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

1、Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：壓 床 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院班級(jí)機(jī)械 0000 班 設(shè)計(jì)者學(xué)號(hào) 0000000000 指導(dǎo)老師2012 年 1 月 13 日機(jī)械工程學(xué)院目錄一. 設(shè)計(jì)要求-31. 壓床機(jī)構(gòu)簡介-32. 設(shè)計(jì)內(nèi)容-3 (1) 機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分折-3 (2) 機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析-3 (3) 凸輪機(jī)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)-3 二壓床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì): -41. 連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析-4 (1) 作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖-4 (2) 計(jì)算長度-42. 機(jī)構(gòu)

2、運(yùn)動(dòng)速度分析-53. 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)加速度分析-64. 機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析-8(1)各構(gòu)件的慣性力，慣性力矩-8 (2)計(jì)算各運(yùn)動(dòng)副的反作用力-8 三凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)-11四、齒輪設(shè)計(jì)-13五、參考文獻(xiàn)-139一、壓床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求1.壓床機(jī)構(gòu)簡介機(jī)械工程學(xué)院圖 96 所示為壓床機(jī)構(gòu)簡圖。其中，六桿機(jī)構(gòu) ABCDEF 為其主體機(jī)構(gòu)，電動(dòng)機(jī)經(jīng)聯(lián) 軸器帶動(dòng)減速器的三對齒輪 z1-z2、z3-z4、z5-z6 將轉(zhuǎn)速降低，然后帶動(dòng)曲柄 1 轉(zhuǎn)動(dòng)， 六桿機(jī)構(gòu)使滑塊 5 克服阻力 Fr 而運(yùn)動(dòng)。為了減小主軸的速度波動(dòng)，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(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)副用的油泵凸輪。2.設(shè)計(jì)內(nèi)容：（1

3、）機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分折已知：中心距 x1、x2、y, 構(gòu)件 3 的上、下極限角，滑塊的沖程 H，比值CECD、EFDE，各構(gòu)件質(zhì)心 S 的位置，曲柄轉(zhuǎn)速 n1。要求：設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu) , 作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖、機(jī)構(gòu) 12 個(gè)位置的速度多邊形和加速度多邊形、滑塊的運(yùn)動(dòng)線圖。以上內(nèi)容與后面的動(dòng)態(tài)靜力分析一起畫在 l 號(hào)圖紙上。（2）機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析已知：各構(gòu)件的重量 G 及其對質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Js(曲柄 1 和連桿 4 的重力和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（略去不計(jì))，阻力線圖(圖 97)以及連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)分析中所得的結(jié)果。要求：確定機(jī)構(gòu)一個(gè)位置的各運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)分析的圖樣

4、上。（3）凸輪機(jī)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)已知：從動(dòng)件沖程 H，許用壓力角 推程角 。，遠(yuǎn)休止角 ，回程角 '，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律見表 9-5，凸輪與曲柄共軸。Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.機(jī)械工程學(xué)院要求：按確定凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸求出理論廓線外凸曲線的最小曲率半徑 。選取滾子半徑 r，繪制凸輪實(shí)際廓線。以上內(nèi)容作在 2 號(hào)圖紙上二、壓床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1、連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析（圖見附錄）表 9-5設(shè)計(jì)內(nèi)容連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析單位mm（º）mmr/min符號(hào)X1X2y'&

5、#39;'HCE/CDEF/DEn1BS2/BCDS3/DE數(shù)據(jù)70200310601202101/21/4901/21/2已知：X170mm，X2200mm，Y310mm，1 60°，11 120°，H210mm，CE/CD=1/2, EF/DE=1/4, BS /BC=1/2, DS /DE=1/2。3323由條件可得；EDE'=60° DE=DE'DEE'等邊三角形 過 D 作 DJEE'，交 EE'于 J，交 F1F2 于 HHDI=1/2EDE''+IDE'' =60

6、6;+30°2 =90°HDJ 是一條水平線DHFF'FF'EE'過 F'作 F'KEE' 過 E'作 E'GFF'，F(xiàn)'KE'G在FKE 和E'GF'中，KEGF'，F(xiàn)E=E'F',FKE=E'GF'=90°F'KF'E'GF'KE= GF'EE'=EK+KE', FF'=FG+GF'EE'=FF'=HDE'E 是等邊三角形D

7、E=EF=H=210mmEF/DE=1/4, CE/CD=1/2EF=DE/4=210/4=52.5mmCD=2*DE/3=2*210/3=140mm連接 AD,有 tanADI=X1/Y=70/310又AD= mm在三角形ADC1 和ADC2 中，由余弦定理得：機(jī)械工程學(xué)院AC'=383.44mmAC''=245.42mmAB=(AC'-AC'')/2=69.01mmBC=(AC'+AC'')/2=314.43mmBS2/BC=1/2, DS3/DE=1/2BS2=BC/2=314.46/2=157.22mmDS3=DE

8、/2=210/2=105mm由上可得：ABBCBS2CDDEDS3EF69.01mm314.43mm157.22mm140mm210mm105mm52.5mm2、十二點(diǎn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度分析：已知：n1=90r/min；n190w1 =· 2p60rad/s =· 2p60=9.425 rad/s 逆時(shí)針vB =w1 ·lAB = 9.425×0.06901m/s0.650 m/svC =vB+vCB大小?方向CD0.65AB?BC選取比例尺v=0.01m/s/mm，作速度多邊形（圖見附錄）vC u v · pc0.01×35.0 m/s

9、=0.350m/svCB u v · bc0.01×46.0 m/s =0.460m/sv E u v · pe0.01×52.0 m/s =0.520m/sv F u v · pf0.01×48.0 m/s =0.480m/sv FE u v · ef機(jī)械工程學(xué)院0.01×16.0 m/s =0.160m/s2v S u v ·ps 20.01×23.00 m/s 0.23m/s3v S u v ·ps3 0.01×26.53m/s 0.27m/sw v CB0.090/0

10、.31443=0.0286rad/s(逆時(shí)針)l2BC3 vClCD4 vFE項(xiàng)目w1n BvCBvvn F49.4250.6500.0900.6200.1000.940129.4250.6500.4600.35001600.480單位rad/sm/slEF0.350/0.140=2.500rad/s(順時(shí)針)0.010/0.0525=3.048ad/s(逆時(shí)針)C FE3、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)加速度分析：222aB =1 lAB=9.425 ×0.06901 m/s =6.130m/sn222aCB =2 lBC=1.988 ×0.31443 m/s =1.243m/sn222aCD

11、 =3 lCD=1.936 ×0.140 m/s =0.525m/snt =+ntaC =aCD +aCDaBaCB+ aCB大小： ？方向： ？CD CDBACB BC選取比例尺a=0.1 m/s2/mm,作加速度多邊形圖(圖見附錄)aC = u a ·p ' c '=0.05×86.36 m/s2=4.318m/s2機(jī)械工程學(xué)院a E = u a ·p ' e'=0.05×129.54 m/s2=6.477m/s2tnaCB = u a ·' c'C=0.05×50.98

12、m/s2=2.549 m/s2t =aCDu a · nd c''=0.05×85.76 m/s2=4.288 m/s2ntaF=aE+aEF+aEF大小?方向FEEFaF = u a ·aS 2 = u a ·p ' f ' =0.05×125.87 m/s2=6.294 m/s2' 22aS 3 = u a ·p ' s2 =0.05×102.17 m/s =5.109m/sp ' s3 =0.05×64.77 m/s = 3.239m/s' 22

13、t22a 2 =aCB /lCB=2.549 /0.31443 rad/s =8.107 rad/s項(xiàng)目aaaEaFaS 2aS 3a 2a 346.1304.26.6806.03.04.65317.857126.1304.3186.4776.2945.1093.2398.10730.629單位m/s 2rad/s 23aCDa =t /lCD=4.288/0.14 rad/s2=30.629 rad/s2BC4、機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析機(jī)械工程學(xué)院方案G2G3G5FrmaxJs2Js312 點(diǎn)16001000840110001.350.39單位NKg.m21對十二點(diǎn)各構(gòu)件的慣性力，慣性力矩：FI2=

14、m2* aS 2 =G2* aS 2 /g=1600×6.000/9.8 N =979.59 N（與 aS 2 方向相同） FI3=m3* aS 3 = G3* aS 3 /g=1000×3.250/9.8 N =331.63 N（與 aS 3 方向相反） FI5=m5* aF =G5* aF /g=840×8.000/9.8 N =685.71N（與 aF 方向相反） Fr=Frmax/10=11000/10=1100NMS2=Js2*a 2 =1.35×4.656 N·m =6.28N·m（逆時(shí)針） MS3=Js3*a 3 =0.

15、39×17.857 N·m =6.968 N·m（逆時(shí)針） hn2= MS2/FI2=10.94/979.59 mm =6.41 mmhn3= MS3/FI3=11.95/331.63mm =20.99 mm2計(jì)算各運(yùn)動(dòng)副的反作用力(1)分析構(gòu)件 5 和 4對構(gòu)件 5 進(jìn)行力的分析，選取比例尺F=25N/mm，作其受力圖構(gòu) 件 5 力 平 衡 ： F65+F45+FI5+Fr+G5=0F45= 2717N F65=703N對構(gòu)件 4 進(jìn)行力的分析，其受力圖如右圖 平 衡 有 ： 34 54 0F34=-F54=F452717N(2)對構(gòu)件 2 受力分析 桿 2 對

16、 B 點(diǎn)求力矩：機(jī)械工程學(xué)院可得： FI2*LI2b +G2*L2bFt32*LBC =0Ft32286.76N桿對點(diǎn)求力矩：可得：Ft21* LBC FI2* LI2c G2*L2c=0Ft21311.86（3）對構(gòu)件 3 受力分析桿 3 對點(diǎn) C 求力矩得：F43*LF43c+ FI3*LFI3c-G3*LG3c- Ft63*LDC=0Ft631128.56 桿對點(diǎn)求力矩：3* LG3d+ F43*LF43dFI3*LFI3d + Fn32*LFn32d=0Fn324609.3412（4）求力 Fn21，F(xiàn)n63解得：Fn217000 Fn633500(5)求作用在曲柄 AB 上的平衡力矩

17、 MbMb= F12*LF12=5461×0.02523=137.78 N.mF61=F12=109.22×50 N =5461 N.機(jī)械工程學(xué)院項(xiàng)目FI2FI3FI5Fn63Ft63數(shù)值979.59331.63685.7135001128.56單位NN符號(hào)h0010單位mm（0）方案 31930603575三、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)有 H/r0=0.45,即有 r0=H/0.45=17/0.45=37.778mm取 r0=48mm取 rr=5mm在推程過程中：由 a=2H2 cos(/0)/（202）得當(dāng)0 =650 時(shí)，且 00<<32.50,則有 a>=0,即

18、該過程為加速推程段,當(dāng)0 =650 時(shí),且>=32.50, 則有 a<=0,即該過程為減速推程段 所以運(yùn)動(dòng)方程 S=h (/0) -sin(2/0)/(2)機(jī)械工程學(xué)院0050100150200250300350400450 50055600S00.070.491.783.726.41 8.5012.515.7115.58.4518.9319.00單位mm在回程階段運(yùn)動(dòng)方程 S=h1-(/0)+sin(2/0) /(2)950100010501150120012501300S1918.7218.0916.9815.3213.1810.181400145015001450160016501700S5.823.712.060.920.280.040單位mm總的結(jié)果：HrHbH/2R0eminRgR137.034.03.02494497334單位 mm3）齒輪機(jī)構(gòu)幾何尺寸的計(jì)算：齒輪 m=5>1 且為正常齒制故 ha*=1 ， c*=0.25, m=6機(jī)械工程學(xué)院名稱小齒輪大齒輪計(jì)算公式