壓床機(jī)構(gòu)綜合

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：壓床機(jī)構(gòu)綜合班級(jí)： 機(jī)械工程 系 機(jī)電2班設(shè)計(jì)學(xué)生：吳燕學(xué)號(hào)：指導(dǎo)老師：溫亞蓮目錄第一章 設(shè)計(jì)題目.31.1 題目的簡介.31.2 設(shè)計(jì)目的 .31.3 設(shè)計(jì)條件及要求.4第二章 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .4 2.1功能原理設(shè)計(jì).42.2 設(shè)計(jì)方案.52.3設(shè)計(jì)數(shù)據(jù).5第三章 數(shù)值的計(jì)算.63.1曲柄滑塊機(jī)構(gòu).6 3.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu).83.3兩機(jī)構(gòu)組合.10 第四章 鍛壓受力分析與沖頭選材.10 第五章 壓床機(jī)構(gòu)中位置、速度、加速度的圖像. 12 第六章 電動(dòng)機(jī)與減速傳動(dòng)裝置.14 6.1減速裝置.15 第七章 三維仿真.15 7.1機(jī)構(gòu)整體效果簡圖.15 7.2電動(dòng)機(jī)

2、與皮帶傳動(dòng)裝置.16 7.3沖槽設(shè)計(jì).16 7.4沖頭設(shè)計(jì).17 第八章 參考文獻(xiàn).18 第1章 設(shè)計(jì)題目1.1設(shè)計(jì)題目簡介壓床六桿機(jī)構(gòu) 壓床是應(yīng)用廣泛的鍛壓設(shè)備，用于鋼板矯直、壓制零件等。下圖所示為某壓床的運(yùn)動(dòng)示意圖。電動(dòng)機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器帶動(dòng)三級(jí)齒輪(、)減速器將轉(zhuǎn)速降低，帶動(dòng)沖床執(zhí)行機(jī)構(gòu)（六桿機(jī)構(gòu)ABCDEF）的曲柄AB轉(zhuǎn)動(dòng)，六桿機(jī)構(gòu)使沖頭5上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)沖壓工藝。某壓床的運(yùn)動(dòng)示意圖1.2設(shè)計(jì)目的：機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是高等工業(yè)學(xué)校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生第一次較全面的機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析與設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，是本課程的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。其基本目的在于：（）進(jìn)一步加深學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決有關(guān)本課

3、程實(shí)際問題的能力。（）使學(xué)生對于機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的分析設(shè)計(jì)有一較完整的概念。（）使學(xué)生得到擬定運(yùn)動(dòng)方案的訓(xùn)練，并具有初步設(shè)計(jì)選型與組合以及確定傳動(dòng)方案的能力。（）通過課程設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高學(xué)生運(yùn)算、繪圖、表達(dá)、運(yùn)用計(jì)算機(jī)和查閱技術(shù)資料的能力。為了綜合運(yùn)用機(jī)械原理課程的理論知識(shí)，分析和解決與本課程有關(guān)的實(shí)際問題，使所學(xué)知識(shí)進(jìn)一步鞏固和加深，我參加了此次的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)。1.3設(shè)計(jì)條件及要求：機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是對機(jī)械的主體機(jī)構(gòu)（連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)以及其他機(jī)構(gòu)）進(jìn)行設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)態(tài)靜力分析，并根據(jù)給定機(jī)器的工作要求，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)凸輪、齒輪；或?qū)Ω鳈C(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。要求學(xué)生根據(jù)

4、設(shè)計(jì)任務(wù)，繪制必要的圖紙，編寫說明書。首先確定壓床的機(jī)構(gòu)原理及有關(guān)數(shù)據(jù)，制定多套運(yùn)動(dòng)方案。再查閱相關(guān)資料，通過精確的計(jì)算和運(yùn)用相關(guān)應(yīng)用軟件（例如CAXA，Solidworks，ADAMS等造型、分析軟件）進(jìn)行運(yùn)動(dòng)模擬，對設(shè)計(jì)題目進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)仿真，最后在多方面的考慮下確定一套方案并完成整套課程設(shè)計(jì)說明書。第2章 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1功能原理設(shè)計(jì)：壓床六桿機(jī)構(gòu)通常情況下，一部的機(jī)器需要通過電機(jī)帶動(dòng)一系列復(fù)雜的機(jī)構(gòu)使其正常運(yùn)轉(zhuǎn)，這其中涉及到很多簡單且基本的機(jī)械機(jī)構(gòu)。當(dāng)然，也可以直接通過電機(jī)帶動(dòng)整部機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)，這完全取決于機(jī)器所需完成的工作以及設(shè)計(jì)該機(jī)器時(shí)所面臨的種種實(shí)際情況。2.2設(shè)計(jì)方案：此壓床六

5、桿機(jī)構(gòu)由一個(gè)小型交流電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，通過一曲柄連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)鍛壓。以電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，通過皮帶輪降速，將動(dòng)力傳給曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，精簡了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在這樣一種構(gòu)件組的設(shè)計(jì)中，它能夠給被鍛壓物件提供瞬間的高強(qiáng)度沖擊力，使鍛造容易進(jìn)行。當(dāng)然它的缺點(diǎn)是，機(jī)構(gòu)比較笨重，在沖頭抬升過程中，慣性不大時(shí)會(huì)影響運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行。 2.3設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)： 六桿機(jī)構(gòu)的中心距、壓床阻力曲線圖，構(gòu)件3的上、下極限位置角、，滑塊5的行程H，比值、，曲柄轉(zhuǎn)速以及沖頭所受的最大阻力等列于數(shù)據(jù)表。六桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)(mm)(mm)(mm)()()H(mm)(rpm)（KN）70200310601202100.50.25909第3章 數(shù)值的計(jì)算3.1

6、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)將該壓床機(jī)構(gòu)分開，只對l3、l4以及固定鉸D和滑塊F分析，將圖順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90，以方便分析，并建立坐標(biāo)系。為方便研究，在這里將固定鉸D改為A，將滑塊F改為C，將鉸鏈E改為C，AB即l3，BC即l4。坐標(biāo)建立：x軸過A點(diǎn)，y軸過電動(dòng)機(jī)圓心點(diǎn)，即已確定A的坐標(biāo)為(310,0)。當(dāng)C運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)處取B2、C2，運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)取B1、C1。對AB1C1： 已知數(shù)據(jù)： 聯(lián)立以上各式，并將、均用表示，得對AB2C2： 已知數(shù)據(jù)： 聯(lián)立以上各式，并將、均用表示，得又聯(lián)立得代入式檢驗(yàn)： 可得根據(jù)得來的數(shù)據(jù)，可確定擺動(dòng)桿的具體位置以及運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從而也進(jìn)一步確定了以及滑塊C1的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。3.2鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)

7、現(xiàn)重新設(shè)置符號(hào)，將主動(dòng)件旋轉(zhuǎn)圓心定為A點(diǎn)，將的固定端設(shè)為D點(diǎn)，從動(dòng)件有AB，CD。當(dāng)擺置時(shí)，與重合時(shí)，B在B1處。與展開連成一條直線時(shí)，B在B2處。此時(shí)，曲柄所在的兩個(gè)位置所夾的銳角就是極位夾角。對AB1C1D分析：已知A(0,70) D(310,0)連接AD，由勾股定理知：再求得對AC1D，由余弦定理：其中再對系統(tǒng)分析：其中3.3兩種機(jī)構(gòu)組合、求得之后，再加上前面的數(shù)據(jù)，就可根據(jù)算出的尺寸，繪制一幅精確地平面六桿壓床機(jī)構(gòu)簡圖。這便是一個(gè)精確的平面六桿壓床機(jī)構(gòu)簡圖，其中，第4章 鍛壓受力分析與沖頭選材壓床阻力曲線圖根據(jù)題設(shè)的壓床阻力曲線圖來分析鍛壓運(yùn)動(dòng)。當(dāng)沖頭在工作行程中降落到距離最低位置時(shí)開

8、始鍛壓物體，此時(shí)便受到反向且不斷加強(qiáng)的沖擊應(yīng)力。當(dāng)沖擊應(yīng)力達(dá)到峰值時(shí)，便表示已鍛壓到最低位置，隨即進(jìn)入返回行程?，F(xiàn)在只研究沖頭在位置到位置0時(shí)對物體的沖擊力分析： 其中而與H的數(shù)值已給定，代入得而 可見沖擊加速度與沖頭的質(zhì)量、底面積和下降高度有關(guān)，只要對沖頭的質(zhì)量和底面積進(jìn)行設(shè)計(jì)就可以正常運(yùn)行，并且給物體帶以較強(qiáng)的沖擊加速度。沖頭采用硬質(zhì)鎢鋼CD650，常用于車床刀具、沖擊鉆鉆頭、玻璃刀刀頭、瓷磚割刀之上，堅(jiān)硬不怕退火，但質(zhì)脆。屬于稀有金屬之列. 硬質(zhì)合金具有硬度高、耐磨、強(qiáng)度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能，特別是它的高硬度和耐磨性，即使在500的溫度下也基本保持不變，在1000時(shí)仍

9、有很高的硬度。第5章 壓床機(jī)構(gòu)中位置、速度、加速度的圖像 根據(jù)對運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的仿真，可以得到機(jī)構(gòu)的位移、速度、加速度圖像圖5.1機(jī)構(gòu)的位移圖像圖5.2機(jī)構(gòu)的速度圖像圖5.3機(jī)構(gòu)的加速速的圖像第6章 電動(dòng)機(jī)與減速傳動(dòng)裝置電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速要盡量小，因?yàn)轭}設(shè)轉(zhuǎn)速要求只有n=90 r/pm，選擇電動(dòng)機(jī)后還應(yīng)考慮減速?，F(xiàn)采用皮帶輪降速的辦法，將動(dòng)力傳給曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。經(jīng)綜合考慮，選擇一小型交流電動(dòng)機(jī)。品牌:ABB 產(chǎn)品類型:三相異步電動(dòng)機(jī) 型號(hào):QA71M4B 極數(shù):4極 額定功率:0.37KW 額定電壓:380（V） 額定轉(zhuǎn)速:1385（rpm）設(shè)電動(dòng)機(jī)所接皮帶輪半徑為，曲柄搖桿所接皮帶輪半徑為R、轉(zhuǎn)速，故

10、有，代入數(shù)據(jù)得,根據(jù)實(shí)際尺寸選擇且。6.1減速設(shè)備傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中設(shè)計(jì)了減速設(shè)備：接曲柄第7章 三維仿真決定采用SolidWorks（2009）進(jìn)行繪畫仿真，這對SolidWorks的入門和進(jìn)一步學(xué)習(xí)也是很大的動(dòng)力作用。需要注意的問題是，仿真過程中要采用合理適當(dāng)?shù)某叽?，且對輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)要有鍵連接。另外作為該軟件的初學(xué)者，在繪制過程中不免遇到非常多的困難，這就需要一種不怕困難，迎刃而上的勇氣和毅力！7.1機(jī)構(gòu)整體效果簡圖7.2電動(dòng)機(jī)與皮帶傳動(dòng)裝置7.3沖槽設(shè)計(jì)：槽口尺寸，在沖床板距離的高度截止。沖槽最高面必須高過沖頭大部分所上升到的最高處，但也略低于沖頭頂面所上升到的最高處。7.4沖頭設(shè)計(jì)：整體尺寸，孔

11、半徑5，孔軸心距底面20，頂面圓角邊緣半徑1，這樣的設(shè)計(jì)保證沖頭在下降到最低處時(shí)不至于脫離沖槽。第七章 心得體會(huì)“世上無難事，只要肯登攀。”是我在課程設(shè)計(jì)中最深刻的體會(huì)，無論怎么說，課程設(shè)計(jì)雖說很難，但是只要自己認(rèn)真去做，去思考分析，平時(shí)還要多問多請教，再難的事也能做好。第二點(diǎn)很重要的是，一定要勤快點(diǎn)，克服人類最大的弱點(diǎn)懶惰。要有恒心，有耐力，且堅(jiān)定自己的信念，就一定能成功，至少也盡了最大的努力。第三，壓力也是非常重要的，有壓力才有動(dòng)力，在壓力的作用下就能催生讓人滿意的效果，這一點(diǎn)我也頗有感觸。特別是這次的課程設(shè)計(jì)，我第一次開始學(xué)習(xí)并使用了三維軟件制圖，深知這類軟件在未來工程應(yīng)用中也是非常廣泛的。在以后的學(xué)習(xí)中，我還要加強(qiáng)對各種工程軟件的培養(yǎng)。在此感謝導(dǎo)師對我的指導(dǎo)和解疑，感謝所有老師同學(xué)對我的監(jiān)督和支持！第八章 參考資料【1】馮鑒 何俊 雷志翔.機(jī)械原理M. 成都： 西南交通大學(xué)出版社，2008年8月【2】孫恒 陳作模 葛文杰.機(jī)械原理（第七版）M. 北京： 高等教育出版社，2006年5月【3】王三民 李建華 袁茹（西北工業(yè)大學(xué)）.機(jī)械原理與課程設(shè)計(jì)M. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，2004年【4】陳作模 主編 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室 編.機(jī)械原理學(xué)習(xí)指南（第七版）M