機械原理課程設(shè)計油壓機移送機構(gòu)_第1頁
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文檔簡介

1、機械原理詫程設(shè)計說明書設(shè)計題目:壓機移送機才勾專業(yè)班級:小組成員:指導(dǎo)教師:2011年 月 日目錄:第一章 設(shè)計需求及采用方案選擇第二章 機構(gòu)尺寸綜合、運動分析及動力分析2.1確定機構(gòu)尺寸2. 2 采用分析法進(jìn)行機構(gòu)的運動分析和動力分析2. 3進(jìn)行編程計算第三章 虛擬樣機實體建模與仿真3. 1樣機模型建立3. 1. 1創(chuàng)建樣機幾何模型3. 1. 2添加樣機約束副3. 1. 3創(chuàng)建樣機運動和動力3. 1. 4樣機仿真3. 2模型仿真分析3. 2. 1測量樣機的運動學(xué)和動力學(xué)參數(shù)3. 2. 2 仿真結(jié)果的保存和結(jié)果輸出第四章虛擬樣機仿真結(jié)果與機構(gòu)運動分析結(jié)果的比較第五章 設(shè)計總結(jié)5. 1工作總結(jié)5

2、. 2設(shè)計過程總結(jié)5. 3設(shè)計展望參考文獻(xiàn):設(shè)計油壓機模具移動機構(gòu)第一章設(shè)計需求及采用方案選擇設(shè)計任務(wù)為500噸壓油機設(shè)計一模車移送機構(gòu)。油壓機用來壓制砂輪,要求模車能運 載模具,模具裝在模車上。加壓前,模具在油壓機外裝料,裝料完畢,模具送往 油壓機屮心,壓制完成后,模具移出機外,退出成品,重新裝料,進(jìn)行第二次循 環(huán)。已知數(shù)據(jù):模車,模具,砂輪總重g=21560n,模具運行所受阻力pe200n, 從裝料位置到加壓位置,模車行程s二1500mm。要求左,右兩模車交替工作,單機分別驅(qū)動,可實現(xiàn)外裝料和機內(nèi)加壓同 時進(jìn)行,與單車相比,生產(chǎn)率高。這種驅(qū)動方式增加了原動機數(shù)冃和對控制系統(tǒng) 的要求,但運動

3、鏈縮短,使移動機構(gòu)簡單,工藝性,可靠性和機械效率均可提高。 在裝料和加壓位置,模車應(yīng)有一定的停歇。停歇時間不確定。模車速度不大于 0.25m /so二、方案設(shè)計根據(jù)設(shè)計任務(wù),模車在裝料位置和壓制位置之間往復(fù)運動。往復(fù)運動用往 復(fù)運動機構(gòu)來實現(xiàn)比較簡單。由于要求的往復(fù)運動是具有間歇的,即模車裝料送 入油壓機屮心需要停歇實現(xiàn)壓制。壓制完成后模車返回原位停歇,退出壓成的砂 輪,再重新裝料。為了較好地實現(xiàn)這些要求,應(yīng)進(jìn)行方案選擇。1圖1所示圓柱凸輪機構(gòu),雖然能實現(xiàn)往復(fù)運動,但行程小,停歇時間 不易控制,因為需要停歇的時間沒有固定的規(guī)律。2圖2所示的凸輪機構(gòu),可以放大滑塊的行程,但由于設(shè)計耍求的行 程比

4、較大,若滿足這樣大的行程要求,移動機構(gòu)的機構(gòu)尺寸必然相當(dāng)大。且凸輪 機構(gòu)是咼副機構(gòu),不宜傳遞較大的動力。l/zd3圖3為油缸活塞驅(qū)動的齒輪齒條增倍機構(gòu)。3為固定齒條,1為活動 齒條,由油缸驅(qū)動軸線不固定的齒輪2和齒輪4.他們分別與齒條3、齒條1嚙合。 有齒輪齒條嚙合的運動分析可知:sj =(r4/r2) s式屮:§為活動齒條的位移量;s為活塞的行程;r4> r2分別為兩齒輪的分度圓半徑。該機構(gòu)在油缸活塞的加工工藝可保證的條件下、活動齒條的行程可以滿足設(shè) 計要求?;顒育X條上固結(jié)模具,模具到位后通過行程開關(guān)控制其停歇。改變油缸 進(jìn)油方向,可實現(xiàn)模具的往復(fù)移動。4圖4為油缸活塞驅(qū)動的

5、搖桿滑塊機構(gòu)。活塞行程通過搖桿滑塊機構(gòu)放 大,可達(dá)到設(shè)計要求。滑塊上固結(jié)模具并附模車使之移動方便,當(dāng)模車推到油壓 車中心后,通過限位開關(guān)控制其停歇。改變進(jìn)油方向,可控制模車往復(fù)移動。此機構(gòu)與齒輪齒條增倍機構(gòu)相比,其優(yōu)越之處是:結(jié)構(gòu)簡單,而且是低副機 構(gòu),故制造和維修更加方便,工作可靠。故選用此方案。第二章機構(gòu)尺寸綜合、運動分析及動力分析2. 1. 2原始數(shù)據(jù)為了滿足模車行程的要求及考慮到油缸活塞的加工能夠保證,給定有關(guān)參數(shù) 如下:油缸行程h=540mm,模車在始點(裝料)位置(i)1=20°,活塞相對油缸的 位移為零,此時loiamin=700inm,模車距o點800mm;模車在終點

6、(壓制)位 置4)1 = 16°,此時loiamax= 1240mm,始點和終點間距離(即模車行程)s= 1500mm (見設(shè)計任務(wù))。為保證在初始位置傳力良好及結(jié)構(gòu)的緊湊,取搖桿滑塊(模車) 機構(gòu)的最大壓力角a max=43,設(shè)油液推動活塞等速運動,已知v=vdid2=0.6m/s。2. 1. 1尺寸綜合根據(jù)以上條件,確定有關(guān)尺寸和參數(shù):loo, loa, lob, lab ( * )及l(fā)bc。 見下圖。根據(jù)題意及機構(gòu)原理可知,當(dāng)模車在始點位置時,搖桿滑塊(模車)機構(gòu)的最大壓力角為43 ,即zocobo二43。以下是尺寸分析:在 a0t0a9中,| 0a9 | 2= | 0q |

7、2+ | 0此 i 2-2 i 0q 丨 i 0a i cos%(1)即 | oa9 i 2二 i 0q | 2+1240 -2*1240 | 0q | cos 16°(2)在0a0 中,| 0ao i 2= i 0q | 2+ | orao | 2-2 i 0t0 | | 0幾 i cos®(3)即 | oao i 2= i 0.0+7002-2*700 | 0.0 i cos2o0 由(2) (4)兩式聯(lián)立,解得:| 0q | =980. 57mm,| oao i =401. 88mm注釋:點c90即點cy在eo中,c0s4oa尸陛船護(5)coszoqao二98q57

8、?+401.80-70廳""2*980.57*401.88zoqa()=3656°在(«)中,c0s4oa尸空船加coszooa9=98(1572+401$*124$""2*98057*40188zooa9=12174°z a0oa9= z o o ay z o 10 ao= 121.74°-36.56°=85.88°z c90oc0二乙 a0oa9=85.880在o°oa中,根據(jù)余弦定理有:i cocgo i 2二 i oco | 2+oc9o i -2 | oco i0c90 i

9、coszc0oc9oi c0c90 i = 7(80°2 + (800 +1500)2 - 2 * 800 * (800 +1500) cos 85.88°)=2370. 82mmi cog i 二 1/2 | c0c90 i 二 1/2*2370. 82二 1185. 41mm而 coszoc“g;監(jiān)穢擊(7)即 cos 乙 oc0c90=230$_2*800*237082zococ9o=75.17°z b0c0g= z oc0c90- z oc0b0=75.17°-43°=32.17°在zxbocog 中,i r r i _|c0

10、g|118541,i c0b0 一0 =140041mmcoszb()c()g cos32.17°在zxoboco 中,obo i 2二 | c0b0 i 2+ i oco i -2 i oco i i c0b0 i cos430(8)0b()i = 7(1400-412 + 8002 - 2* 1400.41 *800cos43°) =981. 04mmzb°oco=igf+ioqf-2oc()ob()cos zbooco 二(8000981.042-1400.412)/(2*800*981.04).zbooco= 103.21 °zoob°

11、= 180°-zb0oc0= 180°-103.21 °=7679°. zaoobo=oiobo-oioao=76.79°-36.560=40.230. i aobo i 2= i aoo | 2+ | boo | -2 | aoo | | boo | cosza0ob0 (10) . aobo i 二 j(401.8/ +981.04? -2*401.88*981.04cos40.23°)二722. 46 mm 綜上所述:loio=980. 57 mmlob=981. 04 mmlbc=1400. 41 mmloa=401. 88

12、mmlab-722. 46 mm0=40. 23°(11)(12)(式兩邊乘以°1有:(13)v + j| ao| 1二j| ao根據(jù)復(fù)數(shù)的性質(zhì)有:v=|oa|血sin(0 0 )(虛部)(14)i ao|691 = |oa |ocos(0 (p )(實部)(15)由(14)式得: 693 =v/|oa|sin(3 (p)(16)由(15)式得: wi = |oa| g cos(© © ) /(| ao11)(17)2. 2 釆用分析法進(jìn)行機構(gòu)的運動分析和動力分析1運動分析 在向量oioa 中,oi a 二010+0 a|aoi|r0=|ooi|+|oa

13、0®對上式兩邊求導(dǎo)有:v0'+j| ao1i® =j|oa嚴(yán)'對(1z)式求導(dǎo)得:2jq)v"s + qi 2 iao1i (qi""+jq2 =j|oa| (3+j32) 其屮5 求導(dǎo)得僅1 , 求導(dǎo)得5兩邊乘以e j 1有:2j®v+j|aoi|ai -2闕鬥蝕冬酬“一蝕叭必®)由復(fù)數(shù)性質(zhì)實部相等有:6912 |aoi|= 3sin(p3(p ) |oa|(0(p)(18)=|oa|0 |oa|/sin(0 0 )(19)根據(jù)虛部相等有:2仍 iv+|aoi| = |oa|a 3 cos(p3 (p )+

14、|oa|2sin( cpy(p(20) & =|oa|&3cos(0 0)+|oa| 血2sin(00)2v/|aoi|(21)在向量三角形ocb中,ob = cb+oc即:| bo| r處=|cb| 嚴(yán)4+|oc|(22)兩邊對t求導(dǎo)有:fj3* |bo|=j|cb|,>4+ve(23)根據(jù)復(fù)數(shù)的性質(zhì)實部相等有:|bo|©3 cosq3 = q4|cb|cos0(24)04=| bo|693cos693/|cb|cos04(25)由虛部相等得:一血'|bo|sin 0' = q41 cbisin 卜 +vc(26)vc=|bo|03sin(0一

15、 0)/cos/4(27)將(23)式兩邊對t求導(dǎo)得:j|bo| (03£脅+嚴(yán)32)=j|cb|(q4 rjj 妙 2幺脅)ff即:j|bo|q3'r" _|bo|血4的 初2=j|cb04 <?"4_|cb|妙2占處+ ac (28)(28)式兩邊乘以廠以得:%汕(29)/c0s 04j|bo| q3 |bo| 2= j|cb| q4|cb| 妙 2 “外勿)十%=|cb|®2 _|b0|q3sin (妙一©) -| b0| 62 cos (©' ©)(30)2動力分析現(xiàn)分別對5及3進(jìn)行受力分析:其

16、中,p】為慣性力,=mac,片為模具所受阻力根據(jù) lx=0 有: r45cos (兀一0) -pr=pi(31);r45 (pi + pr) /cos (兀一0) = (p + pr) /cos卩4根據(jù)ly=0有:n56+r45sin (兀一0) =gn65= gr45sin4(32)(33)由(31)(32)有:n65 =g+ (p| + pr) sin°4/cos04工x =0 ,得,r63x +r23cos(p =r43cos (龍一04 )對 y = 0 有,r63y二r23sin (p + rsin (龍一04 )又m(0) =0, r23|olo|sin(py =r43

17、|oc|sin(p:.r23 = r43 |oc|sin4/iojoi sin 4r63=(底3兀+ r;y) = j(r, + r;3 _ 2r45 * r23cos 3 _ 04 _ 0 )2. 3進(jìn)行編程計算程序原文#include <iostream.h>#include <math.h> void main()double lo1 a0=700,l01 a9= 1240,l0c0=800,l0c9=2300; double v=60,g=21560,pr= 1200,pi=34159265;double loo 1 ,l0a,l0b,lbc,xt,ao,a9,

18、b,lc0c9,b 1,b2;double la01 ,x,a3,a2,b3,a4,w3,w2,vc,w4,e3,ac,pa; double r45,r65,sc,r23,r63;int t;/z010a0z010a9z3=zaooa9loo 1 =(l01 a9*l01a9-l01 a0*l01 a0)/(l01 a9*cos(l 6*pi/180)-l01 a0*cos(20*pul 80)*.5; loa=sqrt(loo l*l001 +l01 a0*l01 a0-2*l001 *l01 a0*cos(20*pi/l 80);a0=asin(l01 a0*sin(20*pi/180)/

19、l0 a);a9=pi-asin(l01 a9*sin( 16*pi/180)/l0a);b=a9-a0;/ z0c0c9*/ zb0c0c91lc0c9=sqrt(l0c0*l0c0+l0c9*l0c9-2*l0c0*l0c9*cos(b);b1 =acos(l0c0*l0c0+lc0c9*lc0c9-l0c9*l0c9)/(2*l0c0*lc0c9);b2=b1-43*pi/18o;lbc=lc0c9/(2*cos(b2);/ zb00c0/ z 9 =zaoobol0b=sqrt(l0c0*l0c04-lbc*lbc-2*l0c0:lbc*cos(43*pi/180);b2=acos(l

20、0c0*l0c0+l0b*l0b-lbc*lbc)/(2*l0c0*l0b);xt=pi-b2-a0;cout«h課程設(shè)計程序運行結(jié)果如下:m«endl;cout vv”l()()lm'vvlo()lvv”(l()am'vvloavv'、tl()bmyvlobvv”ilbcm'vvlbc;com «htxt=h«xt«nnnn; cout«"各點狀態(tài)如下:h«endl;cout«* ”v<;cndlfor (t=0;t<=9; t+)la01 二700+v*t;

21、/lix=(l0a*l0a+l00 pl001 -lao 1 *la0 l)/(2*l0a*l001);/cos()o = z010aa3=pl-acos(x);/ 03 c3二zaoca2=asin(l0a*sin(a3)/la01);/ 22=6 l = za010b3=a3-xt;/ 3' 3'=zb0cx=l0b*sin(b3)/lbc;/sin( 5) 5二 zbcoa4=pi-asin(x);/44二龍z0cbw3=-v/(l0a*sin(a3-a2);/ co3w2=v*cos(a2-a3)/(la01 *sin(a2-a3);/cd2vc=-l0b*sin(b3

22、-a4)*w3/cos(a4);/ vcw4=l0b*cos(b3)*w3/(lbc*cos(a4);/e3=-w3*(w3-w2)*cos(a3-a2 )/sin(a3-a2);/s3ac=(l0b*sin(b3a4)*e3l0b*w3*w3*cos(b3a4)+lbc*w4*w4)/cos(a4); /acpa=g*ac/(9.8*1000);r45=-(pr+pa)/cos(a4);/ far65=g-r45*sin(a4);sc=l0b*sin(a4-b3)/sin(a4);/ scr23=r45*sc*sin(a4)/(l001*sin(a2);r63=sqrt(r23*r23+r4

23、5*r45-2*r23*r45*cos(pi-a4+a2);/if (t%5=0) cin.get();cout «ht=h«t«hnu;cout « hsc=m«sc«h mmh«,tvc=h«vc«m mm/sh«ntac=h«ac;cout«" mm/s2,«m a2=,«a2«,ta3=,«a3«,n"cout «,a4=,«a4«utw2=,'«w2

24、«,tw3=,«w3vv“tw4 二"vvw4<v”te3 二“vve3vv“n“;cout «,r23=h«r23«m itvv” r63=m«r63«n ntm;cout « ”r45=“vvr45vv“ n”vv”tr65=”vvr65vv” nn”;colll w" * * * * * * * * * * * * * 八 wend 課程設(shè)計程序運行結(jié)果如下:l001=980.569l0a=401.881lob二981. 106lbc二1400. 49xt=0. 702006各點狀態(tài)

25、如下:*.、xy> "、"、*、q、*、q、"、*,、xy% *.、"、,、x*x *.、xy> *.、"、*,、", xy% x*、x>x"八x»xx|xx«%xjxx*>xa>x/卜 /卜 /卜 ,卜 /卜 /卜t二 0sc=800 mmvc二133. 465 mm/saol 1.995 mm/s2a2=0. 349066a3=2. 50341a4=2. 3911w2=0. 0565935w3=-0. 178905w4=-0. 0391701e3=0.0278178r23

26、二2728 nr63=2469. 88 nr45=1676. 88 nr65=20416.4 nxy> "、"、*.、"、"* "、"、"、*、"、"、y>"、b,、"、xyx x>> *z% xj>x|xx>% <y% x>x x>x "、xaxx>> *t% xa>x*xxy xy xt xtxyxt xy ,卜 ,卜 v、"4、斗"(、v、"(、斗j «、v、

27、t二 1sc=940. 186mmvc二147. 391 mm/sac=14. 9751 mm/s2 a2=0. 391651a3=2. 3351a4=2. 36734w2=0. 030862w3=-0. 1603w4=-0. 00977906e3=0. 011979r23二3028. 74n r63二2834. 14 nr45=1724.54 nr65=20354. 2 n* a、"、"、"、"、b,、x jx", b,、"、*、*.、* 、"、j>x|>x |xx |x x7 x j% <y% x|x

28、x |xx |x 7x x |x*4、"、xix xy xy xt xy xy xy xt xy xy xy xy "(、v、*4、斗 j"(、斗 j 夕 4、刁 j "4、斗 j "4、斗 jt二 2sc=1095. 05 mmvc=162. 2 mm/sac=14. 191 mm/s2a2=0. 413799a3=2. 17944a4=2. 3697w2=0. 01444w3=-0. 152177w4=0. 0138697e3=0. 00500377r23=3328.4 nr63=3119.9 nr45=171& 16 nr65=2

29、0361. 6 ny xy% t%t% .、t% .、.、.、y%y% .、t% 、xy i>t%i>t%t%t二 3sc=1263. 92 mmvc二 175. 037mm/sac=11. 183 mm/s2a2=0. 42199a3=2. 029a4=2. 39407w2=0. 00247w3=-0. 149396w4=0. 0344494e3=0.000821915r23二3572.52 nr63二3300. 15nr45=1669. 82 nr65=20424. 8 nxlxkjx xlx kjx xlx kjx xlx kjx xlx%lx kjx xlx xlxfx x

30、l %z %xfx xl vx klx %2z kix %2z kix tx zz kix xx klx kix %2z kix %2z kix tx zz k1x%j ki %1jx ka jx k!xr>i>i>r>i>i>"tj>"卜 |>t."4 tjt=4sc=1443. 85 mmvc=184. 065 mm/sac=6. 66001 mm/s2 a2=0. 419527a3=l. 87946a4=2. 43789w2二-0. 0071058w3二-0. 15022w4二0.0529016e3二-0. 0

31、0239332r23=3726. 25 nr63二3359. 28 nr45=1593- 09 nr65二20529. 2 nxlx%lx kjx xlx kjx xlx kjx xlx kjx xlx%lx kjx xlx xlxfx xl %z %xfx xl vx klx %2z kix %2z kix tx zz kix xx klx kix %2z kix %2z kix tx zz k1x%j ki %1jx ka jx k!xr>i>i>r>i>i>"t"卜 |>t."4 tjt=5sc=1630. 34 m

32、mvc=187. 971 mm/sac=0. 961506 mm/s2 a2=0.408197 a3=l. 72753a4=2. 4994w2 二-0.0154141w3=-0. 154146w4=0. 0699403e30. 0054938r23二3766.04 nr63=3288 53 nr45二1501. 18 n r65=20660. 9 n> 7" xj> 7" xj> 7" kj> 7“ kj> 7“ kj> 7“ kj> 7" xj> 7" xj> 7" kj>

33、 7“ kx 7".1.1.1kt> .1.1.1.1x£x kix kix kvxklx x£x xlx x£x k(x kix kvxklx rx jx jx jx fx %t xlx %tx xft>i>i>彳、t=6sc=1817. 69 mmvc=185. 559 mm/sac=-6.0454 mm/s2 a2=0.38886a3=l. 57007a4=2. 5776w2二-0. 0232401w3=-0.161392w4=0. 086464e3二-0. 00915441r23=3670. 06 nr63二3077. 2

34、9 nr45=1404. 17 n r65=20809. 4 nxlx%lx kjx xlx kjx xlx kjx xlx kjx xlx%lx kjx xlx xlxfx xl %z %xfx xl vx klx %2z kix %2z kix tx zz kix xx klx kix %2z kix %2z kix tx zz k1x/z kl /x ki zz zz ki /xt二 7sc=1998. 81 mm vc=175. 17 mm/s ac=t5. 2253 mm/s2 a2=0. 361634 a3=l. 40332a4二2.67258w2=-0. 0313241w3=-0

35、. 172947w4=0. 103768e3=0. 0143215r23二3405.61 n r63=2702. 1 n r45=1307.72 n r65=20968. 9 nkjx xlx%lx kjx xlx kjx xlx kjx xlx kjx xlx%lx kjx xlx kjx xlxvlxklx xx klx xx k!xtx zz vlx %£z klx %£z klxklx xx k!xtx zz klx/x ki /x ki /x klkl /x ki /x ki /x ki /x klt二 8sc=2164.35 mm vc=153.628 mm/s

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37、r>"t"卜"4 tjt=9sc=2300 mma4=2. 92289r23=2042.85 nvc=113.479 mm/s ac二-54.4905 mm/s2 a2=0.279253 a3=l.01689w2=-0.053245w3=-0. 221991w4=0. 151476e3二-0.0412209r63二1194.07 nr45=1106. 48 n r65=21319.9 n> 7" xj> 7" xj> 7" kj> 7“ kj> 7“ kj> 7“ kj> 7"

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