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)-3 1.1.1壓床機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介-3 1.1.2設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)-4 1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容-4 1.2.1機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分折-4 1.2.2連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析-4 1.2.3凸輪機(jī)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)-5 1.2.4齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)-5第2章 連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析 2.1連桿機(jī)構(gòu)長(zhǎng)度計(jì)算-6 2.1.1作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖-6 2.1.2長(zhǎng)度計(jì)算-6 2.2連桿機(jī)構(gòu)速度及加速度的分析-8 2.2.1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度分析-8 2.2.2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)加速度分析-9 2.3機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜

2、力分析-10 2.3.1各構(gòu)件的慣性力，慣性力矩-11 2.3.2計(jì)算各運(yùn)動(dòng)副的反作用力-11第3章 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1凸輪相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算-163.2繪制凸輪的輪廓-17第4章 齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1齒輪相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算-19設(shè)計(jì)心得-20參考文獻(xiàn)-21第1章 壓床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 1.1壓床機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 1.1.1壓床機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介 壓床機(jī)械是由六桿機(jī)構(gòu)中的沖（滑塊）向下運(yùn)動(dòng)來(lái)沖壓機(jī)械零件的。如圖1-1-1所示，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)滑塊減速傳動(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(guò)連桿、搖桿帶動(dòng)滑塊克服阻力q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

3、內(nèi)無(wú)阻力；當(dāng)在工作行程后0.25h行程時(shí)，沖頭受到的阻力為q；當(dāng)沖頭向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，為空回行程，無(wú)阻力。為了減小主軸的速度波動(dòng)，在曲軸a上裝有飛輪，在曲柄軸的另一端裝有供潤(rùn)滑連桿機(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)副用的油泵凸輪。 圖1-1-11.1.2設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表1-1-1 1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容1.2.1機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分折 已知：中心距x1、x2、y, 構(gòu)件3的上、下極限角3、3，滑塊的沖程h，比值cecd、efde，各構(gòu)件質(zhì)心s的位置，曲柄轉(zhuǎn)速n1。 要求：設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu) ,在2號(hào)圖紙上（與后面的動(dòng)態(tài)靜力分析畫(huà)一起）作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、機(jī)構(gòu)1個(gè)位置的速度多邊形和加速度多邊形、滑塊的運(yùn)動(dòng)線圖。圖1-2-11.2.2連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜

4、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1-1-1)以及連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(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（位置分配同前，見(jiàn)表1-1-1）。作圖部分亦畫(huà)在運(yùn)動(dòng)分析的圖樣上。1.2.3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s，回程角，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，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min。選取滾子半徑rg，在2號(hào)圖紙上繪制凸輪實(shí)際廓線。1.2.4齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 已知:齒數(shù)z5、z6，模數(shù)m，分度圓壓力角

5、,齒輪為正常齒制，工作情況為開(kāi)式傳動(dòng)，齒輪與曲柄共軸。 要求：計(jì)算此對(duì)齒輪傳動(dòng)的各部分尺寸。第2章 連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析2.1連桿機(jī)構(gòu)長(zhǎng)度計(jì)算2.1.1作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：過(guò)a點(diǎn)作ab與ab相交120o，再作以b點(diǎn)為圓心以bc的長(zhǎng)度為半徑做圓弧與以以d點(diǎn)為圓心以的長(zhǎng)度為半徑做圓弧交于點(diǎn)，作的延長(zhǎng)線到點(diǎn)，使的長(zhǎng)度等于，再以點(diǎn)為圓心以的長(zhǎng)度為半徑做圓弧交機(jī)架于點(diǎn)，連接五點(diǎn)。 如圖2-1-1所示2.1.2長(zhǎng)度計(jì)算： 已知：x170mm，x2200mm，y310mm， 360，3120，h210mm，ce/cd=1/2, ef/de=1/4, bs2/bc=1/2, ds3/de=1/2。由條件可得；

6、ede=60de=dedee等邊三角形圖2-1-1過(guò)d作dnee，交ee于m，交ff于n 則dn是dee的一條三線合一的線即dn與豎直方向垂直dmn是一條水平線，dnff ffee 過(guò)f作fkee,過(guò)e作egff，fkeg在fke和egf中，kegf，fe=ef fke=egf=90fkeegffek=efgffeefek=eff eff=efg即 fefefe=fe四邊形feef是平行四邊形ee=ff=hdee是等邊三角形de=ee=h=210mm即 de=h=210mmce/cd=1/2, ef/de=1/4, ds3/de=1/2 ef=de/4=（210/4）mm=52.5mm cd=

7、2*de/3=（2*210/3）mm=140mm ce=de/3=（210/3）mm=70mm ds3=de/2=（210/2）mm=105mm又ad=mm設(shè)ad與豎直方向上的夾角為則在三角形adc和adc中，由余弦定理得：ac=bc-ab, ac=bc+abab=69.3mm bc=314.6mmbs2/bc=1/2 bs2=bc/2=314.6/2=157.3mm 綜上所述： 表2-1-1abbcbs2cddeds3ef69.3mm314.6mm157.3mm140mm210mm105mm52.5mm 2.2連桿機(jī)構(gòu)速度及加速度的分析2.2.1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度分析 已知：n1=90r/min；

8、 = rad/s = =9.4 （逆時(shí)針） = lab = （9.40.0693）m/s=0.65m/s = + 大小 ? 0.65 ?方向 cd ab bc選取比例尺v=（0.01m/s）/mm，作速度多邊形（如圖2-2-1所示） 0.01x73.9=0.739m/s圖2-2-1 0.01x64.5=0.645m/s 0.01x94=0.94m/s 0.01x92=0.92m/s =0.01x21.1=0.211m/s 2.04rad/s (順時(shí)針) 5.28rad/s (順時(shí)針) 4.03rad/s (逆時(shí)針) 綜上述所：表2-2-1項(xiàng)目數(shù)值0.650.7390.940.920.6450.

9、2119.42.045.284.03單位m/srad/s 2.2.2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)加速度分析：圖2-2-2ab = 12 lab =6.160m/s2ancb=22 lbc=1.31m/s2ancd=32 lcd=3.9m/s2 anfe =42 lef=0.85m/s2= ancd+ atcd = ab + atcb + ancb大?。?？ ？ ？ 方向： ？ cd cd ba bc cb選取比例尺a=(0.05m/s2)/mm,作加速度多邊形圖（如圖2.3所示）ac=a*lc =4.18m/s2ae=a*le =6.27m/s2atcb=a* lcb =8.2m/s2atcd=a*ld=1.51

10、m/s2 af = ae + anef + atef大?。?? ?方向： fe efaf=a*lf=3.03m/s2as2=a*ls2=3.65m/s2as3=a*ls3=2.47m/s2= atcb/lcb=26.06 rad/s2= atcd/lcd=10.79rad/s2綜上所述：項(xiàng)目ancbancdanfeacaeatcbatcdafas2as3數(shù)值1.313.90.854.816.278.21.513.033.652.4726.0610.79單位m/s2rad/s2表2-2-2 2.3機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析已知： 表2-3-1g2 g3g5js2js3160010408401.350.39

11、 n kg.m2 2.3.1各構(gòu)件的慣性力，慣性力矩：fi2=m2 * as2=g2*as2/g=595.9n（與as2方向相反）fi3=m3 * as3= g3*as3/g=262.1n（與as3方向相反）fi5= m5 * af=g5*af/g=259.7n（與af方向相反）由 ms2=-js2*2=fi2 * h （順時(shí)針） ms3=-js3*3=fi3 * h1 （逆時(shí)針）可求得 ：h = 59mm ； h1 = 16.1mm2.3.2計(jì)算各運(yùn)動(dòng)副的反作用力a.對(duì)構(gòu)件5受力分析對(duì)構(gòu)件5進(jìn)行力的分析，選取比例尺 f=20n/mm，作其受力圖（如圖2-3-1）有圖可求得：f45=1159n

12、 那么f54=f45=1159n（方向相反） 圖2-3-1 b.對(duì)構(gòu)件4受力分析對(duì)構(gòu)件2進(jìn)行力的分析，選取比例尺 f=20n/mm，作其受力圖（如圖2-3-2） 構(gòu)件5力平衡：f45- f34 = 0 則 f34 = 1159 n 圖2-3-2 那么f43=f34=1159n（方向相反）c.對(duì)構(gòu)件3受力分析對(duì)構(gòu)件3進(jìn)行力的分析，選取比例尺f=20n/mm，作其受力圖（如圖2-3-3） 圖2-3-3桿3對(duì)點(diǎn)d求力矩得：f43*s1 + ft23*s2 + g3*s3 - fn23*s4 - fi3*s5 =0其中s1 = 200.3mm ；s2 = 77.8mm ；s3 = 102.7mm ；s

13、4= 116.5mm ； s5 =5.1mm解得 fn23 = 3210n有受力圖形可求得：ft63 = 444.6nfn63 = 1821.2nd.對(duì)構(gòu)件2受力分析對(duì)構(gòu)件2進(jìn)行力的分析，選取比例尺f=20n/mm，作其受力圖（如圖2-3-4）圖2-3-4其中s6= 87.2mm s7=59.35mm桿2對(duì)b點(diǎn)求力矩，可得：ft32*lbc - fi2*s6 -g2*s7 =0可求得：ft32 = 467n有受力圖形可求得：ft12 = 531nfn12 = 4243nf12 = 4276.2ne.對(duì)構(gòu)件1受力分析對(duì)構(gòu)件1進(jìn)行力的分析，選取比例尺f=20n/mm，作其受力圖（如圖2-3-5）

14、圖2-3-5有受力圖形可求得：ft61 = 3805nfn61 = 1951.2n綜上所述： 表2-3-2項(xiàng)目fi2fi3fi5f45f34fn23 數(shù)值595.9262.1259.71159 11593210單位n項(xiàng)目ft63fn63ft12fn12 ft61fn61 數(shù)值 444.61821.2 531 424338051951.2單位n第3章 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1凸輪相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算已知：h=19mm， =30o ，=65o，s=35o，=75o在推程過(guò)程中： 運(yùn)動(dòng)方程 則 在回程階段中： 運(yùn)動(dòng)方程 則 把推程角推程角分別每隔5o計(jì)算出其相關(guān)的推程s如表3-1-1所示表3-1-10o5o10

15、o15o20o25o30o35os00.060.431.383.025.308.0510.95單位(mm)ds/d01.9187.23414.7322.6929.2833.0133.0140o45o50o55o60o65os13.7015.9817.6218.5718.9419.00單位(mm)ds/d29.2822.6914.737.2341.9180100o105o110o115o120o125o130o135os19.0018.9618.7118.0816.9415.2913.1810.76單位（mm）ds/d0-1.25-4.8-10-16-21.8-26.3-28.7140o145o

16、150o155o160o165o170o175os8.245.823.712.060.920.040.010單位(mm)ds/d-28.7-26.3-21.8-16-10-4.8-1.250由表3-1-1的數(shù)據(jù)可以作出s-ds/d的關(guān)系圖如3-1-1圖所示圖3-1-1 分別用斜率為和斜率為作于s-ds/d圖像相切的兩條直線如圖所示，再過(guò)圓心作以斜率為的直線，則陰影部分是滿足基圓半徑所有取值范圍。圓心到陰影區(qū)域內(nèi)點(diǎn)的距離為基圓的半徑，點(diǎn)到s軸的距離為偏心距。從而可以取得基圓半徑r=40mm，偏心距e=8mm。由 可以取得=8mm3.2繪制凸輪的輪廓根據(jù)凸輪的相關(guān)數(shù)據(jù)繪制凸輪的輪廓如圖3-1- 圖

17、3-1- 第4章 齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1齒輪相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算 已知:齒輪z5=11、z6=32、=20o、m=6mm,齒輪為正常齒制，工作情況為開(kāi)式傳動(dòng)，齒輪z6與曲柄共軸。由此可求得：分度圓直徑：d=m* z=66mmd=m* z=192mm基圓直徑：d= d*cos=62.024mmd= d*cos= db6=180.433mm齒厚：s5 = s6 =9.42mm齒頂高：h=h=h*m=6mm齒根高：h=h=（ h+c）*m = 7.5mm齒頂圓直徑：d= d+ 2h=78mmd= d+ 2h=204 mm齒底圓直徑：d= d-2h=51mmd= d-2h=177mm 設(shè)計(jì)心得 本次機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是對(duì)我們大三所學(xué)的機(jī)械原理的一次總結(jié)和利用，通過(guò)近兩周的設(shè)計(jì)讓我對(duì)自己所設(shè)計(jì)的課題的不斷努力和完善，進(jìn)一步讓自己加深了對(duì)機(jī)械原理這門(mén)課程的理解。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，不但檢驗(yàn)了我對(duì)機(jī)械原理這么課程的理解能力，而且更加鍛煉了我的動(dòng)手能力。在此期間，為了能使自己設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)做到完美，修開(kāi)數(shù)次，查閱大量的文獻(xiàn)資料。而且在查閱資料的過(guò)程中，讓我對(duì)以往的知識(shí)進(jìn)一步的學(xué)習(xí)，更好地讓把所有的知識(shí)融會(huì)貫通。所以通過(guò)這次設(shè)計(jì)，讓我更好地了解到什么是機(jī)械設(shè)計(jì)，如