機械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計任務(wù)書

本文格式為Word版，下載可任意編輯——機械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計任務(wù)書XX聯(lián)合大學(xué)《機械基礎(chǔ)綜合設(shè)計》任務(wù)書

題目一壓床的設(shè)計與分析

一、設(shè)計題目

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，其中六桿機構(gòu)ABCDEF為其執(zhí)行機構(gòu)。圖中電動機經(jīng)帶傳動，帶動二級圓柱齒輪減速器（Z1—Z2、Z3—Z4）將轉(zhuǎn)速降低，然后帶動曲柄1轉(zhuǎn)動，再經(jīng)六桿機構(gòu)使滑塊5上下往復(fù)運動，實現(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)動油泵向連桿機構(gòu)的各運動副供油。

工作條件：連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作時有微弱沖擊，使用期限為10年，小批量生產(chǎn)，單班制工作。

圖1壓床機構(gòu)

二、設(shè)計數(shù)據(jù)

表1已知數(shù)據(jù)題號連桿機構(gòu)的設(shè)計及運動分析力分析及飛輪轉(zhuǎn)動慣量的確定h1(mm)h2(mm)h3(mm)

150140220260170200370200310452801105508511264868115747721188467612094982122104566125?3?=60°，?3??=120°，lCE/lCD=0.5，lEF/lDE=0.25(給定最小傳動角，確定偏距h2)H(mm)n1(r/min)工作阻力Frmax(N)150100400060403021809070006040550.640.200.111832°60°30°80°等加速等減速余弦210120110008242801.350.300.121934°65°35°75°正弦等加速等減速1909550007040300.80.250.11635°60°25°85°余弦正弦16011055007242500.70.350.111530°55°30°80°等加速等減速余弦16511560008444601.00.180.121732°60°35°75°正弦等加速等減速17010565007646450.90.200.11834°65°25°85°余弦正弦17512570007848550.780.300.111935°60°30°80°等加速等減速余弦18012075007646650.750.250.121630°70°35°75°正弦等加速等減速18511080008242500.850.350.091532°60°30°74°正弦正弦BC桿質(zhì)量m2(kg)DE桿質(zhì)量m3(kg)滑塊質(zhì)量m5(kg)曲柄AB轉(zhuǎn)動慣量JS1(kg·m)20.820.180.11730°55°25°85°余弦正弦BC桿的轉(zhuǎn)動慣量J(kg·m)S2不均勻系數(shù)[?]從動件行程h許用壓力角[?]凸輪遠休止角?s機構(gòu)?回程運動角?0設(shè)計推程運動規(guī)律回程運動規(guī)律推程運動角?0注：構(gòu)件2、3的質(zhì)心均在各桿的中點處，滑塊5的質(zhì)心在滑塊的中心，曲柄AB的質(zhì)心在A點，不計其余構(gòu)件的質(zhì)量及轉(zhuǎn)動慣量。三、設(shè)計任務(wù)1、平面連桿機構(gòu)的設(shè)計及運動分析

已知：滑塊行程H，構(gòu)件3的上、下極限角ψ3″、ψ3′，比值lCE/lCD、lEF/lDE，尺寸h1、h2、h3，曲柄轉(zhuǎn)速n1。

要求：1）設(shè)計各構(gòu)件的運動尺寸，作機構(gòu)運動簡圖；

2）按給定位置（見第四部分）作機構(gòu)的速度和加速度多邊形；3）作滑塊的運動線圖（s—?，v—?，a—?畫在一個坐標(biāo)系中）；

4）給出實現(xiàn)鍛壓要求的執(zhí)行機構(gòu)的其他運動方案簡圖，并進行對比分析。

2、平面連桿機構(gòu)的力分析

已知：滑塊所受工作阻力見圖2所示，以及任務(wù)1中連桿機構(gòu)設(shè)計和運動分析所得的結(jié)果，不考慮摩擦。

要求：1）按給定位置確定機構(gòu)各運動副中的反力；

2）確定加于曲柄上的平衡力矩Mb。

3、飛輪設(shè)計

已知：機器運轉(zhuǎn)的許用速度不均勻系數(shù)［δ］，力分析所得平衡力Mb，驅(qū)動力矩Md為常數(shù)，飛輪安裝在曲柄軸A上。

要求：確定飛輪的轉(zhuǎn)動慣量JF。4、凸輪機構(gòu)設(shè)計

?，已知：從動件行程h，偏距e，許用壓力角［α］，推程運動角?0，遠休止角?s，回程運動角?0從動件運動規(guī)律見表1，凸輪與曲柄共軸。要求：

1）按許用壓力角［α］確定凸輪機構(gòu)的基本尺寸，選取滾子半徑rr；2）繪制凸輪實際廓線。5、確定電動機的轉(zhuǎn)速及功率6、聯(lián)軸器的選擇

7、設(shè)計該機器的傳動裝置1）帶傳動的設(shè)計2）減速器的設(shè)計

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)計說明書，包括設(shè)計任務(wù)、設(shè)計參數(shù)、設(shè)計計算過程等。四、設(shè)計指導(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應(yīng)的曲柄位置作為起始位置6?，按曲柄轉(zhuǎn)向，將曲柄圓周作十二等分，得12個曲柄位置；另外再作出滑塊在下極限位和距下極限為H/4時所對應(yīng)的曲柄位置1、和5′，每個同學(xué)取其中的三個點進行分析。

2）給定位置的機構(gòu)簡圖、機構(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、機構(gòu)輸出構(gòu)件的運動線圖等合繪在另一張圖上。

3）傳動裝置的設(shè)計見《機械設(shè)計課程設(shè)計》教材。

圖2滑塊阻力曲線圖3曲柄位置圖

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題目二插床的設(shè)計分析

一、設(shè)計要求

插床是用插刀加工工件表面的機床。常用于加工鍵槽，加工時，插刀往復(fù)運動為主運動，工件的間歇移動或間歇轉(zhuǎn)動為進給運動，直線運動(縱、橫向)和圓周運動的工作臺不允許三項同時進行。本設(shè)計的原動機采用一臺電動機，執(zhí)行機構(gòu)包括插削機構(gòu)及進給機構(gòu)。

設(shè)計要求：

(1)插削機構(gòu)實現(xiàn)插削加工，插削過程插刀應(yīng)盡可能等速。插刀行程見表1。刀具向下運動為切削行程，刀具向上運動為空回行程，行程速比系數(shù)見表1。在切削行程H中，前后各有一段0.05H的空刀距離，見圖1。進給機構(gòu)實現(xiàn)工件的進給動作，這兩個機構(gòu)要求運動協(xié)調(diào)。

(2)插刀每分鐘往復(fù)次數(shù)見表1。

(3)切削力F為常數(shù)，最大切削力見表1。刀具向上運動時為空回行程，無阻力。

(4)插刀切削受力點距滑枕導(dǎo)路線距離見表1，工作臺面離地平面高度為550mm左右。(5)工作條件：年工作日為300天，兩班倒，有微弱沖擊，傳動比誤差小于?5%。二、方案設(shè)計

插床機械系統(tǒng)傳動方案可自行設(shè)計，亦可參考圖2所示方案。原動機采用一臺電機；傳動裝置采用V帶傳動和二級齒輪減速器；執(zhí)行機構(gòu)運動如圖3所示，插削機構(gòu)采用導(dǎo)桿機構(gòu)，工作臺進給機構(gòu)選擇凸輪機構(gòu)。曲柄2轉(zhuǎn)動，再通過導(dǎo)桿機構(gòu)使裝有刀具的滑塊6沿導(dǎo)路y-y作往復(fù)運動，以實現(xiàn)刀具的切削運動。

聯(lián)軸器凸輪機構(gòu)導(dǎo)桿機構(gòu)C1B3O12O24A

圖1沖頭阻力曲線圖2機械系統(tǒng)示意圖

圖3插床執(zhí)行機構(gòu)運動簡圖

三、設(shè)計數(shù)據(jù)

表1給出了部分執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計計算所需的數(shù)據(jù)，僅供參考。

表1執(zhí)行機構(gòu)部分設(shè)計數(shù)據(jù)題號桿插削次數(shù)/min機插刀行程H(mm)構(gòu)曲柄lO2A(mm)參行程速比系數(shù)K數(shù)導(dǎo)桿機構(gòu)動態(tài)靜力分析凸輪機構(gòu)設(shè)計參數(shù)150100651.6249115701.7350120751.8452125801.9550130852.0648135682.0747140721.7846136761.8949128821.91045112661.8最大切削力850096001080090001010092008200980088009200Fmax(N)100105108110112115118120122125力臂d(mm)滑塊6質(zhì)量m640506060506045556550(kg)20202220222426282622導(dǎo)桿質(zhì)量m4(kg)導(dǎo)桿4質(zhì)心轉(zhuǎn)動1.11.11.21.21.21.31.21.11.21.2慣量Js4(kg·m2)注：滑塊質(zhì)心在C點，導(dǎo)桿質(zhì)心位于AO1范圍內(nèi)，與搖擺中心間的距離lO2S1?20mm，其余構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量忽略不計，不計摩擦。從電動機到曲柄軸傳動系統(tǒng)的等效轉(zhuǎn)動慣量(設(shè)曲柄為等效構(gòu)件)為18kg·m2。從動件最大擺角20°20°20°20°20°20°20°20°20°20°?max從動件桿長lO8D(mm)許用壓力角[?]推程運動角?0遠休止角?s回程運動角?0?12540°60°10°60°13538°70°10°70°13042°65°10°65°12245°60°10°60°12343°70°10°70°12444°75°10°75°12641°65°10°65°12840°60°10°60°13042°72°10°72°13245°74°10°74°四、設(shè)計任務(wù)1、連桿機構(gòu)的設(shè)計及運動分析已知：設(shè)計參數(shù)見表1。要求：

1）根據(jù)給定的數(shù)據(jù)采用圖解法或解析法設(shè)計連桿機構(gòu)，作機構(gòu)運動簡圖，其中，連桿按下式確定，lBC=(0.5～0.6)lBO1；電動機軸與曲柄軸O2平行，導(dǎo)桿機構(gòu)的最小傳動角不得小于60°。

2）運動分析及加速度分析。(按給定位置作機構(gòu)的速度和加速度多邊形；)3）作滑塊的運動線圖（s-?，v-?，a-?畫在一個坐標(biāo)系中）。2、導(dǎo)桿機構(gòu)的動態(tài)靜力分析。

已知：滑塊所受工作阻力見圖1所示，結(jié)合連桿機構(gòu)設(shè)計和運動分析所得的結(jié)果。要求：1）按給定位置確定機構(gòu)各運動副中的反力；

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

已知：機器運轉(zhuǎn)的許用速度不均勻系數(shù)［δ］=0.03，力分析所得平衡力矩Mb，驅(qū)動力矩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)動慣量JF。4、凸輪機構(gòu)設(shè)計

已知：凸輪與曲柄共軸，設(shè)計數(shù)據(jù)見表1。搖擺從動件8的升、回程運動規(guī)律均為等加速等減速運動。要求：

1）按許用壓力角［α］確定凸輪機構(gòu)的基本尺寸（基圓半徑ro、機架lo2o8和滾子半徑rr）。2）繪制凸輪實際廓線。

5、電機選型設(shè)計

若傳動系統(tǒng)方案采用圖2方案，則考慮零件傳動效率，根據(jù)計算的平衡力矩，確定電機型號（參見《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》附錄），無特別需要，可選用Y系列三相交流異步電動機，要求：給定電機的額定功率和滿載轉(zhuǎn)速。6、傳動裝置設(shè)計計算（參見《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》）

根據(jù)切削次數(shù)要求以及電機額定參數(shù)