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

1、.壓床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)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 :;.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(lái)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(guò)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 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(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 F；當(dāng)沖頭向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，為空回行程，無(wú)阻力。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)副的油泵凸輪機(jī)構(gòu)。三

2、、設(shè)計(jì)要求電動(dòng)機(jī)軸與曲柄軸垂直，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± 5。要求凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角應(yīng)在許用值 之內(nèi)，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律見(jiàn)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)。;.四、原始數(shù)據(jù)見(jiàn)下表轉(zhuǎn)速 n2 (r/min)95距離 x1 (mm)50導(dǎo)桿距離 x2 (mm)140機(jī)構(gòu)距離 y (mm)160運(yùn)動(dòng)沖頭行程 H (mm)150分析上極限角 (°)1201下極限角 2(°)60工作阻力 Fmax (N)4300導(dǎo)桿連桿 3 質(zhì)量 m 3 (kg)60機(jī)構(gòu)連桿 3質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量s3 (kg &#

3、183; m2)0.21J動(dòng)態(tài)滑塊 6 質(zhì)量 m 6 (kg)34靜力搖桿 4 質(zhì)量 m 3(kg)40分析搖桿 4質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J(kg · m2)0.2s4從動(dòng)件最大升程H20從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律余弦凸輪許用壓力角30 °機(jī)構(gòu)推程運(yùn)動(dòng)角060 °設(shè)計(jì)遠(yuǎn)休止角s10 °回程運(yùn)動(dòng)角060 °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, lCB=0.5lBO4， lCD=(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(shuō)明書中。3、 連桿機(jī)

4、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 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 ro、偏距 e 和滾子半徑 rr），并將運(yùn)算結(jié)果寫在說(shuō)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(shuō)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(guò)程等。六、設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)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)?DD1150（即壓頭的行程

5、 H）, 而三角形 CC1 O4 為等邊三角形，;.可推出四邊形 CC1 D1D 為平行四邊形，則 CO4C1O4CC1DD1150則 CD 0.35CO 452.5 ，由 CB0.5BO4，則 BO4100 ,tan O2O4 E500.3125 , 則 O2O4 E 17.40, B1O4O242.6,160在三角形 O2O4E中， O O22165，由(40160 )24COSB1O4O2(B1O42 O2O42 B1O22 )得出 B1O 2 =113.7 ，同理可得 BO 2=210.8, 所2B1O4 O2O4O2B O2 B148.55 ,ABO2 AO2 B1 162.3 ，以

6、O2A2所以得到四條桿長(zhǎng) O2 A =48.55， AB =162.3， BO4100，O2O4(4021602 )165利用上述求得的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)各桿的長(zhǎng)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(zhǎng)后可以得到：行程速比系數(shù)K=(180 0 +)/(180 0 -)得， K=1.105，搖桿的擺角=60 0 。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 *w1 =rad/

7、s=8.38 rad/s點(diǎn) A 的線速度 V A = w1 l O A =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。（ 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 = V B +VA B因?yàn)?VB =0，所以 V A = V A B =0.41m/s方向垂直 O2 A3)加速度分析a B = a nB + a tB = a A + a nBA + a tBA方向大小0？;.a A = w12 lO A =8.38 2 *48.55mm/s 2 =3.41m/s 2n2BA /l AB =1.04

8、 m/s 2a BA = V測(cè)得 <a=500 ， <b=400所以a得attB *cosb= a A + a n BAB =5.81 m/s 2所以 a B =5.81 m/s 2又因?yàn)閍B /a C =BO4 /CO4 =0.67所以aC =8.67 m/s 2;.測(cè)出 <2=600 ， <1=710 -60 0 =11 0t對(duì) y 軸投影得： 0=-a C sin<1 + aDCsin<2對(duì) x 軸投影得： a D = a C cos<1 + a t DC cos<2t2aD =9.47 m/s 2解得 a D C =1.91 m/s（ 2

9、）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V A ' = V B ' +V B ' A '因?yàn)?V B ' =0，所以 V A ' = V B ' A ' =0.41m/s方向垂直O(jiān)2 A3)加速度分析a B ' = a nB '+ a tB ' = a A '+ a nB ' A ' + a tB'A'方向大小0？a A = w12 lO A =8.38 2 *48.55mm/s 2 =3.41 m/s

10、 2nBA /lAB =1.04 m/s 2a BA = V2;.測(cè)得 <1=120<2=12 0所以 , 向 y 軸投影，有： - atB '*cos<1= a A ' - a nB'A'得： atB '=-2.42.m/s2所以 a B ' =-2.42 m/s 2又因?yàn)?a B '/a C ' =B O4/C O4=0.67所以 a C ' =-3.62 m/s2a D ' = a C ' + a nD ' C ' + a tD'C'方向大?。?？;.

11、對(duì) x 軸投影： a D ' cos30= a C ' + a t D ' C '對(duì) y 軸投影： - a D ' sin30=0解得 a D ' =0 m/s 2a t D ' C ' =3.62 m/s 22設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線，確定凸輪基本尺寸(1) 余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其推程時(shí)的速度方程為V= hwsin( / o )/（2o ）回程時(shí)的速度方程為V=- hwsin(/ ' o )/（ 2' o ）(2) 確定基圓半徑;.由 BE=OP=V/W,得到許多 Bi E i 的值，它們等于與新建中心軸的距離，再用光滑

12、的曲線連接各斷點(diǎn)，基圓半徑為凸輪最低點(diǎn)與兩邊極限直線夾角的交點(diǎn)的連線長(zhǎng)度具體過(guò)程：凸輪推程時(shí) ,BE=OP=V/W=V=hsin( / o )/（2o ） ,則當(dāng)=0 、70 時(shí)， BE=0當(dāng)=7時(shí)， BE=7.9當(dāng)=14時(shí)， BE=15.1當(dāng)=21時(shí)， BE=20.8當(dāng)=28時(shí)，BE=24.5當(dāng)=35時(shí)，BE=25.7當(dāng)=42時(shí)，BE= 24.5當(dāng)=49時(shí)，BE=20.8同理，凸輪回程時(shí)， BE=OP=V/W- hsin(/ ' o )/ （ 2' o ）當(dāng)=0、60 o 時(shí)， BE=0當(dāng) =6 時(shí)， BE=9.3當(dāng)=12 時(shí)， BE=17.6當(dāng)=18 時(shí)， BE=20.9當(dāng)

13、=24 時(shí)， BE=28.5當(dāng) =30 時(shí)， BE=30當(dāng)=36 時(shí)， BE=28.5當(dāng)=42 時(shí)， BE=20.9最后繪制出圖形，測(cè)得基圓半徑為r o =39.54mm由確定基圓半徑的公式 r o( ds/ de) / tan s 2e2代入一個(gè)特殊值，得出兩個(gè)式子：r 2o 3( 2he)h 2e2 ，o2;.及r 2o 3( e) h 2e2由兩式相減得e=7.7 mm(3) 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(guò)各等分

14、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 ro =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?tīng)學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐說(shuō)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(jī)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(kāi)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(lái)終覺(jué)淺，覺(jué)知此事要躬行” ，不經(jīng)過(guò)實(shí)踐，我們又怎

15、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(lái)。 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(lái)。通過(guò)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(guò)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(guò)這次設(shè)計(jì)，我們畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候不