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

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(jí):機(jī)械XXX班 學(xué)號(hào)：姓名：指導(dǎo)老師:參考材料目錄一、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

2、，使用壽命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)械系就示盤羽卩JFnvixL(X75H-ft25HW*iHrIP-(b)沖頭血力由邁理2Cc) 軟甘機(jī)的適幼簡(jiǎn)圖屮四、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 (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i ()120下極限角2(60導(dǎo)桿工作阻力Fmax(N)4300機(jī)構(gòu)連桿3質(zhì)量m 3 (kg)60動(dòng)態(tài)連

3、桿3質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JS3 (kg m2)0.21靜力滑塊6質(zhì)量m6 (kg)34分析搖桿4質(zhì)量m 3 (kg)40搖桿4質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JS4 (kg m2)0.2從動(dòng)件最大升程H20凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律余弦許用壓力角Of30 推程運(yùn)動(dòng)角 &60 遠(yuǎn)休止角 ds10 回程運(yùn)動(dòng)角屈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=(0.250.35)lco4。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

4、的角速度和角加速度。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(jiǎn)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(jiǎn)圖由圖3可知，因?yàn)镈U =150 （即壓頭的行程H），而三角形CC1O4為等邊三角形，可推出四邊形CC1D1D為平行四邊形,則CO4二GO

5、4二CG二DDi =150則 CD = 0.35CO4 = 52.5 ,由 CB=0.5BQ，則 BO100 ,tan ZO2O4E50160= 0.3125,則 QO4E=17.4, BQ4O2 = 42.6在三角形 QQE中，QO4 = (40 160) =165,由COS BO4O2 二2 2 2(BO4 +QO4 - BQ )2BQ 漢 O2O4得出B1O2 =113.7 ,同理可得BO2 =210.8,所O2B - O2 B1以。2人=22= 48.55, AB-OqA+OzE =1623,所以得到四條桿長 O2A =48.55，AB =162.3，BO4/OOO2O4 = (4C2

6、 16(f) =165利用上述求得的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)各桿的長度，利用一款四桿機(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)=60K=(180 0+”(180 0二)得，K=1.105，搖桿的擺角圖4四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析圖5搖桿的角位移曲線圖6搖桿的角速度曲線圖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，則其角速度w1為：80* 2* n w1=rad/s=8.38 rad/s60點(diǎn) A 的線速度 VA = Wj IOa =0.41 m/s用相對(duì)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

7、（1）上極限位置1）此時(shí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖8所示圖8搖桿擺到上極限位置時(shí)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2）速度分析Va= VB +V ab因?yàn)?Vb=O,所以 Va = V ab =0.41m/s方向垂直O(jiān)2A 3）加速度分析aB=a n b+ a t b= a a + a、+ atBA方向VVVVV大小0?VV?2 2 2aA=W!lOA =8.38 *48.55mm/s =3.41m/sna ba = VBA/I AB =1.04 m/s測(cè)得a=50 0,b=40 0所以B *cosb= a AnBA2B =5.81 m/s所以 a B =5.81 m/s 2又因?yàn)閍所以b /a c=BO 4 /CO 4=

8、0.67測(cè)出 2=60 0 ,仁71 0-60 0=11 0對(duì) y 軸投影得：0=-a C sin1 + a t D C sin2對(duì) x 軸投影得:a D = a C cos1 + a t DC cos2解得 at dc =1.91 m/saD =9.47 m/s（2）下極限位置1）此時(shí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)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(jiǎn)圖2）速度分析方向垂V A = V B +V B A 因?yàn)?Vb =0，所以 v A = V B A =0.41m/s直 O2A 3）加速度分析方向V V V大小0?V Va A = w1 2 lOA =8.38 2*48.55mm/s 2 =3.41

9、m/s 2n 2 a BA = VBA *ab=1.04m/s測(cè)得 1=12 02=12 0所以，向y軸投影，有：-at B*cos鬲 魚_L_匸A V百 二C勺鼻B鑿 EBBsi転或里一 應(yīng)巧4=最后繪制出圖形，測(cè)得基圓半徑為r=39.54mm由確定基圓半徑的公式r。_ . （ds/d、_e）/tan- - s2 e2代入一個(gè)特殊值，得出兩個(gè)式子：r2 _ .3（彳-e） -2 e2，6 2及 r2 一 、. 3（-e） -h2 e2由兩式相減得 e=7.7 mm當(dāng)、.=24 時(shí),BE=28.5 當(dāng)；.=36 時(shí),BE=28.5理論繃線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

10、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 o =7.9mm。六、設(shè)計(jì)總結(jié)與體會(huì)對(duì)于機(jī)械原理，我對(duì)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)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

11、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，我們又怎么能將書里的知識(shí)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(shí)，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(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活中去，設(shè)計(jì)一些對(duì)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(shí)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(duì)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(shí)，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，也一定能做好它。