機械原理課程設(shè)計-壓床機構(gòu)

機械原理設(shè)計報告壓床機構(gòu)設(shè)計專業(yè)班級-姓名學號指導老師壓床機構(gòu)設(shè)計目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"目錄2\o"CurrentDocument"課程設(shè)計的目的和任務(wù)3\o"CurrentDocument"目的3\o"CurrentDocument"任務(wù)3\o"CurrentDocument"機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作原理3設(shè)計方案確定4\o"CurrentDocument"確定傳動機構(gòu)的尺寸5\o"CurrentDocument"機構(gòu)運動分析6\o"CurrentDocument"速度分析（取桿4為水平位置時如圖3）6\o"CurrentDocument"機構(gòu)運動加速度分析：8\o"CurrentDocument"機構(gòu)動態(tài)靜力分析10\o"CurrentDocument"運動仿真11\o"CurrentDocument"凸輪機構(gòu)設(shè)計13設(shè)計數(shù)據(jù)及公式13凸輪及其仿真14\o"CurrentDocument"參考文獻16課程設(shè)計的目的和任務(wù)目的機械原理課程設(shè)計是培養(yǎng)學生掌握機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計能力的技術(shù)基礎(chǔ)課程，它是機械原理課程學習過程中的一個重要實踐環(huán)節(jié)。其目的是以機械原理課程的學習為基礎(chǔ)，進一步鞏固和加深所學的基本理論、基本概念和基本知識，培養(yǎng)學生分析和解決與本課程有關(guān)的具體機械所涉及的實際問題的能力，使學生熟悉機械系統(tǒng)設(shè)計的步驟及方法，其中包括選型、運動方案的確定、運動學和動力學的分析和整體設(shè)計等，并進一步提高計算、分析，計算機輔助設(shè)計、繪圖以及查閱和使用文獻的綜合能力。任務(wù)本課程設(shè)計的任務(wù)是對壓床的機構(gòu)選型、運動方案的確定；對導桿機構(gòu)進行運動分析和動態(tài)靜力分析。應(yīng)用計算機輔助設(shè)計設(shè)計壓床機構(gòu)上的凸輪機構(gòu)。機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作原理壓床機械是由六桿機構(gòu)中的沖頭(滑塊)向下運動來沖壓機械零件的。圖1為其參考示意圖，其執(zhí)行機構(gòu)主要由連桿機構(gòu)和凸輪機構(gòu)組成，電動機經(jīng)過減速傳動裝置(齒輪傳動)帶動六桿機構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)動，曲柄通過連桿、搖桿帶動滑塊克服阻力F沖壓零件。當沖頭向下運動時，為工作行程，沖頭在0.75H內(nèi)無阻力；當在工作行程后0.25H行程時，沖頭受到的阻力為F；當沖頭向上運動時，為空回行程，無阻力。在曲柄軸的另一端，裝有供潤滑連桿機構(gòu)各運動副的油泵凸輪機構(gòu)。F」Fmax0.75H〔L：EIIs.,H一—r(2)沖頭阻力曲線圖(1)機械系統(tǒng)示意圖

lzlz.w\4*/（3）執(zhí)行機構(gòu)運動簡圖圖1壓床機械參考示意圖三.設(shè)計方案確定AF」Fmax0.75H〔L：EIIs.,H一—r(2)沖頭阻力曲線圖(1)機械系統(tǒng)示意圖lzlz.w\4*/（3）執(zhí)行機構(gòu)運動簡圖圖1壓床機械參考示意圖三.設(shè)計方案確定A四桿機構(gòu)（曲柄滑塊機構(gòu)圖a）\-以曲柄為原動件作周轉(zhuǎn)運動，搖桿通過?A連桿與曲柄連接作往復擺動，帶動滑塊上下U\彳主復運動。<r：'、、、X優(yōu)點：①加工制造容易，成本低；②\承載能力較大，使用壽命長；：缺點：①機械效率低；②不適合高速運\動；③機構(gòu)穩(wěn)定性弱"uB六桿機構(gòu)1（圖b）由曲柄搖桿機構(gòu)與搖桿滑塊機構(gòu)串聯(lián)而成。以曲柄為原動件作周轉(zhuǎn)運動，搖桿通過連桿與曲柄連接作往復擺動，帶動滑塊上下往復運動該方案在傳力特性和執(zhí)行件的運動穩(wěn)定性方面比方案A有所改進。優(yōu)點：①能滿足急回運動要求；②以小的力獲得很好的效果；缺點：①結(jié)構(gòu)過于分散，整個機構(gòu)系統(tǒng)所占空間比較大；C六桿機構(gòu)2（圖c）

該六桿機構(gòu)同樣由曲柄搖桿機構(gòu)與搖桿滑塊機構(gòu)串聯(lián)而成，機構(gòu)與方案B的機構(gòu)結(jié)構(gòu)極為相似，不僅滿足運動要求，而且克服了結(jié)構(gòu)緊湊。圖c設(shè)計要求機構(gòu)使用壽命10年，每日一班制工作，載荷有中等沖擊，小批量生產(chǎn)規(guī)模設(shè)計。綜合上述幾個方案的論述，采用方案C更合理。四、確定傳動機構(gòu)的尺寸六桿機構(gòu)桿長設(shè)計數(shù)據(jù)距離x1(mm)距離x2(mm)二離沖頭行程H(mm)上極限角中(°)1下極限角中(°)25019020020012060已知CB=0.5~BO1CD=(0.25-0.35)1CO4，4取長度比例尺口乙=1mm/mm由圖解法得下圖圖2，241顯然《1°4十60，C2O4=/，故是等邊三角形，由幾何當左m口房徂CD=CD,CD//CDCDDCE學知識，易得1122,1122,故四邊形1122是平仃四邊形，故CB=0.5BO1CD=(0.25-0.35)帝44D1D=CC^=OC^=OC^=200由，得BO4=133.33,CB=66.67,，得BO4=133.33,CB=66.67,CD=60從圖中讀取OB=OA+AB=274.8222222，圖3運動分析圖3運動分析￥=212-1，故O2A=62.7,AB=212」.由此可得（單位：mm）O2AABBCBO4CD62.7212.166.67133.3360圖2圖解法求桿長機構(gòu)運動分析1.速度分析（取桿4為水平位置時如圖3）已知：n=100r/min；氣小2"'60=92X2X3.14/60=9.63rad/s逆時針

選取比例尺uv=0.001(m/s)/mm，作速度多邊形圖4圖解法求速度選取比例尺uv=0.001(m/s)/mm，作速度多邊形圖4圖解法求速度pbab=0.01X25.1=0.251m/s=0.01X47.4=0.474m/sVA=⑶2==9.63X0.0627e0.60m/s>V=B>VA+VBA大小?0.60?方向±OB4±O2A±ABD=C+DC大小?V?方向鉛垂±OC±CD

VuS2=VSVuS2=VS3ps2=0.01X39.6mm=0.396m/sVP3=0.01X18.8mm=0.188m/sV=廠—=0.251/0.13333=1.88rad/s（逆時針）o4bVC=wO4C?據(jù)=1.88X°.200=0.376m/sVDC=0（順時針）w券=卜=0.474/0.2121=2.23rad/s（順時針）ABlABwCD=0項目VAVBVCVDVS2VS3w02AwABw04CwCD數(shù)值0.600.2510.3760.3760.3960.1889.632.231.880單位m/sRad/s2.機構(gòu)運動加速度分析:?A=wOA21。戶=9.63X9.63X0.0627=5.81m/s2aA：二3AB21時二2.232X0.2121=1.05m/s2a0/=^OB21BO2=1.882X0.13333=0.47m/s2cD=°CD21CD=0a=an+at=a+at+anB如4BO4ABABA大?。?？"?V?V方向：?B—O_LBOA—O_LBAB—A選取比例尺Ua=0.1(m/s2)/mm，作加速度多邊形圖圖5圖解法求加速度圖5圖解法求加速度pb=0.1X88.2=8.82m/s2tutuaBAt二ab=0.1X59.1=5.91m/s2"UBO4an2b"UBO4a*c；?'dc=。。廣『=1.8位罰200=0.7血八244u，2=ps2=0.1X72.9=7.29m/suS3=ps3=0.1X3.5=0.35m/s2=a2疽/1=5.91/0.2121=27.9rad/s2（逆時針）BAAB（順時針）=a，/1=8.81/0.13333=66.08rad/s23BO4=a2（順時針）項目aaaaaaaaABCDS2S323數(shù)值5.818.820.710.717.290.3527.966.08單位m/s2rad/s2機構(gòu)動態(tài)靜力分析項目M3M4M6FrmaxJs3Js4方案I74603638000.380.3單位NKg.m2各構(gòu)件的慣性力，慣性力矩:F3=M3*as=74X7.29=539.46N（與as方向相同）F4=M4*as=60X0.35=21N（與as方向相反）F6=M6*aD=36X0.71=25.56N（與aD方向相反）MI3二Js3*a=0.38X27.9=10.60N.m（順時針）MI4二Js4*a=0.3X66.08=19.82N.m（逆時針）hg2=MI3/F3=10.60/539.46=19.65mmhg3=MI4/F4=19.82/21=943.81mm項目Fg2Fg3Fg5MI2MI3MbRn63Rt63數(shù)值325.89152.92158.483.083.8613.42492.8265.10

單位NN.mN運動仿真仿真原文件見電子版文件夾“ydfz”建模（按比例1：1建立仿真模型）連桿（分析桿件之間關(guān)系，確定連桿）建立運動副（確定原動件，設(shè)置驅(qū)動）解決方案圖6仿真模型求解圖6仿真模型圖7滑塊位移-時間表tiuakua.qshuilu圖8滑塊加速度-時間表圖9滑塊速度-時間表puondbngiionshudu圖11曲柄加速度-時間表凸輪機構(gòu)設(shè)計1.設(shè)計數(shù)據(jù)及公式項目動件最大升程H許用壓力角[a]推程運動角50遠休止角5s回程運動角5，0從動件運動規(guī)律單位mm(0)等加等減數(shù)據(jù)2030751075根據(jù)等加等減的運動規(guī)律及凸輪設(shè)計數(shù)據(jù)，擬定基圓半徑為100mm，偏心距為0滾子半徑為10mm。在推程過程中：當00<6<37.5。,有S=2打62/502該過程為加速推程段當750>6>=37.50,s=h-2^(50-5))/502,該過程為減速推程段在回程過程中：當00<6<37.50,s=h—2h52/5'02該過程為等加速回程段，當750>6>=37.50,s=2h(50-52)/5'02該過程為減等速回程段,

x=(r+s)sin5又由y=(r+s)cos5凸輪及其仿真2.凸輪仿真原文件見電子版文件夾"tulun”Value_alt+37.537.5a2t+37.5+37.575a3t+10+75S5_a4t+37.5+05122.5_a5t+37.5+122.5160_a6t+200+160360pl200pl900p2600_p3300p4000p4700圖12凸輪設(shè)計表達式一14p48101015sO100100ISsi40平(al)^2/(sli)^21017sli757518_s220-40^((sli)-a2)^2/(Ni.)涉2019s3202020s420-40=1=(a4~(s4j))"Z/fsii)"21021s4i757522s4j058523s540((s41)~a5+(s4：j))"Z/Csii)"2024：s60025■t112&婦(角0)+(si))^sin(al)66.9637627((s0)+(s2)i^sintaZ)115.911128s3((s0)+(s3))^sin(a3)119.543429s4((sO)+(s4))*min(a4)92.7730630((sO)+(s5))^sin(a5)34.2020131((wU)十(s6))^sln(a&)-4.7E-1332yl((sO)+(si)J^cos(al)07.2688733y2((s0)+(s