機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)-壓床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

1、相品用口"-壓床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)說明書院系：機(jī)電工程學(xué)院 班級(jí)：機(jī)械XXX班 學(xué)號(hào)：姓名：指導(dǎo)老師：相品用。3目錄錯(cuò)品用。*一、設(shè)計(jì)題目壓床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)二、工作原理壓床機(jī)械是由六桿機(jī)構(gòu)中的沖頭（滑塊）向下運(yùn)動(dòng)來沖壓機(jī)械零件的。圖 1 為其參考示意圖，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由連桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)組成， 電動(dòng)機(jī)經(jīng)過減速 傳動(dòng)裝置（齒輪傳動(dòng)）帶動(dòng)六桿機(jī)構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄通過連桿、搖桿帶動(dòng)滑塊 克服阻力F沖壓零件。當(dāng)沖頭向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，為工作行程，沖頭在0.75H內(nèi)無阻力； 當(dāng)在工作行程后0.25H行程時(shí)，沖頭受到的阻力為F;當(dāng)沖頭向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，為空 回行程，無阻力。在曲柄軸的另一端，裝有供潤滑連桿機(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)副的油泵

2、凸輪 機(jī)構(gòu)。三、設(shè)計(jì)要求電動(dòng)機(jī)軸與曲柄軸垂直，使用壽命 10年，每日一班制工作，載荷有中等沖 擊，允許曲柄轉(zhuǎn)速偏差為土 5%。要求凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角應(yīng)在許用值a之 內(nèi)，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律見設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，執(zhí)行構(gòu)件的傳動(dòng)效率按0.95計(jì)算，按小批量生產(chǎn)規(guī)模設(shè)計(jì)。四、原始數(shù)據(jù)見下表導(dǎo)桿 機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng) 分析轉(zhuǎn)速 n2 (r/min)95距離xi (mm)50距離X2 (mm)140距離y (mm)160沖頭行程H (mm)150上極限角i (° )120下極限角2(° )60導(dǎo)桿 機(jī)構(gòu) 動(dòng)態(tài) 靜力 分析工作阻力FmaX(N)4300連桿3質(zhì)量ms (kg)60連桿3質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Js3 (

3、kg m2)0.21滑塊6質(zhì)量m> (kg)34搖桿4質(zhì)量ms (kg)40搖桿4質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Js4 (kg - m2)0.2凸輪 機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì)從動(dòng)件最大升程H20從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律余弦許用壓力角30°推程運(yùn)動(dòng)角060°遠(yuǎn)休止角s10°回程運(yùn)動(dòng)角 060°五、內(nèi)容及工作量1、根據(jù)壓床機(jī)械的工作原理，擬定執(zhí)行機(jī)構(gòu)(連桿機(jī)構(gòu))，并進(jìn)行 機(jī)構(gòu)分析。2、根據(jù)給定的數(shù)據(jù)確定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸，lCB=0.5lBO4, 1cd=(0.250.35)lco4要求用圖解法設(shè)計(jì)，并將設(shè)計(jì)結(jié)果和步驟寫在設(shè)計(jì)說明書中。3、連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析。分析出滑塊6的位移、速度、加速度及搖

4、 桿4的角速度和角加速度。4、連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析。求出最大平衡力矩和功率。5、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)所給定的已知參數(shù)，確定凸輪的基本尺寸(基 圓半徑、偏距e和滾子半徑rr),并將運(yùn)算結(jié)果寫在說明書中。畫出凸 輪機(jī)構(gòu)的實(shí)際廓線。6、編寫設(shè)計(jì)說明書一份。應(yīng)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。六、設(shè)計(jì)計(jì)算過程1.壓床執(zhí)行機(jī)構(gòu)(六桿機(jī)構(gòu))的設(shè)計(jì)根據(jù)給定的數(shù)據(jù)，利用autocad繪制出當(dāng)搖桿擺到兩極限位置時(shí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 （圖 3）。圖3搖桿擺到兩極限位置時(shí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖由圖3可知，因?yàn)镈Di 150（即壓頭的行程H），而三角形CGO4為等邊三角形,可推出四邊形CCiDiD為平行四邊形，則CO4

5、C1O4 CCi DD1 150則 CD 0.35CO4 52.5,由 CB 0.5BQ ,則 BO4 10050 0 -tan O2O4E - 0.3125,則 O2O4E 17.4, B1O4O2 42.6160,1 4 2在三角形 QQE中，QO4 (4C2 16(2) 165,由COS BO4O2222(BO4QO4BQ )2BO4 O2O4得出B1O2=113.7,同理可得BO2 =210.8,所以02 AO2BO2B1248.55, AB 02A O2B1 1623,100所以得到四條桿長02A =48.55, AB =162.3, BO4OA(4C2 1602) 165利用上述求

6、得的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)各桿的長度，利用一款四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析軟件(圖4),輸入四桿的桿長后可以得到：行程速比系數(shù)K=(1800+ )/(1800-)得，K=1.105,搖桿的擺角 =60°。圖4四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析圖5搖桿的角位移曲線圖6搖桿的角速度曲線圖7搖桿的角加速度曲線下面分析當(dāng)搖桿分別擺到兩極限位置時(shí)，滑塊的速度及加速度。原始數(shù)據(jù)要求，桿件2的轉(zhuǎn)速n=80r/min,則其角速度w1為：80* 2* 兀qqw1 = rad/s=8.38 rad/s60點(diǎn) A 的線速度 V a = wi l oa =0.41 m/s用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法作出以下兩個(gè)位置的速度多邊形和加速度多邊形(1)上極

7、限位置1)此時(shí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如圖8所示。14-0圖8搖桿擺到上極限位置時(shí)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖2）速度分析Va = Vb+Vab因?yàn)?Vb=0,所以 Va= Vab =0.41m/s方向垂直 02 A3）加速度分析aB = a n b + a t b = a a + a n ba + a t ba方向 V V V V V大小0?，?a A = w12 l 0A =8.38 2*48.55mm/s2 =3.41m/s 2 xOa BA = V 2ba/1 ab=1.04 m/s 2測得<a=500,<b=400所以 at b *cosb= a A + a n bat b =5.81 m/s 2

8、所以 a B =5.81 m/s又因?yàn)?aB /a c=BQ/CO4=0.67所以 aC =8.67 m/s 2 c測出<2=600,<1=710-600=11 0錯(cuò)品用。*對(duì) y 軸投影得：0=-aCsin<1 + a t D C sin<2對(duì) x 軸投影得：aD= a C cos<1 + a t DCcos<2 解得 at dc =1.91 m/s 2 a D =9.47 m/s(2)下極限位置1)此時(shí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如圖9所示。圖9搖桿擺到下極限位置時(shí)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖2）速度分析V A ' = V B ' +V B ' A '

9、因?yàn)閂bB , A =0.41m/s方向垂直3）加速度分析+ a n B'A'大小0?，?aA=w12 l 0A =8.38 2*48.55mm/s2=3.4im/s2 xOanBA = v2ba/i AB=1.04 m/s2測得 <1=120 <2=12 0所以，向y軸投影，有：-at B , *cos<1= a得：at B ' =-2.42.m/s 2所以 a B' =-2.42 m/s 2又因?yàn)?a B' /a C' =B' O4/C' O4=0.67所以 aC,=-3.62 m/s 2a d '

10、= a C' + a n d 'C' + a t d 'C方向 、大小 ?X對(duì)x軸投影：a D cos30= a C ' + atCD 'C對(duì)y軸投影：-aD ' sin30=0解得 a D ' =0 m/s 2t D 'C,=3.62 m/s 22.設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線，確定凸輪基本尺寸 (1)余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其推程時(shí)的速度方程為V=兀hwsin(冗/ o)/ (2 0)回程時(shí)的速度方程為V=-兀 hwsin(兀 / o)/ ( 2 o)(2)確定基圓半徑相品用。3由BE=OP=V/W到許多Bi Ei的值，它們等于與新建

11、中心軸的距離，再用光滑的曲線連接各斷點(diǎn)，基圓半徑為凸輪最低點(diǎn)與兩邊極限直線夾角的交點(diǎn)的連線長度 具體過程：凸輪推程時(shí)，BE=OP=V/W=V=hsin（兀 / o）/ （2。），則當(dāng) 二0、70 時(shí)，BE=0當(dāng) =7 時(shí)，BE=7.9當(dāng) 二14 時(shí)，BE=15.1當(dāng) =21 時(shí)，BE=20.8當(dāng) =28 時(shí)，BE=24.5當(dāng) =35 時(shí)，BE=25.7當(dāng) =42時(shí)，BE= 24.5當(dāng) =49 時(shí)，BE=20.8同理，凸輪回程時(shí)，BE=OP=V/W-九 hsin（兀/ '。）/ （ 2 。）當(dāng) =0、60° 時(shí)，BE=0當(dāng) =6 時(shí)，BE=9.3當(dāng) =12 時(shí)，BE=17.6當(dāng)

12、 =18 時(shí)，BE=20.9當(dāng) =24 時(shí)，BE=28.5當(dāng) =30 時(shí)，BE=30當(dāng) =36 時(shí)，BE=28.5當(dāng) =42 時(shí)，BE=20.9最后繪制出圖形，測得基圓半徑為 r 0 =39.54mm由確定基圓半徑的公式r0, （ds/d e）/tan s2 e2代入一個(gè)特殊值，得出兩個(gè)式子：r206（義e） -2 e2,2及r2。.3（e） h2 e2由兩式相減得e=7.7 mm 利用幾何法繪制凸輪輪廓曲線步驟：1）根據(jù)基圓半徑和偏心距畫出部分。2）將基圓的一部分70°角五等分，作為推程的部分，再以10°和60。分別畫 遠(yuǎn)休和回程的部分。3）再過各等分線與基圓的交點(diǎn)做該偏

13、置圓的切線。4）利用反轉(zhuǎn)法原理畫該凸輪的輪廓曲線。5）畫滾子半徑圓（圓心繞著凸輪的工作輪廓線）。R1=0.2 r0=7.9mm。六、設(shè)計(jì)總結(jié)與體會(huì)對(duì)于機(jī)械原理，我對(duì)其一直表示很害怕，因?yàn)槲衣爩W(xué)長學(xué)姐說機(jī)械原理這門課很難學(xué)，很多人都掛在這上面了。 因此，我在平時(shí)花費(fèi)在機(jī)械原理的時(shí)間也比其他課多很多，期末考試成績也不錯(cuò)。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)一一這是我入大學(xué)的一次做課程設(shè)計(jì)。開始我不知道什么是課程設(shè) 計(jì)，因此有些茫然和不知所措，但在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的互相幫助下還是按時(shí)完成了設(shè)計(jì)。 這次課程設(shè)計(jì)讓我體會(huì)很深，也學(xué)到了很多新東西?！凹埳系脕斫K覺淺，覺知此事要躬行” ，不經(jīng)過實(shí)踐，我們又怎么能將書里的知識(shí)與實(shí)

14、際聯(lián)系在一起。在這次課程設(shè)計(jì)中， 充分利用了所學(xué)的機(jī)械原理知識(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和運(yùn)動(dòng)分析， 選用合理的分析方案，從而設(shè)計(jì)出比較合理的機(jī)構(gòu)來。這次課程設(shè)計(jì)，不僅讓我們把自己所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活中去， 設(shè)計(jì)一些對(duì)社會(huì)有用的機(jī)構(gòu)， 也讓我們深刻體會(huì)到團(tuán)體合作的重要性，因?yàn)樵谝院蟮膶W(xué)習(xí)和工作中，但靠我們自己個(gè)人的力量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須積聚大家的智慧，才能創(chuàng)造出令人滿意的產(chǎn)品來。通過這次試驗(yàn)我才親身體會(huì)到自己學(xué)的知識(shí)與實(shí)際動(dòng)手之間還有一定的差距。首先在畫圖方面，如何布局才能使圖讓人清晰易懂，不顯得空曠和不浪費(fèi)紙張。其實(shí)要事先想好在哪一部分畫什么，并確定相應(yīng)的比例尺。 在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行力的分析的時(shí)候，首先要確定各桿的運(yùn)動(dòng)方向，再確定其受力方向。 在畫圖的時(shí)候要力求精確，只有這樣才能使計(jì)算結(jié)果與實(shí)際相差不大。在畫圖的過程中，間接的幫我們復(fù)習(xí)了以前的知識(shí)，比如機(jī)械制圖，理論力學(xué)等。 同時(shí)，這次課程設(shè)計(jì)也為我們以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了一個(gè)基礎(chǔ)，我相信，經(jīng)過這次設(shè)計(jì)，我 們畢業(yè)