機(jī)械原理畢業(yè)課程設(shè)計(jì)壓床機(jī)構(gòu)

1、( 此文檔為 word 格式，下載后您可任意編輯修改！)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：學(xué)院：班級(jí)：設(shè)計(jì)者：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)老師：1目錄目錄2一、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)31.1.機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介31.2 機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析31.3 凸輪機(jī)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)31.4.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)4二、壓床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)52.1.傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)5基于擺桿的傳動(dòng)方案5六桿機(jī)構(gòu)A5六桿機(jī)構(gòu)B62.2.確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)各桿的長度6三 .傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析83.1.速度分析83.2.加速度分析103.3. 機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析113.4.基于 soildworks 環(huán)境下受力模擬分析：14四、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)17五、齒輪設(shè)計(jì)195.1.全部原始數(shù)據(jù)195.2.設(shè)計(jì)方法及原

2、理195.3.設(shè)計(jì)及計(jì)算過程19參考文獻(xiàn)212一、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)1.1.機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介圖示為壓床機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，其中六桿機(jī)構(gòu)為主體機(jī)構(gòu)。圖中電動(dòng)機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器帶動(dòng)三對(duì)齒輪將轉(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 克服工作阻力而運(yùn)動(dòng)。為了減少主軸的速度波動(dòng)，在曲柄軸 A 上裝有大齒輪并起飛輪的作用。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)的供油。（a）壓床機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)1.2 機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析已知：各構(gòu)件的重量 G 及其對(duì)質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Js(曲柄 1 和連桿 4 的重力和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 （略去不計(jì) )，阻力線圖 (圖 97)以及連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)分析中所得的結(jié)果。要求：確定機(jī)構(gòu)一個(gè)

3、位置的各運(yùn)動(dòng)副中的反作用力及加于曲柄上的平衡力矩。作圖部分亦畫在運(yùn)動(dòng)分析的圖樣上。1.3 凸輪機(jī)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)已知：從動(dòng)件沖程 H ，許用壓力角 推程角 。，遠(yuǎn)休止角 ?，回程角 '，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律見表 9-5，凸輪與曲柄共軸。要求：按 確定凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸求出理論廓線外凸曲線的最小曲率半徑。選取滾子半徑 r ，繪制凸輪實(shí)際廓線。以上內(nèi)容作在2 號(hào)圖紙上1.4.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析符號(hào)單位mm度mmrmin數(shù)I501402206012015012141001212據(jù)II601702606012018012149012123III70200310601202101214

4、901212連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析及飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的確定G2G3G5N13066044030040000.280.085130106072055070000.640.213016001040840110001.350.39凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)a S0mm0161204080207518130387520901813542652075二、壓床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)2.1.傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)基于擺桿的傳動(dòng)方案4六桿機(jī)構(gòu) A六桿機(jī)構(gòu) B綜合分析：以上三個(gè)方案，各有千秋，為了保證傳動(dòng)的準(zhǔn)確性，并且以滿足要求為目的，我們選擇方案三。2.2.確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)各桿的長度已知： h1 50mm, h2 140mm, h3220mm , ,，

5、EF1BS21DS31DE4,2,.BCDE2如右圖所示，為處于兩個(gè)極限位置時(shí)的狀態(tài)。根據(jù)已知條件可得： tanh15012.8h22205'6012.847.2'' 120 12.8 107.2ADh1* h1h3* h350 * 50220* 220225.61mmEF' H150mmDE 150mmCD 100mm,CE 50mm, EF 37.5mm在三角形和中用余弦公式有：cosCD*CDAD* AD AC* AC2*DC*ADAC173.9mm由上分析計(jì)算可得各桿長度分別為：6三.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析項(xiàng)目數(shù)值單位3.1.速度分析已知：2n12100w11

6、0.467rad / s ,逆時(shí)針；6060vB rwl ABw1 0.0493 10.4670.516m/ sVCVBVCBVFVEVFE ;大小方向鉛垂選取比例尺 ， 作速度多邊形如圖所示；由圖分析得： 0.004×18.71=0.07484ms 0.004×121.5=0.486ms 0.004×28.06=0.11224ms 0.004×20.7=0.0828ms 0.004×14.36=0.05744ms 0.004×69.32mm 0.27728ms 0.004×14.03mm 0.05612msrads(順時(shí)針

7、 ) rads(逆時(shí)針 ) rads(順時(shí)針 )速度分析圖：7項(xiàng)目數(shù)值單位2.1780.7481.5323.2.加速度分析2210.472 × 0.049285=5.405ms22=2.178 × 0.223185=1.059ms=0.7482× 0.1=0.056ms222=1.532 × 0.0375=0.088ms= anCD + atCD = aB + atCB + anCB大?。?？方向： ？CD CDBA BCCB8選取比例尺 a=0.04(ms2)mm,作加速度多邊形圖2=0.04× 113.53=4.5412ms2=0.04&#

8、215; 170.29=6.8116ms2=0.04× 61.3=2.452 ms2=0.04× 113.52=4.5408 msaF =aE + anFE + atFE大?。?？?方向：F EFE2=0.04× 129.42=5.1768 ms2=0.04× 120.97=4.8388ms2=0.04× 85.15= 3.406ms2=0.04× 129.42= 5.1768ms2=2.4520.223185=10.986 ms （逆時(shí)針）2（順時(shí)針）=4.54080.1=45.408 ms項(xiàng)目數(shù)值5.4054.5416.8125.1

9、774.8393.40610.98645.408單位msrads3.3. 機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析G2G3G5FrmaxJs2Js3方案 I66044030040000.280.085單位NKg.m21各構(gòu)件的慣性力，慣性力矩：=660×（與 方向相同 ）=440×（與 方向相反 ）=300×（與方向相反 ）=400010=400N=0.28× （順時(shí)針）=0.085× （逆時(shí)針）=2計(jì)算各運(yùn)動(dòng)副的反作用力(1)分析構(gòu)件 5對(duì)構(gòu)件 5 進(jìn)行力的分析，選取比例尺作其受力圖9構(gòu)件 5 力平衡：則=-10×47.44=-474.4N=474.4NR

10、65uFl651012.18121.8N(2)分析構(gòu)件 2、 3單獨(dú)對(duì)構(gòu)件2 分析：桿 2 對(duì) C 點(diǎn)求力矩，可得： R12tl BCG2l G 2Fg 2l Fg 2 0R12t223.1966019.38 325.892 0.960單獨(dú)對(duì)構(gòu)件3 分析：桿3對(duì)C 點(diǎn)求矩得：R63tl CD G3 hG 3R43 hR 43Fg 3 hFg 30R63t100 440 21.73 474.4 35.65152.9220.240解得 :對(duì)桿組 2、3 進(jìn)行分析：ttnnR43+Fg3+G3+R 63+ Fg2+G 2+R12+R 12+R63=0大?。?？方向： 選取比例尺 F=10Nmm，作其

11、受力圖則n×；n×R 1263=49.28=492.8N.=10156.8=1568N R10(3)求作用在曲柄 AB 上的平衡力矩 Mb ：10M bF21l R21 156.9110 0.00855 13.416N mR61R21156.91 101569.1N項(xiàng)目Fg2Fg3Fg5M I2M I3M bntR 63R 63數(shù)值325.89152.92158.483.083.8613.42492.8265.10單位NN.mN項(xiàng)目ntR34R45R56R61R 12R 12數(shù)值1568.0058.71474.4474.4121.81569.1單位N113.4.基于 soi

12、ldworks環(huán)境下受力模擬分析：裝配體環(huán)境下的各零件受力分析Soild works 為用戶提供了初步的應(yīng)力分析工具 simulation，利用它可以幫助用戶判斷目前設(shè)計(jì)的零件是否能夠承受實(shí)際工作環(huán)境下的載荷， 它是 COMOSWorks 產(chǎn)品的一部分。 Simulation 利用設(shè)計(jì)分析向?qū)橛脩籼峁┝艘粋€(gè)易用、分析的設(shè)計(jì)分析方法。向?qū)б笥脩籼峁┯糜诹慵治龅男畔?，如材料、約束和載荷，這些信息代表了零件的實(shí)際應(yīng)用情況。Simulation 使用了當(dāng)今最快的有限元分析方法快速有限元算法（ FFE ）,它完全集成在windows環(huán)境中并與 soild works軟件無縫集成，被廣泛應(yīng)用于玩具、

13、鐘表、相機(jī)、機(jī)械制造、五金制品等設(shè)計(jì)之中。12連桿受力情況Soild works中的 simulation模塊為我們提供了很好的零件應(yīng)力分析途徑，通過對(duì)構(gòu)件的設(shè)置約束點(diǎn)與負(fù)載，我們很容易得到每個(gè)零件在所給載荷后的應(yīng)力分布情況。13由于不知道該零件的具體材料，所以我選用了 soild works中的合金鋼材料，并且在軸棒兩端加載了兩個(gè)負(fù)載，經(jīng)過 soild works simulation運(yùn)算后得到上圖的應(yīng)力分布圖，通過不同色彩所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力， 我們可以清楚的看到各個(gè)應(yīng)力的分布情況， 雖然負(fù)載與理論計(jì)算的數(shù)據(jù)有偏差，不過對(duì)于我們了解零件的應(yīng)力分布已經(jīng)是足夠了。14四、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)符號(hào)h001 0單

14、位mm（ 0）方案 11730552585H17有 ,即有 r037.778mm 。0.450.45取 ,取。在推程過程中：由得當(dāng) 0 =550 時(shí)，且 00< <22.50,則有 a>=0,即該過程為加速推程段 , 當(dāng) 0 =550 時(shí) ,且 >=22.50, 則有 a<=0,即該過程為減速推程段所以運(yùn)動(dòng)方程0050100150200250300350400450500550S00.3441.3492.9344.9697.2909.70912.03114.06615.65016.65517.000單位(mm)在回程階段，由得 :當(dāng) 0 =850 時(shí)，且 00&l

15、t; <42.50,則有 a<=0,即該過程為減速回程段 , 當(dāng) 0 =850 時(shí) ,且 >=42.50, 則有 a>=0,即該過程為加速回程段所以運(yùn)動(dòng)方程80000000000859095100105110115120S1716.85516.42615.72714.78213.62312.28910.8269.28512501300135014001450150015501600165S7.7166.1744.7123.3782.2191.2730.5740.1450單位(mm)凸輪廓線如下 :1516五、齒輪設(shè)計(jì)5.1.全部原始數(shù)據(jù)5.2.設(shè)計(jì)方法及原理考慮到負(fù)傳動(dòng)

16、的重合度雖然略有增加，但是齒厚變薄，強(qiáng)度降低，磨損增大：正傳動(dòng)的重合度雖然略有降低，但是可以減小齒輪機(jī)構(gòu)的尺寸，減輕齒輪的磨損程度，提高兩輪的承載能力，并可以配湊中心距，所以優(yōu)先考慮正傳動(dòng)。5.3.設(shè)計(jì)及計(jì)算過程1、 變位因數(shù)選擇求標(biāo)準(zhǔn)中心距 :選取，由此可得嚙合角': cos'a cos122.5cos20' 25;a'127.5求變位因數(shù)之和：x1x2( z1z2 ) (inv ' inv)1.1044 ，然后在齒數(shù)組合為的齒輪封閉線2tan1.1044 和中心距 122.5mm 的要求，所以，滿足上作直線， 此直線所有的點(diǎn)均滿足變位因數(shù)之和兩齒根相

17、等的要求。2、計(jì)算幾何尺寸由可知，該傳動(dòng)為正傳動(dòng)，其幾何尺寸計(jì)算如下：a.中心距變動(dòng)系數(shù)：y( a'a)127.5 122.51m5b.齒頂高變動(dòng)系數(shù)：x1x2y1.104410.1044c.齒頂高：( ha*ha1x1)m(1 0.5740.1044)57.348mmh(h*x2) m(10.53040.1044)5 7.13mma 2ad.齒根高 :hf 1(ha*c*x1)m(10.25 0.574)53.38mmhf 2(ha*c*x2)m(10.250.5304)53.598mme.齒全高：h1ha1h f 17.3483.3810.728mmh2ha 2h f 27.133.59810.728mmf.分度圓直徑：g.齒頂圓直徑 :d a1d12ha155 2 7.348 69.696mmd a 2d 22ha 2190 2 7.13 204.26mm17.分度圓齒厚：s1mx1 tan3.1450.574tan 208.268mm2222s2mx2 tan3.1450.530