壓床課程設(shè)計(jì)說明書---壓床機(jī)構(gòu)綜合

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：壓床機(jī)構(gòu)綜合設(shè)計(jì)者：*指導(dǎo)老師：*目錄1.設(shè)計(jì)題目1.1設(shè)計(jì)任務(wù)1.2設(shè)計(jì)題目簡(jiǎn)介1.3設(shè)計(jì)條件及設(shè)計(jì)要求22.運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)52.1機(jī)械預(yù)期的功能要求52.2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案的選定52.3設(shè)計(jì)任務(wù)52.3.1構(gòu)件尺寸的確定以及桿組分析62.3.2曲柄驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算6 2.3.3飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的確定2.3.4運(yùn)動(dòng)仿真82.3.5執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖3.應(yīng)用前景94.個(gè)人小結(jié)95.參考資料10附錄101.1設(shè)計(jì)題目及任務(wù)題目：壓床機(jī)構(gòu)綜合壓床是應(yīng)用廣泛的鍛壓設(shè)備，用于鋼板矯直、壓制零件等。本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是：（1）.針對(duì)圖所示的壓床執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案，依據(jù)設(shè)計(jì)要求和已知參數(shù)，

2、確定各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)尺寸，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并分析組成機(jī)構(gòu)的基本桿組；（2）.在壓床工作過程中，沖頭所受的阻力變化曲線如圖所示，在不考慮各處摩擦、構(gòu)件重力和慣性力的條件下，分析曲柄所需的驅(qū)動(dòng)力矩；（3）.取曲柄軸為等效構(gòu)件，要求其速度波動(dòng)系數(shù)小于10，確定應(yīng)加于曲柄軸上的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；（4）.用軟件（vb、matlab、adams或solidworks等均可）對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，并畫出輸出機(jī)構(gòu)的位移、速度、和加速度線圖。（5）.圖紙上繪出最終方案的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（可以是計(jì)算機(jī)圖）壓床六桿機(jī)構(gòu)某壓床的運(yùn)動(dòng)示意圖 1.2設(shè)計(jì)題目簡(jiǎn)介如上圖所示，左圖為壓床的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，電動(dòng)機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器帶動(dòng)三級(jí)齒

3、輪(、)減速器將轉(zhuǎn)速降低，并帶動(dòng)沖床執(zhí)行機(jī)構(gòu)（六桿機(jī)構(gòu)abcdef）的曲柄ab轉(zhuǎn)動(dòng)，六桿機(jī)構(gòu)使沖頭5上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)沖壓工藝。1.3題目給定的數(shù)據(jù)如下表：(mm)(mm)(mm)(°)(°)h(mm)(rpm)（kn）50140220601201500.50.251006 沖頭在整個(gè)行程中受到的阻力如下圖：壓床阻力曲線圖2.1該設(shè)計(jì)的主要功能是實(shí)現(xiàn)沖頭的沖壓工藝，要求沖頭在接觸工件后具有足夠大的壓力，同時(shí)也要考慮到要有足夠的時(shí)間間隙完成胚料的供給和取出。2.2由于考慮到題目給定方案可能不是最優(yōu)方案，這里另外提出幾中方案，并經(jīng)過計(jì)算比較最終選定最優(yōu)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。第一種方案:

4、 ab為主動(dòng)桿帶動(dòng)bc桿和沖頭3實(shí)現(xiàn)沖壓工藝。該方案的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。但由于沖頭運(yùn)動(dòng)速度較慢，而ab桿直接由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，所以需要復(fù)雜的減速裝置。而且沖頭運(yùn)動(dòng)間歇短不利于送料。故該方案被舍棄。第二種方案：電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)ab桿從而帶動(dòng)沖頭實(shí)現(xiàn)沖壓工藝。該機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)比較平穩(wěn)，而且不需要太多的減速裝置。所以相比第一種機(jī)構(gòu)有很大的優(yōu)勢(shì)。故最終選擇該方案作為執(zhí)行方案。2.31分析:因?yàn)閴捍驳臎_頭在行程快結(jié)束的時(shí)候才開始受力，則要求與滑塊相連的桿與豎直導(dǎo)軌的夾角不能大于45°，因此可得出桿de的極限位置大致如左圖所示。題目要求角c1dc2=60°可得e1e2=h=150mm，且de1

5、=e1e2=150mm。又因?yàn)閑f=0.25de,ce=0.5cd，所以可以求出桿ef=37.5，ec=50，cd=100?？梢约僭O(shè)ab桿長為x,bc桿長為y,令x+y=m,x-y=n.分別在兩個(gè)三角形中用余弦定理可得由上式可解得m=272.5，n=173.9所以x=223.2，y=49.3。即是bc=223.2，ab=49.3。桿組分析：該機(jī)構(gòu)主要有4根桿和一個(gè)滑塊組成。桿ab，bc和cd組成一個(gè)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，作為整個(gè)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置。而桿de,ef和滑塊5構(gòu)成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，主要充當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)曲柄ab轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)bc以及桿de的擺動(dòng)，從而使滑塊5沿著導(dǎo)桿上下移動(dòng)以此來達(dá)到?jīng)_壓的目

6、的。壓床阻力曲線圖2.3.2由上圖可以看出沖頭在下降到0.75h處時(shí)阻力開始增大，這說明在行進(jìn)到0.75h的時(shí)候開始接觸到工件，而且可以看到阻力跟行程是呈線性關(guān)系的。而在回程的時(shí)候阻力一直保持不變，且等于工作行程的前段阻力。對(duì)機(jī)構(gòu)在任意位置進(jìn)行受力分析如下圖：在此時(shí)刻假設(shè)沖頭所受阻力為fh則有：所以 杠桿定理 所以 所以所以由以上各式可以得出轉(zhuǎn)矩t的表達(dá)式2.3.4運(yùn)動(dòng)仿真用adams仿真可以得到位移曲線如下圖：速度曲線如下圖：加速度曲線如下圖：2.3.5機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖3應(yīng)用前景隨著機(jī)械制造技術(shù)的進(jìn)步和自動(dòng)化的普及，電動(dòng)機(jī)的速度會(huì)越來越快，而且應(yīng)用的范圍也會(huì)大大的擴(kuò)展，同時(shí)由于范圍的擴(kuò)大也會(huì)增加很多需要用到低速的器械，減速箱在這里就發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。把減速箱設(shè)計(jì)的更小巧，效率更高就能節(jié)省更多的能源，因此減速箱的設(shè)計(jì)也占有舉足輕重的地位。4.個(gè)人小結(jié)第一次做設(shè)計(jì)，開始的時(shí)候一點(diǎn)思路都沒有，后來通過慢慢學(xué)習(xí)別人的范例，慢慢掌握了設(shè)計(jì)的方法。過程中也遇到過很多困難，比如方案的設(shè)計(jì)和選擇，以及本設(shè)計(jì)中要求連架桿de的擺角為60°這就要求桿bc和ab的長度來限制de桿的擺角。后面做仿真