壓床設(shè)計(jì)說明書

1、一、壓床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)容（一）、壓床機(jī)構(gòu)簡介壓床機(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。 附圖1參考示意圖，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)副的油泵凸輪機(jī)構(gòu)。（二）、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5%。連桿機(jī)構(gòu)和

2、凸輪機(jī)構(gòu)的參數(shù)見設(shè)計(jì)數(shù) 據(jù)，要求凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角應(yīng)在許用值a之。執(zhí)行機(jī)構(gòu)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)。（三）、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（見附表1）（四）、設(shè)計(jì)容1、設(shè)計(jì)題目（包括設(shè)計(jì)條件和要求）；2、原動(dòng)機(jī)的選擇（此次設(shè)計(jì)不做）；3、根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速和主軸轉(zhuǎn)速的比值，選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)并比較（此次設(shè)計(jì) 不做）；4、根據(jù)壓床的工作原理，擬定23個(gè)其他形式的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（連桿機(jī) 構(gòu)），并對(duì)這些機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析對(duì)比。5、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案的擬定與評(píng)價(jià)；6、畫出運(yùn)動(dòng)方案布置圖或機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡圖；7、制定機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖；8、根據(jù)給定的數(shù)據(jù)確定六桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸。要求用圖解 法設(shè)計(jì)，并將設(shè)計(jì)結(jié)果和步驟寫在

3、設(shè)計(jì)說明書中。有條件的學(xué)生可以再進(jìn) 行解析法設(shè)計(jì)，并對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)用TB或VB語言進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算；9、六桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析；要求在說明書中取工作行程的開始、中間、 結(jié)束的三位置進(jìn)行圖解法運(yùn)動(dòng)分析，并運(yùn)用TB或VB語言進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助 計(jì)算，輸出計(jì)算結(jié)果及位移、速度、加速度運(yùn)動(dòng)曲線；10、六桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析；要求在說明書中取工作行程的開始、 中間、結(jié)束的三位置進(jìn)行圖解法運(yùn)動(dòng)分析。有條件的學(xué)生可運(yùn)用TB或VB 語言進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算，輸出計(jì)算結(jié)果；11、列出主要參考資料并編號(hào)；12、設(shè)計(jì)的心得體會(huì)和收獲；13、在說明書中列出必要的計(jì)算公式、設(shè)計(jì)計(jì)算的全部過程。若上機(jī) 設(shè)計(jì)，應(yīng)打印上機(jī)設(shè)計(jì)的程

4、序清單、結(jié)果及主要的曲線圖。對(duì)于程序中的 符號(hào)和變量要做出說明，并列出數(shù)學(xué)模型中的符號(hào)與程序中符號(hào)的對(duì)照表 等。（五）、設(shè)計(jì)工作量1、整個(gè)壓床機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案圖（A3），采用autocad繪制；2、六桿機(jī)構(gòu)要求的三個(gè)位置的速度、加速度、力的矢量圖（A3），采 用autocad繪制；3、設(shè)計(jì)說明書一份（應(yīng)包含設(shè)計(jì)主要容，附件含打印計(jì)算機(jī)程序機(jī)）。4、以組為單位進(jìn)行答辯，答辯要求制作PPT。a）機(jī)械系統(tǒng)示意圖0.75H0.25HFb）沖頭阻力曲線圖滑塊6曲柄x.c）執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖Fmax附圖1壓床機(jī)械示意圖j 11/ 1*/ /x1 /附表1:壓床機(jī)械設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)容連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析單位mm(

5、)mmr/min符號(hào)X1X2y ， p ， pHCB/BO4CD/CO4n1數(shù)據(jù)40135160601201401/21/489設(shè)計(jì)容連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析項(xiàng)目m3m4m6FrmaxJs3Js4數(shù)據(jù)80603445000.400.31單位kgNKg.m2設(shè)計(jì)容凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)符號(hào)ha505S5 0單位mm（0）方案32030601060二、壓床執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案選型設(shè)計(jì)（一）、方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案一：方案二：方案四：（二）方案評(píng)價(jià)：評(píng)價(jià)指標(biāo)專家記分、評(píng)分法評(píng)分表方案1方案2方案3方案4相對(duì)評(píng)3相對(duì)平均滯標(biāo)得3卜相對(duì)評(píng)4林目對(duì)平均滯標(biāo)得4卜相對(duì)評(píng)分目對(duì)平均滯標(biāo)得3卜相對(duì)評(píng)分相對(duì)平均H指標(biāo)得分精確性0.750.

6、448.750.50F0.387.500.750.5010.000.500.448.75穩(wěn)定性0.500.500.500.75適應(yīng)性0.500.500.500.50擴(kuò)展性0.000.000.250.00平穩(wěn)性0.500.5616.880.50r0.44F13.130.50F0.56r16.880.75r0.50F15.00傳力性? 0.750.250.750.50丁作效率M 0.750.500.500.25承載能力7 0.250.500.500.50沖擊性0.500.387.500.75r0.448.750.75F0.387.500.50r0.387.50振動(dòng)0.250.500.250.25噪

7、聲0.500.250.250.50耐磨性0.250.250.250.25設(shè)計(jì)工作 大小量 0.750.757.500.50r0.606.000.500.656.500.50r0.606.00制造成本頊 0.750.750.750.75維修難易吉 0.750.250.500.50能耗0.500.750.500.25安裝方便度 1.000.751.001.00復(fù)雜程度r 0.750.757.500.75r0.757.500.500.585.830.50r0.585.83尺寸0.750.750.750.50重量0.750.750.500.75環(huán)保性1.001.0010.001.00r0.929.17

8、1.00F0.676.671.00r0.929.17實(shí)用性1.000.750.250.75宜人性1.001.000.751.00評(píng)C得分58.1352.0453.3852.25（三）、方案確定壓床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求使用壽命為10年，載荷有中等沖擊，按小批量生產(chǎn) 規(guī)模。通過對(duì)這幾個(gè)方案的綜合評(píng)價(jià)分析，因此，選用執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案一。三、運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的確定四、壓床連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) TOC o 1-5 h z 由條件可得；ZCO C = 60 O C = O C 1 4 24 14 2.ACO C等邊三角形 1 4 2過O作OE 1 CC ,交CC于E,交DD于F 441 21 21 2.O4EF是一條水平線.OE

9、 1 DD D D CC 21 21 21 2過D作D G 1 CC過C作C H 1 DD111 2221 2.D G = C H在DGC和AC HD中 11220 ZD GC = ZC HD = 90。1122DG = C HdC = DC1 12 2.DGCACHD . GC = HD 12212GC + GC = HD + HD.D D = CC = H.DEE是等邊三角形1 21 2A DD = CC = H = 140mm 12120 BC = 0. 5BO ,CD = 0. 25CO連接O 2O，在 A O O E 中，tan424016014 . 04 。O4 0在A O=x/(

10、O2E 2B O中B O 42 +Y 2)164 . 9 mm2B2O4x cos4BC = 46. 67mm, BO4 = 93. 33mm90。46。BC=46 . 67 mm , BO 4 = 93 . 33 mmB O = JB O 42 + O O 2 - 2B O x O O x cos P22七 2242424B2O 4= 120 . 5 mm同理知： 在A B1O4O2中ap = 90。a = 90。 30。 14 . 04。= 46。2/ BOO = p + =60。+ 46。= 106。利用余弦定理得B O = O 2 + O O 2 2B O O O COS / BOO

11、1214.24142414= 793.33 2 + 164 . 92 2 x 93 . 33 x 164 . 9 x COS 106。= 210 . 7根據(jù)極位定理B O = A B + A OB1 O2 = A1 B1 + X O2. AB = 165 . 59 mmO 2 A = 40 . 09 mm由上可得：。人ABBCCDAS3O4S445.09mm165.59mm93.33mm46.67mm35mm82.79mm70mm五、凸輪輪廓設(shè)計(jì)（一）、先確定凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸設(shè)初步確定凸輪的基圓半徑為r0 = 50mm，推桿滾子半徑rr = 10mm，推 桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律。（

12、二）、求理論輪廓線對(duì)于對(duì)心直動(dòng)滾推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪的理論廓線的坐標(biāo)可令e = 0，S 0 = r，可得：y = (r + s) cos 8（a）x = （r + s） sin 8式中，位移s應(yīng)分段計(jì)算。兀1)推程階段 801 = 600 = jcoscos01,32)遠(yuǎn)休止階段0210。18=20mm183)回程階段60O03cos+ cos03,34)近休止階段230O23兀04180mm23兀18取計(jì)算間隔為10。，將以上各相應(yīng)值帶入式（a）計(jì)算理論廓線上各點(diǎn)的坐 標(biāo)值，計(jì)算結(jié)果見下表s （ O）xy0050108.91550.5602018.81151.683303051.96240

13、41.78149.7925052.59744.1346060.622357065.77823.9418064.01311.2879060010054.164-9.55111048.244-17.55912043.301-2513039.329-33.00114032.139-38.30215025.000-43.30116017.101-46.9851708.682-49.2401800-50190-8.682-49.240200-17.101-46.985 . .350-8.68249.240360050根據(jù)表中數(shù)據(jù)，凸輪的輪廓曲線如下：三、連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析（一）、運(yùn)動(dòng)速度分析已知：n1 =

14、 89 r/ min ；氣=金 2兀=89 x 2兀=9.32 rad/s 逆時(shí)針VA = 02 lo2A = 9. 32 x 0. 04509 m/s = 0.42m/s大小0.65方向 CD AB BC=日. pb = 0.005x 5a3m/s = 0. 267ms Va =日. Ob = 0.005x 53 3mjs = 0. 267m/s=日 pc = 0.005x 79 95m/s = 0. 399m侶=日. pd = 0.005x 69 38m/s = 0.347m/s VDCVS3Vs4日. Cd = 0.005x 30.32m, s = 0.1516ms日. p* = 0.0

15、05x 65.1m s = 0.326m.s0.005x 39 98m. s = 0. 200m, s日 ps =4V= .BA1AB.267= 1.612 rad /s0.1655945V_ B1O4BV一 DC 廣CD0.2670.093330.15160.035=2. 861 rad .fs14.331 rad /s（逆時(shí)（逆時(shí)（順時(shí)選取比例尺七二0.005叫牖，作速度多邊形項(xiàng)目VAVBVBAVCVDVCDVS3VS4o2o3o4o5數(shù)值0.420.2670.2670.3990.3470.1520.3260.2009.3201.6122.8614.331單位m./srad/s（二）、運(yùn)動(dòng)

16、加速度分析a = ml。A = 9. 3202 X 0. 04509 m/s2 = 3. 917 m/s2 an =們2七=1.6 1 22 X 0.16 5 59 m/s2 = 0.430 m/s2 an = s2lBo = 2.8612 x 0. 0933 m/s2 = 0. 764 m/s2BO44anCD=S 2l5 CD=4. 3312 x 0. 035 m/s2 = 0. 657 m saB=anBO4+ atBO4= a + a n + atABABA大?。?丁?丁丁?方向：BO4BO4A-qBABA選取比例尺a=0.05 m/s2/mm,作加速度多邊形圖a= r pb= 0.0

17、5 x 53.19m/s2= 2. 659m/s2a= r p c= 0.05 x 79 79m.,$2= 3. 989m.s2Ct= r njP= 0.05 x 45. 73m,/s2= 2. 287ms2Ct = r n b = 0.05 x 50. 95m s2 = 2. 548m.s2BO4aO4a D = a C + a： + a大?。?？/?方向：丁DCDCa =日Daa=日Sa3a=日Sa4ata=_ BA3 ps3lBA pd = 0. 05 x 91. 62 m .Us 20. 05 x 62. 78 m/s2 ps= 0. 05 x 39. 89 m/s22.287 rad,S20. 16559-13. 811BO2.548 rad /s 2 0. 093334. 58 mS23. 139 m；s21. 995 m 2rad /s 227. 301 rad /s 2項(xiàng)目aAaBaCaDaS3aS4a3a3數(shù)值3.9172.6593.9894.5803.1391.99513.88127.301單位m/s2rad/s24（三）、機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析1）各構(gòu)件的慣性力，慣性力矩：a= 80 x 3. 139 Na= 80 x