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

1、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:機(jī)械XXX班 學(xué)號：姓名：指導(dǎo)老師：可編輯范本目錄可編輯范本一、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，電動機(jī)經(jīng)過減速傳動裝置（齒輪傳動）帶動六桿機(jī)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(dāng)沖頭向下運(yùn)動時，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，沖頭受到的阻力為F;當(dāng)沖頭向上運(yùn)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(jī)構(gòu)各運(yùn)動副的油泵凸輪機(jī)構(gòu)。三、設(shè)計(jì)要求電動

2、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±5嚓求凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角應(yīng)在許用值a 之內(nèi),從動件運(yùn)動規(guī)律見設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，執(zhí)行構(gòu)件的傳動效率按0.95 計(jì)算，按小批量生產(chǎn)規(guī)模設(shè)計(jì)。tc)獨(dú)行艮相罡動周圖小四、原始數(shù)據(jù)見下表導(dǎo)桿 機(jī)構(gòu) 運(yùn)動 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) 動態(tài) 靜力 分析工作阻力Fmax(N)4300連桿3質(zhì)重m3 (kg)60連桿3質(zhì)心轉(zhuǎn)動慣量 13(kg m2)0.21

3、滑塊6質(zhì)量m6 (kg)34搖桿4質(zhì)量m3 (kg)40搖桿4質(zhì)心轉(zhuǎn)動慣量 J=4 (kg- m2)0.2凸輪 機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì)從動件最大升程H20從動件運(yùn)動規(guī)律余弦許用壓力角30°推程運(yùn)動角 060°遠(yuǎn)休止角s10°回程運(yùn)動角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)動尺寸，1cb=0.51bo4, 1cd=（0.250.35）Co4。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)動分析。分析出滑塊6的位移、速度、加速度及搖 桿4的角速度和角加速度。4

4、、連桿機(jī)構(gòu)的動態(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r。、偏距e和滾子半徑r.），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，機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖（圖 3）。圖3搖桿擺到兩極限位置時，機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖由圖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CC1D1D為平行四邊形，則CO4 C1O4 CCi DD1

5、150則 CD 0.35CO452.5,由 CB 0.5BQ ,則 BO4 100 ,500tanO2O4E0.3125，則O2O4E17.4,B1O4O242.6,160在三角形 QQE中，OA. (4C2 16(2) 165,由222舊。4。4 BQ )COSBO4O2 »2 4 3 2 /得出 BQ? =113.7,同理可得 BO2=210.8所以2BO4 O2O4O2B O2 B1，一 一一02A 2248.55, AB 02AO2B162.3,所以得到四條桿長 02A =48.55, AB=162.3, BO4 100O2O4(402 1602) 165利用上述求得的曲柄搖

6、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)動分析圖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，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* 冗ccc ，w = rad/s=8.38 rad/s60點(diǎn) A 的線速度 V A = w1 10A =0.41 m/s用相對運(yùn)動圖解法作出以下兩個位置的速度多邊形和加速度多邊形(1)上極限位置可編輯范本1）此

7、時，機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖如圖8所示14-0圖8搖桿擺到上極限位置時機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖2）速度分析V A = V B +V AB因?yàn)?VB=0,所以 V a= V ab =0.41m/s方向垂直02 A3）加速度分析aB=an B + at B= aA + an BA + at BA方向大小2 aA= Wi10A =8.382 *48.55mm/s2 =3.41m/s2a BA = V2 ba/1 ab=1.04 m/s2測出 <2=60 0, <1=71 0-600=11 0可編輯范本測得 <a=50 0 , <b=40 0所以at b *cosb= aA + an baat b =

8、5.81 m/s2所以 a b =5.81 m/s又因?yàn)閍B /a c =BO 4/CO 4=0.67所以aC =8.67 m/s 2對 y 軸投影得：0=-acSin<1 + a d c sin<2對 x 軸投影得：aD = ac cos<1 + at dc cos<2 解得 at D C =1.91 m/s2aD =9.47 m/s2(2)下極限位置1)此時，機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖如圖圖9搖桿擺到下極限位置時機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖9所示。2）速度分析V A ' = V B ' +v B 'A , 因?yàn)?V B ' =0,所以 V A ' = V

9、B ,A ' =0.41m/s 方向垂直 O2A'3）加速度分析aB'= an B ,+ at B , = a a '+ an b，a，+ at b，a，方向VVVVv大小0?，?aA=w12 10A =8.382 *48.55mm/s2 =3.41m/s 2anBA= V2 ba/1 ab =1.04 m/s 2測得<1=12 0<2=120可編輯范本所以向 y 軸投影，有：-at b , *cos<1= a a ' - an b ' a ,得：at b ' =-2.42.m/s 2所以 aB' =-2.42

10、m/s 2又因?yàn)?aB , /a c ' =B ' 04/C ' 04=0.67所以ac =-3.62 m/sD ,C ' + a D 'C '方向 大小 ?Xa-tDC對x軸投影：a dcos30= ac ' +a d 'C對y軸投影：-a d'sin30=0解得 a d ' =0 m/sat dC ' =3.62 m/s 22.設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線，確定凸輪基本尺寸(1馀弦加速度運(yùn)動規(guī)律,其推程時的速度方程為V= Tihwsin(兀 / o)/ (2 o)回程時的速度方程為V=-Thwsin(兀 / o)/

11、(2 °)(2泗!定基圓半徑當(dāng)=7 時，BE=7.9當(dāng)=21時，BE=20.8當(dāng)=35時，BE=25.7當(dāng)=49時，BE=20.8'-'、/ °)/( 2 °)當(dāng)=6 時，BE=9.3當(dāng)=18 時，BE=20.9當(dāng)=30 時，BE=30當(dāng) =42 時，BE=20.9由BE=OP=V/W,得至IJ許多Bi Ei的值，它們等于與新建中心軸的距離，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，BE=OP=V/W=V= Thsin（兀 /。）/ （2。），則當(dāng)二0、70 時，BE=0當(dāng)二14時，

12、BE=15.1當(dāng)=28時，BE=24.5當(dāng)=42 時，BE= 24.5同理，凸輪回程時，BE=OP=V/W =- Thsin（冗當(dāng)=0、60° 時，BE=0當(dāng) =12 時，BE=17.6當(dāng) =24 時，BE=28.5當(dāng)=36 時，BE=28.5最后繪制出圖形，測得基圓半徑為 r0=39.54mm由確定基圓半徑的公式r。(ds/de)/tan s2 e2代入一個特殊值，得出兩個式子：r2o料(空e)馬2 e2,o2及 r2 o .3(e) h2 e2由兩式相減得e=7.7 mm理鵬工作牖孩（3沖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

13、76;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 %=7.9mm。六、設(shè)計(jì)總結(jié)與體會對于機(jī)械原理，我對其一直表示很害怕，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，我在平時花費(fèi)在機(jī)械原理的時間也比其他課多很多， 期末考試 成績也不錯。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完成了

14、設(shè)計(jì)。 這次課程設(shè)計(jì)讓我體會很深，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與實(shí)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，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和運(yùn)動分析，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)的知識運(yùn)用到實(shí)際生活中去，設(shè)計(jì)一些對社會有用的機(jī)構(gòu)，也讓我們深刻體會到團(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)我才親身體會到自己學(xué)的知識與實(shí)際動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。在對結(jié)構(gòu)進(jìn)行力的分析的時候，首先要確定各桿的運(yùn)動方向，再確定其受力方向。在畫圖的時候要力求精確，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，比如機(jī)械制圖，理論力學(xué)等。同時， 這次課程設(shè)計(jì)也為我們以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了一個基礎(chǔ)，我相信，經(jīng)過這