機(jī)械原理設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)任務(wù)書終

1、河北聯(lián)合大學(xué)機(jī)械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目一 壓床的設(shè)計(jì)與分析一、設(shè)計(jì)題目 壓床是應(yīng)用廣泛的鍛壓設(shè)備，圖1所示為某壓床的示意圖，其中六桿機(jī)構(gòu)ABCDEF為其執(zhí)行機(jī)構(gòu)。圖中電動(dòng)機(jī)經(jīng)帶傳動(dòng)，帶動(dòng)二級(jí)圓柱齒輪減速器（Z1Z2、Z3Z4）將轉(zhuǎn)速降低，然后帶動(dòng)曲柄1轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)六桿機(jī)構(gòu)使滑塊5上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)沖壓。在曲柄軸A上裝有飛輪（未畫出）。在曲柄軸的另一端裝有油泵凸輪，驅(qū)動(dòng)油泵向連桿機(jī)構(gòu)的各運(yùn)動(dòng)副供油。工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微沖擊，使用期限為10年，小批量生產(chǎn)，單班制工作。圖1 壓床機(jī)構(gòu)二、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表1 已知數(shù)據(jù)題 號(hào)12345678910連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析h1(mm)50607

2、052504847464945h2(mm)220200310110112115118120122125=60°，=120°，=0.5，=0.25, ，確定偏距滑塊行程H(mm)150180210190160165170175180185曲柄轉(zhuǎn)速n1 (r/min)1009012095110115105125120110力分析及飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的確定工作阻力 (N)40007000110005000550060006500700075008000BC桿質(zhì)量 (kg)60608270728476787682DE桿質(zhì)量(kg)40404240424446484642滑塊質(zhì)量 (kg)

3、30558030506045556550曲柄AB轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 (kg·m2)0.820.641.350.80.71.00.90.780.750.85BC桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 (kg·m2)0.180.200.300.250.350.180.200.300.250.35許用不均勻系數(shù)0.10.110.120.10.110.120.10.110.120.09凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)從動(dòng)件行程17181916151718191615偏距e10許用壓力角 30°32°34°35°30°32°34°35°30°32&#

4、176;推程運(yùn)動(dòng)角 55°60°65°60°55°60°65°60°70°60°遠(yuǎn)休止角 25°30°35°25°30°35°25°30°35°30°回程運(yùn)動(dòng)角 85°80°75°85°80°75°85°80°75°74°推程運(yùn)動(dòng)規(guī)律余弦等加速等減速正弦余弦等加速等減速正弦余弦等加速等減速正弦正弦回

5、程運(yùn)動(dòng)規(guī)律正弦余弦等加速等減速正弦余弦等加速等減速正弦余弦等加速等減速正弦注：構(gòu)件2、3的質(zhì)心均在各桿的中點(diǎn)處，滑塊5的質(zhì)心在滑塊的中心，曲柄AB的質(zhì)心在A點(diǎn)，不計(jì)其余構(gòu)件的質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。三、設(shè)計(jì)任務(wù)1、平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析已知：滑塊行程H，構(gòu)件3的上、下極限角3、3，比值、，尺寸h1、h2 ，最小傳動(dòng)角，曲柄轉(zhuǎn)速n1 。要求：1）設(shè)計(jì)各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)尺寸，作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；2）按給定位置（見第四部分）作機(jī)構(gòu)的速度和加速度多邊形；3）作滑塊的運(yùn)動(dòng)線圖（sj，vj，aj畫在一個(gè)坐標(biāo)系中）；4）給出至少兩種實(shí)現(xiàn)鍛壓要求的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的其他運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖，并進(jìn)行對(duì)比分析。2、平面連桿機(jī)構(gòu)的力分析已知：

6、滑塊所受工作阻力見圖2所示，以及任務(wù)1中連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)分析所得的結(jié)果，不考慮摩擦。要求：1）按給定位置確定機(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)副中的反力；2）確定加于曲柄上的平衡力矩Mb 。3、飛輪設(shè)計(jì)已知：機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的許用速度不均勻系數(shù)，力分析所得平衡力Mb ，驅(qū)動(dòng)力矩Md為常數(shù)，飛輪安裝在曲柄軸A上。要求：確定飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JF 。4、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知：從動(dòng)件行程h ，偏距e，許用壓力角，推程運(yùn)動(dòng)角，遠(yuǎn)休止角，回程運(yùn)動(dòng)角，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律見表1，凸輪與曲柄共軸。要求：1）按許用壓力角確定凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸，選取滾子半徑rr ；2）繪制凸輪實(shí)際廓線。5、確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及功率，確定其具體型號(hào)6、聯(lián)軸器的選擇7、設(shè)計(jì)該

7、機(jī)器的傳動(dòng)裝置 1）帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 2）減速器的設(shè)計(jì)要求：繪制減速器的裝配圖；繪制齒輪、軸、箱蓋（或箱座）的零件圖。8、編寫課程設(shè)計(jì)說明書，包括設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)計(jì)算過程等。四、設(shè)計(jì)指導(dǎo)1）曲柄位置圖的作法如圖3所示，取滑塊在上極限位置所對(duì)應(yīng)的曲柄位置作為起始位置，按曲柄轉(zhuǎn)向，將曲柄圓周作十二等分，得12個(gè)曲柄位置；另外再作出滑塊在下極限位和距下極限為H/4時(shí)所對(duì)應(yīng)的曲柄位置1、和5，每個(gè)同學(xué)取其中的三個(gè)點(diǎn)進(jìn)行分析。2）給定位置的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖、機(jī)構(gòu)的速度多邊形和加速度多邊形，以及力分析的力多邊形可合繪在一張圖上；等效力矩曲線、能量指示圖、機(jī)構(gòu)輸出構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)線圖等合繪在另一張圖上。3）傳動(dòng)裝置的

8、設(shè)計(jì)見機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)教材。圖2 滑塊阻力曲線 圖3 曲柄位置圖河北聯(lián)合大學(xué)機(jī)械基礎(chǔ)綜合設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名：_ 學(xué)號(hào)：_題目二 插床的設(shè)計(jì)分析一、 機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)插床機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)方案可自行設(shè)計(jì)，亦可參考圖1所示方案。圖1傳動(dòng)裝置采用V帶傳動(dòng)和二級(jí)齒輪減速器，執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，工作臺(tái)相對(duì)刀具的進(jìn)給機(jī)構(gòu)選擇凸輪機(jī)構(gòu)。 圖1 機(jī)械系統(tǒng)示意圖 圖2 沖頭阻力曲線插床運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)要求：(1) 插程和插刀每分鐘往復(fù)次數(shù)見表1。(2) 自上始點(diǎn)以下10-90mm范圍內(nèi)，插刀應(yīng)盡可能等速切削。刀具向下運(yùn)動(dòng)時(shí)切削，在切削行程H中，前后各有一段0.05H的空刀距離，見圖2。切削力F為常數(shù)，最大切削力見表

9、1。刀具向上運(yùn)動(dòng)時(shí)為空回行程，無阻力。(3) 行程速比系數(shù)見表1。(4) 插刀切削受力點(diǎn)距滑枕導(dǎo)路線距離見表1，工作臺(tái)面離地平面高度為550mm左右。工作臺(tái)面離地平面高度為550mm左右。(5) 滑塊質(zhì)量、導(dǎo)桿質(zhì)量及其質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量見表1，滑塊質(zhì)心在C點(diǎn)，導(dǎo)桿質(zhì)心位于AO1范圍內(nèi)，與擺動(dòng)中心間的距離mm，其余構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量忽略不計(jì)。從電動(dòng)機(jī)到曲柄軸傳動(dòng)系統(tǒng)的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(設(shè)曲柄為等效構(gòu)件)為18kg·m2。二、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作原理執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖3所示。電動(dòng)機(jī)經(jīng)過減速傳動(dòng)裝置帶動(dòng)曲柄2轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)使裝有刀具的滑塊6沿導(dǎo)路y-y作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)刀具的切削運(yùn)動(dòng)。圖3 插床

10、執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖三、 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表1給出了部分執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算所需的數(shù)據(jù)，僅供參考，也可自行設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)，計(jì)算相應(yīng)參數(shù)。表1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)題 號(hào)12345678910導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析插削次數(shù)/min50495052504847464945插刀行程H (mm)100115120125130135140136128112力臂d (mm)100105108110112115118120122125曲柄lO2A (mm)65707580856872768266行程速比系數(shù)K1.61.71.81.92.02.01.71.81.91.8導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析最大切削力Fmax(N)8500960010

11、80090001010092008200980088009200滑塊6質(zhì)量m6 (kg)40506060506045556550導(dǎo)桿質(zhì)量m4 (kg)20202220222426282622導(dǎo)桿4質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Js4 (kg ·m2)1.11.11.21.21.21.31.21.11.21.2凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)從動(dòng)件最大擺角max20°20°20°20°20°20°20°20°20°20°從動(dòng)件桿長(zhǎng)lO8D (mm)125135130122123124126128130132許用壓力角 40&

12、#176;38°42°45°43°44°41°40°42°45°推程運(yùn)動(dòng)角 60°70°65°60°70°75°65°60°72°74°遠(yuǎn)休止角 10°10°10°10°10°10°10°10°10°10°回程運(yùn)動(dòng)角 60°70°65°60°70°75

13、6;65°60°72°74°四、 設(shè)計(jì)任務(wù)及指導(dǎo)工作條件：該機(jī)床年工作日為300天，兩班倒，有輕微沖擊，傳動(dòng)比誤差小于。1、 連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析根據(jù)給定的數(shù)據(jù)確定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸, lBC=(0.50.6)lBO1。電動(dòng)機(jī)軸與曲柄軸O2平行，導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角不得小于60°，要求：1）設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)，作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；2）按給定位置作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析（位移、速度、加速度）；3）作滑塊的運(yùn)動(dòng)線圖（s-j，v-j，a-j畫在一個(gè)坐標(biāo)系中）。2、 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的力分析。已知：滑塊所受工作阻力見圖2所示，結(jié)合連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)分析所得的結(jié)果。要求：1）按給定位置確定機(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)副中的反力；2）確定加于曲柄上的平衡力矩Mb，作出平衡力矩曲線。3、 飛輪設(shè)計(jì)已知：機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的許用速度不均勻系數(shù)=0.03，力分析所得平衡力矩Mb ，驅(qū)動(dòng)力矩Med為常數(shù)，飛輪安裝在曲柄軸O2上。要求：確定所需飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JF。4、 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知：凸輪與曲柄共軸，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)見表1。擺動(dòng)從動(dòng)件8的推程、回程運(yùn)動(dòng)規(guī)律均為等加速等減速運(yùn)動(dòng)。要求：1）按許用壓力角確定凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸（基圓半徑ro、機(jī)架lo2o8和滾子半徑rr）。2）繪制凸輪實(shí)際廓線。5、 電機(jī)選型設(shè)計(jì)，確定電動(dòng)機(jī)的額定功率