機械原理課程設計——壓床

1、機械原理課程設計說明書設計題目：壓床機構設計專業(yè)班級：XXX姓名學號：XXX指導教師：XXX完成日期：2013年X月X日目錄. 設計要求 31. 壓床機構簡介 32. 設計內容 3(1) 機構的設計及運動分折 3(2) 機構的動態(tài)靜力分析 3(4) 凸輪機構設計 3壓床機構的設計 : 41. 連桿機構的設計及運動分析 4(1) 作機構運動簡圖 4(2) 長度計算 4(3) 機構運動速度分析 5(4) 機構運動加速度分析 6(5) 機構動態(tài)靜力分析 8三凸輪機構設計 11四飛輪機構設計 12五齒輪機構設計 13六心得體會 14七、參考書籍 14、壓床機構設計要求1. 壓床機構簡介圖96所示為壓床

2、機構簡圖。其中，六桿機構ABCDE為其主體機構，電動機經聯軸器帶動減速器的三對齒輪 z1-z2、z3-z4、z5-z6將轉速降低，然 后帶動曲柄1轉動，六桿機構使滑塊5克服阻力Fr而運動。為了減小主軸的 速度波動，在曲軸 A上裝有飛輪，在曲柄軸的另一端裝有供潤滑連桿機構各 運動副用的油泵凸輪。圖96表9 設殲數據2. 設計內容：（1）機構的設計及運動分折已知：中心距x1、x2、y,構件3的上、下極限角，滑塊的沖程 H,比值 CEZCD EF/DE各構件質心S的位置，曲柄轉速n1。要求：設計連桿機構，作機構運動簡圖、機構12個位置的速度多邊形和 加速度多邊形、滑塊的運動線圖。以上內容與后面的動態(tài)

3、靜力分析一起畫在 I 號圖紙上。（2）機構的動態(tài)靜力分析已知：各構件的重量G及其對質心軸的轉動慣量Js（曲柄1和連桿4的重力和轉動慣量（略去不計），阻力線圖（圖9 7）以及連桿機構設計和運動分析中所5P&得的結果要求：確定機構一個位置的各運動副中的反作用力及加于曲柄上的平衡力 矩。作圖部分亦畫在運動分析的圖樣上。（3）凸輪機構構設計已知：從動件沖程H, 許用壓力角a 推程角3。,遠休止角S ?，回程角 S ，從動件的運動規(guī)律見 表9-5，凸輪與曲柄共軸。要求：按a 確定凸輪 機構的基本尺寸.求出理論 廓 線外凸曲線的最小曲率半 徑p。選取滾子半徑r，繪 制凸輪實際廓線。以上內容 作在2號圖紙上

4、(1)作機構運動簡圖:CE/CD=1/2, EF/DE=1/2, BS 2/BC=1/2, DS 3/DE=1/2。壓床機構的設計1、連桿機構的設計及運動分析設計內容連桿機構的設計及運動分析單位mm(o)mmr/mi n符號X1X2yI pII pHCE/CEF/DEn1BS2/BDS3/DDCE數據70200310601202101/21/4901/21/2(2)長度計算：已知：Xi = 70mm,X2= 200mm, Y = 310mm,1 11書 3 二 60，中 3 二 120，H= 210mm由條件可得；/ EDE =60vDE=DE DEE等邊三角形過D作DJ EE，交EE于J，交

5、F1F2于HvZ JDI=90 HDJ是 一條水平線， DHL FF FF / EE過 F 作 FKL EE 過 E作 E G丄 FF，二 FK= E G 在厶E GF 中，KE= GF，FE=E F,Z FKEZ E GF =90 KE= GF EE =EK+KE, FF =FG+GFEE =FF =H DEE是等邊三角形.DE=EF=H=210mm EF/DE=1/2, CE/CD=1/2.EF=DE/4=180/4=52.5mmCD=2*DE/3=2*180/3=140mm連接 AD,有 tan / ADI=X/Y=70/310又 AD= X2 Y2702 3102 317.33mm.在

6、三角形厶ADCFHA ADC中，由余弦定理得：AC少礦卄Z再車OOSfEKr12_TT) =383 44 亦A 心 Jc D2 + jW5 -2AD*C D *COT(6(r - 121T) = 245.41AC =wmm.AB=(AC-AC )/2=69.015mm BC=(AC+AC )/2=314.425mm BS/BC=1/2, DS 3/DE=1/2.BS=BC/2=314.46/2=157.2125mmDS 3=DE/2=210/2=105mm由上可得：ABBCBSCDDEDSEF69.015mm314.425mm157.2125mm140mm210mm105mm52.5mm比例尺

7、 0.05mm/(m/s)(3)機構運動速度分析：已知：n1=90r/min；,=1?2 rad/s =90 ?2=9.425 逆時針1 60 60VB =1 l ab = 9.425 X 0.069015=0.650m/sVc =Vb +Vcb大??？0.65?方向 丄CD 丄AB 丄BC選取比例尺卩v=0.004m/(mm/s)，作速度多邊形Vc 二Uv pc=0.03/0.05=0.600m/sVCB二 Uv bc=0.009/0.05=0.180m/sVe 二 Uv pe=0.45/0.05=0.900m/sVf二 Uv pf=0.44/0.05=0.880m/sVfe二 Uv ef=0

8、.01/0.05=0.200m/sVS2二 Uv PS2=0.031/0.05mm = 0.620m/sVs3 = U v PS3 = 0.022/0.05mm = 0.440m/sV CBI BC=0.18/0.314425=0.572rad/s （逆時針)3 3 =虬=0.60/0.140=4.290rad/s（ 順時針）IcD3 4 = Vfe = 0.20/0.0525=3.809rad/s（ 順時針）I EF項目BCEFVS2S31234數值0.6500.6000.9000.8800.6200.449.4250.5724.2903.809單位m/sRad/s(4)機構運動加速度分析:

9、2 2aB= 3 1 LAB=9.425 X 0.069015=6.130m/s22anCB= 3 2 LBC=0.572 X 0. 314425=0.103m/s22anCD= 3 3 LCD=4.290 X 0.14=2.577m/s2 2anFE = 3 4 LEF=3.809 X 0.0525=0.762m/sac = anCD+ atCD= aB + a tCB + anCB大?。?？? V ? V方向：? C T D 丄CD B TA 丄 BC C B選取比例尺口 a=0.04m/ （mm/s 2）,作加速度多邊形圖aC=UaI I9p C =0.0033/0.01=3.300m/s

10、aE=UaI I9P e =0.05/0.01=5.000m/sa CB= U=0.031/0.01=3.100m/satCD= u a aF大?。悍较颍簄 C=0.019/0.01=1.900m/s sTEF + afEF V ?F EaE +VV丄EFaF=u2as2=u2as3=Ut.22= atCB/LCB= 3.100 /0.314425 =9.859 m/s3= dCD/LCD=1.900/0.14=13.571 m/s 2項目SbacSeaFas?”a S323數值6.1303.3005.0003.2004.2002.5009.85913.571單位m/s2rad/s 2(5)機

11、構動態(tài)靜力分析G2G3G5FrmaxJs2Js3萬案川16001040840110001.350.391）.各構件的慣性力，慣性力矩：FI2=m2*as2=G2*as2 /g=1600 x 4.200/9.8=685.714N （與 as2 方向相反）FI3=m3*as3= G3*as3/g=1040 x 2.500/9.8=265.306N （與 as3方向相反）FI5= m5* aF=G5*aF/g=840 x 3.200/9.8=274.286N （與 aF 方向相反）Fr=11000*0.1=1100 N.m （返回行程）MS2=Js2* a 2=1.35 x （順時針）MS3=Js3

12、* a 3=0.39 x （逆時針）LS2= MS2/FI2=13.310/685.714 x 1000=19.410mmLS3= MS3/FI3=5.293/265.306 x 1000=19.951mm2).計算各運動副的反作用力(1)分析構件5對構件5進行力的分析，選取比例尺卩F=20N/mm作其受力圖構件 5 力平衡：F45+F65+FI5+ G5=0則 F45= 1140.0N ; F65=160.0NF43=F45 （方向相反）(2)對構件2受力分析對構件2進行力的分析，選取比例尺卩F=20N/mm作其受力圖桿 2 對 B 點求力矩，可得： FI2*LI2+G2*L2 -F t32

13、*LBC =0864.222 X 120.2776+1600 X 1.6873- Ft32X 314.425=0Ft32= 339.1786N桿 2 對 S2 點求力矩，可得：FF2*LBS2 -FI2*LS2 -F t32*LCS2 =0Ft12X 157.2125-864.222 X 11.0243-339.1786 X 157.2125=0Ft12=399.781N(3)對構件3受力分析對構件2進行力的分析，選取比例尺卩F=0.05mm/N，作其受力圖20弋如好呦卩Ifl jvr 乩 tire1 7 */ /Cj1斗1 山、7桿 3 對點 C 求力矩得：Ft63*LCD 卡43*LS3-

14、 FI3*LI3+G3*COS15 o*LG3 =0Ft63X 140-572.604 X 17.153-365.242 X 34.3066+ G3*COS15 o*17=0Ft63=77.6N構件 3 力平衡：Fn23+ Ft23+ F43+ FI3+ Ft63+ Fn63+ G3=0則 Fn23=2401.0N ; Fn63=172.1N項目FI2FI3FI5MS2MS3MbFn63Ft63數值685.714265.306274.28613.310：5.29340.68172.177.6 單位NN.mN項目Fn12Ft12Fn23F23F34F45F65F61數值：3575.038.682

15、401.0298.91140.01140.0160.03575.0 :單位N三、凸輪機構設計符號ha Ss ss /單位mm(0)方案31930653575有基圓半徑Ro=40mm e=8mm滾子半徑 R=8mm在推程過程中：由 a=2n h 2 sin(2 nS /3 0)/ S 02得當3 0 =650時，且0 S =0,即該過程為加速推程段, 當S 0 =650時且S =32.50,則有a=0,即該過程為減速推程段 所以運動方程 S=h ( S /S 0) -sin(2 nS / S 0)/(2 n )在回程階段，由 a=-2 n h si n(2 nS / S 0 )/ S 0 得當S

16、 0 =75 0時，且0S 37.5 0,則有a=37.50,則有a=0,即該過程為加速回程段 所以運動方程 S=h1-( S / S 0 )+si n(2 nS / S 0 ) /(2 n )當S 0 =65 0時，且00S =0,即該過程為加速推程段 當S 0 =65 0時，且S =32.50,則有a=9004 Wmax/( n 2 *n2 * S )JF= 1495.84 kg.m2五、 齒輪機構設計已知 :齒輪 Z5 11,Z632,分度圓壓力角20 ,模數 m 6 ,齒輪為正常齒制，工作情況為開式傳動，齒輪Z6 與曲柄共軸。由于其中一齒輪齒數小于17 ，要避免產生根切現象必存在變位系

17、數，必要增大其中心距，取 a=130mm,求得21,142 經計算后取變位系數 ： x5=0.393 mm Xmin5=0.3529 mm x6=-0.222 mm Xmin6=-0.8824 mm 分度圓直徑：d5=m* Z 5=66.0mmd6=m* Z 6=192.0mm基圓直徑：db5 = d 5*cos =62.024mmdb6 = d 6*cos = db6=180.433mm齒厚：S5=(/2 2x* tan )*m= 10.961mmS6=(/2 2x* tan )*m= 8.628 mm齒頂高：ha5=(h*a +x 5)*m=8.329mmh a6=( h*a +x 6 )

18、 *m = 4.642mm齒底高：h f 5=( h*a +c* - x5)*m=4.62mmh f 6=( h*a +c* - x6)*m=8.829mm 齒頂圓直徑和齒底圓直徑：da5= d5+ 2h a5=83.618mmd f 5 = d 5 -2h f 5 =56675mm d a6= d 6+2h a6 =200.325 mm d f 6 = d 6 -2h f6 =173.382mm重合度：1Z5(tana5 tan ) Z6(tana6 tan ) =1.390六、心得體會對于機械原理 ,我對其一直表示很害怕 ,因為我聽學長學姐說機械原理這門課很難學，很多人都掛在這上面了。 因此， 我在平時花費在機械原理的時間也比其他課多很多，期末考試成績也不錯。機械原理課程設計這是我入大學的一次做課程設計。 開始我不知道什么是課程設計， 因 此有些茫然和不知所措， 但在老師的指導和同學的互相幫助下還是按時完成了