
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文檔簡(jiǎn)介
1、廣西大學(xué)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 設(shè)計(jì)題目: 油壓機(jī)移送機(jī)構(gòu) 專業(yè)班級(jí): 設(shè) 計(jì) 者: 指導(dǎo)教師: 廣西大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院2012年 月 日目錄:第一章 設(shè)計(jì)需求及采用方案選擇1·1 設(shè)計(jì)任務(wù)1·2 設(shè)計(jì)方案及機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖第二章 機(jī)構(gòu)尺寸綜合、運(yùn)動(dòng)分析及動(dòng)力分析2·1 確定機(jī)構(gòu)尺寸2·1·1 原始數(shù)據(jù)2·1·2 尺寸綜合分析2·2 采用分析法進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析2·2·1運(yùn)動(dòng)分析2·2·2動(dòng)力分析2·3 編程計(jì)算第三章 虛擬樣機(jī)實(shí)體建模與仿真3·1 樣機(jī)模
2、型建立3·1·1 創(chuàng)建樣機(jī)幾何模型3·1·2 添加樣機(jī)約束副3·1·3 創(chuàng)建樣機(jī)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力3·1·4 樣機(jī)仿真3·2 模型仿真分析3·2·1 測(cè)量樣機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)3·2·2 仿真結(jié)果的保存和結(jié)果輸出第四章 虛擬樣機(jī)仿真結(jié)果與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析結(jié)果的比較第五章 設(shè)計(jì)總結(jié)5·1 工作總結(jié)5·2 設(shè)計(jì)過(guò)程總結(jié)5·3 設(shè)計(jì)展望設(shè)計(jì)油壓機(jī)模具移動(dòng)機(jī)構(gòu)第一章 設(shè)計(jì)需求及采用方案選擇一、設(shè)計(jì)任務(wù)為500噸壓油機(jī)設(shè)計(jì)一模車移送機(jī)構(gòu)。油壓機(jī)用來(lái)壓制砂輪
3、,要求模車能運(yùn)載模具,模具裝在模車上。加壓前,模具在油壓機(jī)外裝料,裝料完畢,模具送往油壓機(jī)中心,壓制完成后,模具移出機(jī)外,退出成品,重新裝料,進(jìn)行第二次循環(huán)。 已知數(shù)據(jù):模車,模具,砂輪總重G21560N,模具運(yùn)行所受阻力Pr1200N,從裝料位置到加壓位置,模車行程S1500mm。 要求左,右兩模車交替工作,單機(jī)分別驅(qū)動(dòng),可實(shí)現(xiàn)外裝料和機(jī)內(nèi)加壓同時(shí)進(jìn)行,與單車相比,生產(chǎn)率高。這種驅(qū)動(dòng)方式增加了原動(dòng)機(jī)數(shù)目和對(duì)控制系統(tǒng)的要求,但運(yùn)動(dòng)鏈縮短,使移動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單,工藝性,可靠性和機(jī)械效率均可提高。在裝料和加壓位置,模車應(yīng)有一定的停歇。停歇時(shí)間不確定。模車速度不大于0.25m /s。1.2設(shè)計(jì)方案及機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)
4、圖根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù),模車在裝料位置和壓制位置之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。往復(fù)運(yùn)動(dòng)用往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單。由于要求的往復(fù)運(yùn)動(dòng)是具有間歇的,即模車裝料送入油壓機(jī)中心需要停歇實(shí)現(xiàn)壓制。壓制完成后模車返回原位停歇,退出壓成的砂輪,再重新裝料。為了較好地實(shí)現(xiàn)這些要求,應(yīng)進(jìn)行方案選擇。(1)、如圖1所示的凸輪機(jī)構(gòu),通過(guò)凸輪1帶動(dòng)桿件2,該裝置可以放大滑塊5的行程,但凸輪機(jī)構(gòu)是高副機(jī)構(gòu),不宜傳遞較大的動(dòng)力,且停歇的時(shí)間不宜控制。圖(1)(2)、圖2所示的凸輪機(jī)構(gòu),可以放大滑塊的行程,但由于設(shè)計(jì)要求的行程比較大,若滿足這樣大的行程要求,移動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)尺寸必然相當(dāng)大。且凸輪機(jī)構(gòu)是高副機(jī)構(gòu),不宜傳遞較大的動(dòng)力。圖2(3)、如
5、圖3所示。機(jī)構(gòu)中活塞行程通過(guò)桿件3放大,可達(dá)到所需的行程設(shè)計(jì)要求。當(dāng)模車推到油壓車中心后,通過(guò)行程控制開(kāi)關(guān)控制其停歇。改變油缸的進(jìn)油方向,可控制模車往復(fù)移動(dòng)。但是桿件3與滑塊4接觸處受力大,材料強(qiáng)度要求高。圖(3)(4)、如圖4所示。該機(jī)構(gòu)由油缸活塞(構(gòu)件1)帶動(dòng)搖桿滑塊(構(gòu)件5)往復(fù)運(yùn)動(dòng)?;钊谐掏ㄟ^(guò)桿件3放大,從而達(dá)到所需的行程設(shè)計(jì)要求。當(dāng)模車被推到裝料或壓制位置時(shí),通過(guò)油缸活塞行程控制開(kāi)關(guān)控制其停歇。通過(guò)改變油缸的進(jìn)油方向,可控制模車往復(fù)移動(dòng)。 圖(4)該機(jī)構(gòu)與其他的機(jī)構(gòu)相比其優(yōu)越之處是:該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,而且是低副機(jī)構(gòu),故制造和維修更加方便,工作可靠,停歇時(shí)間容易控制。所以選用此方案。
6、第二章 機(jī)構(gòu)尺寸綜合、運(yùn)動(dòng)分析及動(dòng)力分析2·1 機(jī)構(gòu)的尺寸計(jì)算2·1·1 原始數(shù)據(jù)為了滿足模車行程的要求及考慮到油缸活塞的加工能夠保證,給定有關(guān)參數(shù)如下:油缸行程H450mm,模車在始點(diǎn)(裝料)位置139°,活塞相對(duì)油缸的位移為零,此時(shí)LOBmin700mm,模車距離A點(diǎn)為500mm,A點(diǎn)離油缸搖臂處O點(diǎn)為850mm;模車在終點(diǎn)(壓制)位置220°,此時(shí)LOBmax1150mm,始點(diǎn)和終點(diǎn)間距離(即模車行程)S1500mm(見(jiàn)設(shè)計(jì)任務(wù))。為保證在初始位置傳力良好及結(jié)構(gòu)的緊湊,取搖桿滑塊(模車)機(jī)構(gòu)的最大壓力角max40º,設(shè)油液推動(dòng)活
7、塞等速運(yùn)動(dòng),已知V50mm/s 。2·1·2 尺寸綜合分析根據(jù)上面的條件,求解相關(guān)的尺寸和參數(shù):LAB1 ,LAD1,LC1D1 ,及D1OD2,如下圖(5)所示圖(5)根據(jù)題意及機(jī)構(gòu)原理可知,當(dāng)模車在始點(diǎn)位置時(shí),OB1與AO的夾角139°,由余弦定理得:AB1²AO²+OB1²-2·AO·OB1·Cos1得AB1²解得 AB1539.44 即,AB1AB2539.44 mm CosD1AO 0.57085解得 D1AOArcCos0.5246455.19º由正弦定理得:SinAB2O
8、0.53892AB2OArcSin0.5389232.61 由幾何性質(zhì)可知 D2AO180º-20º-32.61º127.39º ; C2AD2180º-127.39º52.61º , AD2C2180º-C2AD2-493.39º , D1OD2D2OA-D1OA130.1º-58.36º86.46º 。由正弦定理得: 和 則有 解得 C2D21603.87 mm又 AD2解得 AD21119.70 mm Sin30.573193ArcSin0.57319解得 334.97
9、º綜上所述:LC1D1LC2D21603.87 mm ,LAB1LAB2539.44 mm , LAD1LAD21119.70 mm ;D1AO55.19º , D2AO127.39º , D1OD286.46º 。 2·2 采用分析法進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析2·2·1運(yùn)動(dòng)分析在圖(4)向量AOB中,有 , ;等式兩邊乘得 由復(fù)數(shù)性質(zhì)可知: 所以有 在ADC中, 兩邊求導(dǎo):根據(jù)復(fù)數(shù)性質(zhì)得: 又 對(duì)VC其求導(dǎo)得后兩邊同時(shí)乘以可得:由復(fù)數(shù)性質(zhì)可知:解得: 2·2·2動(dòng)力分析對(duì)模車及點(diǎn)A進(jìn)行受力分析:P1=
10、mac,Pr為模車所受阻力 、 模車受力分析圖 點(diǎn)A受力分析圖 由,得,R45cos(4)PrP1 所以R45(P1 + Pr)/cos(4)(P1 + Pr)/cos4 (34)對(duì)有,N56+R45sin(4)G所以N65 GR45sin4 (35)由(34)、(35)得 N65 G+(P1 + Pr)sin4/cos4 (36)再根據(jù)3的受力分析有:R34R45 由,得,R63x +R23cos1R43cos(4)對(duì)有, R63yR23sin1R43sin(4)又M(O)R23|OA|sin1R43 |AC|sin4所以, R23R43 |AC|sin4/|OA| sin1所以,R63R4
11、52+R232-2R45R23cos(-4-1)2·3編程計(jì)算程序原文如下:#include<iostream.h>#include<math.h>#define C1C2 1500 / 模車的行程長(zhǎng)度#define AC1 500 / AC兩點(diǎn)間的長(zhǎng)度 #define h 450 / 油缸推程的長(zhǎng)度#define BO1 700 / 桿BO長(zhǎng)度 #define AO 850 / AO長(zhǎng)度 #define V 50 / 活塞的速度#define PR 1200 / 模車受的阻力大小#define G 21560 / 模車的總重量#define M 2200 /
12、 模車總質(zhì)量大小#define A1 0.6850678408 / 角AOB的初始大?。ɑ《龋?#define A2 0.349065851 / 角AOB的末時(shí)大?。ɑ《龋?#define A3 0.593411945 / 末時(shí)壓力角(弧度) #define PI 3.141592654 / 圓周率的值void main()int t0;double AD,AB,CD,BO,A7,AC;double B1,B2,B3,B4,B5,A4,A5,A6;double W1,W2,W3;double a1,a2,ac,Vc;double R45,R65,R23,R63; ABsqrt(AO*AO+BO
13、1*BO1-2*AO*BO1*cos(A1);A4acos(AB*AB+AO*AO-1250*1250)/(2*AB*AO); A5PI-A4; A6PI-A3-A5; CD(AC1+C1C2)*sin(A5)/sin(A6); AD(AC1+C1C2)*sin(A3)/sin(A6); cout<<"課程設(shè)計(jì)程序運(yùn)行結(jié)果如下:"<<endl;cout<<"AB"<<AB<<"t"<<"A4"<<A4<<"t&
14、quot;<<"CD"<<CD<<"t"<<"AD"<<AD<<"t"<<endl;cout<<"各點(diǎn)狀態(tài)如下:"<<endl;cout<<"*"<<endl;for(t0;t<9;t+) BO700+V*t; B1acos(BO*BO+AO*AO-AB*AB)/(2*BO*AO); B5acos(AO*AO+AB*AB-BO*BO)/(2
15、*AO*AB); B2PI-B5; B4asin(sin(B5)*(AD/CD); B3PI-B4; ACCD*(sin(PI-B4-B2)/sin(B2); W2(-1)*V/(AB*sin(B2-B1); W1AB*W2*cos(B2-B1)/BO; a2(W1*W1*BO-AB*W2*W2*cos(B2-B1)/(AB*sin(B2-B1); a1(AB*a2*cos(B2-B1)+(AB*W2*W2*sin(B2-B1)-(2*W1*V)/BO; W3(W2*AD*cos(B2)/(CD*cos(B3); Vc(-1)*BO*W2*sin(B2-B3)/cos(B3); ac(CD*W
16、3*W3)-(AD*a2*(B2-B3)-(AD*W2*W2*cos(B2-B3)/cos(B3); R45(M*ac*0.001+PR)/cos(B4); R65G-R45*sin(B4); R23(R45*AC*sin(B4)/(AO*sin(B1); R63sqrt(R45*R45+R23*R23-2*R45*R23*cos(B4-B1);cout<<"t"<<t<<endl; cout<<"AC"<<AC<<"t"<<"BO"
17、;<<BO<<endl;cout<<"B1"<<B1<<"t"<<"B2"<<B2<<"t"<<"B3"<<B3<<"t"<<"B4"<<B4<<"t"<<"B5"<<B5<<endl;cout<<&qu
18、ot;Vc"<<Vc<<"mm/s"<<"t"<<"W1"<<W1<<"t"<<"W2"<<W2<<"t"<<"W3"<<W3<<endl;cout<<"ac"<<ac<<"mm/s2"<<"t"&
19、lt;<endl;cout<<"R23"<<R23<<"N"<<"t"<<"R63"<<R63<<"N"<<"t"<<"R45"<<R45<<"N"<<"t"<<"R65"<<R65<<"N"&
20、lt;<endl;cout<<"*"<<endl;課程設(shè)計(jì)程序運(yùn)行結(jié)如果下:AB581.412 A42.25013 CD1558.01 AD1177.1各點(diǎn)狀態(tài)如下:*T0AC575.43 BO700B10.785398 B22.12307 B32.44293 B40.698664 B51.01852Vc27.9478mm/s W1-0.0186558 W2-0.0972272 W3-0.0503296Ac9.53282mm/s2R231043.29N R63562.515N R451594.58N R6520534.4N*T1AC627.55
21、8 BO755B10.764337 B22.02484 B32.39524 B40.746357 B51.11675Vc36.9804mm/s W1-0.0233586 W2-0.0993413 W3-0.0448385Ac11.9204mm/s2R231285.42N R63385.704N R451670.22N R6520426N*T2AC691.619 BO810B10.73885 B21.92418 B32.35375 B40.787839 B51.21741Vc48.824mm/s W1-0.0275518 W2-0.102088 W3-0.0378415Ac14.862mm/s2
22、R231590.22N R63177.279N R451747.57N R6520321.3N*T3AC770.516 BO865B10.709322 B21.82043 B32.32019 B40.821398 B51.32117Vc64.2331mm/s W1-0.0314782 W2-0.105555 W3-0.0289217Ac18.3281mm/s2R231971.19N R63260.107N R451820.79N R6520227N*T4AC867.628 BO920B10.675914 B21.71278 B32.29668 B40.844914 B51.42881Vc83.
23、9641mm/s W1-0.0353438 W2-0.109893 W3-0.0176996Ac22.1466mm/s2R232439.06N R63664.804N R451881.19N R6520153N*T5AC986.596 BO975B10.638587 B21.60027 B32.28565 B40.855942 B51.54132Vc108.59mm/s W1-0.0393517 W2-0.11534 W3-0.00391777Ac25.9829mm/s2R232996.59N R631197.55N R451917.85N R6520111.7N*T6AC1130.91 BO
24、1030B10.597085 B21.48161 B32.28972 B40.851871 B51.65999Vc138.266mm/s W1-0.043738 W2-0.12228 W30.0124949Ac29.4564mm/s2R233633.74N R631840.03N R451920.51N R6520114.8N*T7AC1303.39 BO1085B10.550879 B21.35501 B32.3115 B40.830094 B51.78658Vc172.573mm/s W1-0.0488269 W2-0.131344 W30.0314866Ac32.4736mm/s2R23
25、4328.05N R632569.87N R451884.16N R6520169.5N*T8AC1505.69 BO1140B10.499028 B21.21785 B32.35359 B40.788001 B51.92375Vc210.578mm/s W1-0.055139 W2-0.143656 W30.0531955Ac35.8139mm/s2R235055.44N R633357.41N R451813.21N R6520274.5N*T9AC1738.16 BO1195B10.439878 B21.0659 B32.41911 B40.722478 B52.0757Vc251.12
26、2mm/s W1-0.0636554 W2-0.16145 W30.0786531Ac42.3484mm/s2R235815.97N R634188.19N R451723.83N R6520420.1N*Press any key to continue第三章 虛擬樣機(jī)實(shí)體建模與仿真3·1 樣機(jī)模型建立樣機(jī)的模型3·2 模型仿真分析(1)、連桿3的速度、位移、及加速度的仿真分析:連桿3的速度連桿3的位移連桿3的加速度(2)、模車6的速度、位移、及加速度的仿真分析:模車6的速度模車6的位移模車6的加速度第四章 虛擬樣機(jī)仿真結(jié)果與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析結(jié)果的比較在數(shù)據(jù)分析中,C語(yǔ)言程序
27、語(yǔ)言輸出的是某些特定的時(shí)刻的物體的速度和位移,它直觀的表示了物體在一定時(shí)間上的速度或位移,便于計(jì)算單一確定的數(shù)據(jù)。而AMDAS軟件所能表達(dá)出來(lái)的是物體的速度(位移)與時(shí)間的圖像關(guān)系。通過(guò)對(duì)將虛擬樣機(jī)仿真的結(jié)果與前面機(jī)構(gòu)分析所得到的結(jié)果進(jìn)行相關(guān)的比較分析,兩者在數(shù)據(jù)上基本一致,說(shuō)明該機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是正確合理的。第五章 設(shè)計(jì)總結(jié)5·1 工作總結(jié)第一次體會(huì)課程設(shè)計(jì),感覺(jué)很新鮮也很無(wú)頭緒,無(wú)從下手的時(shí)候,到處找資料,后來(lái)才發(fā)現(xiàn)老師給的這份指導(dǎo)書已經(jīng)很詳細(xì)了,所以我們基本進(jìn)行得很順利。不管是課程設(shè)計(jì)的要求,是設(shè)計(jì)方案的選擇,還是設(shè)計(jì)時(shí)間及進(jìn)度安排到任務(wù)的分配,我們最注重的是合作精神。小組共有10個(gè)
28、人,我們根據(jù)各自所長(zhǎng),分工合作。所以順利完成了這次任務(wù)。我們的主要工作分配分為4大塊:1. 繪制機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)2. 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力分析,編程計(jì)算3. 基于ADAMS的機(jī)構(gòu)建模與仿真4. 設(shè)計(jì)說(shuō)明書的編制 這些工作大家都是一起參與的,但是也有專門的負(fù)責(zé)人,這樣既能保證準(zhǔn)確率,也能保證我們的速度進(jìn)展,同時(shí)我們?cè)诠ぷ鬟^(guò)程中學(xué)到了很多,大家一起研究,一起進(jìn)步5·2 設(shè)計(jì)過(guò)程總結(jié)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù),模車在裝料位置和壓制位置之間往復(fù)運(yùn)動(dòng),而且行程比較大。因而設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)要有較大的行程控制,停歇時(shí)間也比較容易控制。由于要傳動(dòng)較大的動(dòng)力,應(yīng)選用低副機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)構(gòu)不僅僅只考慮它的工作性能需要,我們更需要考慮制造機(jī)構(gòu)的成本,以及工人操作是否方便,還有維修的方便性,還有工作的可靠性等。在這個(gè)油壓機(jī)模具移送機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中,我們深刻的理解了機(jī)械原理知識(shí),并查閱了相關(guān)資料,不過(guò)水平有限這句話,讓我們?cè)谶@個(gè)設(shè)計(jì)中深刻體會(huì)到了,還有時(shí)間緊了點(diǎn),如果不是考試時(shí)間就開(kāi)始做,我相信我們還可以做得更好。5·3 設(shè)計(jì)展望設(shè)計(jì)要求左,右兩模車交替工作,單機(jī)分別驅(qū)動(dòng),可實(shí)現(xiàn)外裝料和機(jī)內(nèi)加壓同
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