机械原理课题设计报告

1 目录目录 一 一 题目题目 1 1 二 原始数据与要求二 原始数据与要求 1 1 1 1 工作原理 工作原理 1 1 2 2 设计要求设计要求 1 1 3 3 设计内容设计内容 1 1 三 执行机构方案选型设计三 执行机构方案选型设计 2 2 四 机构设计四 机构设计 3 3 1 1 连杆机构的设计 连杆机构的设计 4 4 2 2 凸轮机构的设计 凸轮机构的设计 5 5 五 传动方案设计五 传动方案设计 6 6 六 设计结果分析 讨论 设计心得六 设计结果分析 讨论 设计心得 7 7 七 主要参考资料七 主要参考资料 7 7 2 一 一 题目 压床机械设计题目 压床机械设计 二 原始数据与要求二 原始数据与要求 1 1 工作原理工作原理 压床机械是有六杆机构中的冲头 滑块 向下运动来冲压机械零件的 图1 是压床的示意图 连杆机构和凸轮机构组成其执行机构 电动机经过减速传动 装置 齿轮传动 带动六杆机构的曲柄转动 曲柄通过摇杆 连杆带动滑块克 服阻力F冲压零件 当冲头向下运动时 为工作行程 冲头在0 75H内无阻力 当在工作行程后0 25H行程时 冲头受到的阻力为F 当冲头向上运动时 为空 回行程 无阻力 在曲柄轴的另一端装有供润滑连杆机构各运动副的油泵凸轮 机构 2 2 设计要求设计要求 图1 电动机轴与曲柄轴垂直 使用寿命10年 每日一班制工作 载荷有中等冲 击 允许曲柄转速偏差为 5 要求凸轮机构的最大压力角应在许用 之内 从动件运动规律见设计数据 执行构件的传动效率按0 95计算 按小批量生产 规模设计 3 3 设计内容设计内容 1 根据压床机械的工作原理 拟定2 3个其他形式的执行机构 连杆机 构 并对这些机构进行分析对比 2 根据给定的数据确定机构的运动尺寸 4 5 0 OBCB ll 要求用图解法设计 并写出设计结果和步骤 4 35 0 25 0 COCD ll 3 连杆机构的运动分析 将连杆机构放在直角坐标系下 编制程序 分 析出滑块6的位移 速度 加速度和摇杆4的角速度和角加速度 并画出运动曲 线 打印上述各曲线图 4 凸轮机构设计 根据所给定的已知参数 确定凸轮的基本尺寸 基圆 半径 0r 偏距e和滚子半径 rr 并写出运算结果 将凸轮机构放在直角坐标系 下 编程画出凸轮机构的实际廓线 打印出从动件运动规律和凸轮机构仿真模 型 3 三 执行机构方案选型设计三 执行机构方案选型设计 实现本题工作要求的机构运动方案 方案 齿轮系和齿条按时序式组合 如图2所示 执行机构以齿轮1为原动件 齿轮1和齿轮3均为不完全齿 轮 以实现齿轮2和齿轮4不能同时转动 用齿轮2或齿轮4带动齿轮5运动 6为齿条 结构优点 传递的功率和速度范围较大 能保证瞬时传动比恒定 平稳性较高 传递运动准确可靠 结构紧凑 工作可靠 可实现较大的传动比 齿轮和齿条直接啮合 传动灵敏性非常高 结构缺点 齿轮的制造 安装要求较高 因而成本也较高 不宜作远距离传动 在工作中有较大的冲击力 齿轮和齿条易顺坏 使用寿命 短 图2 综合分析选定执行机构 压床机构设计要求使用寿命为10年 载荷有中等冲 击 按小批量规模生产 因而应选用使用寿命较长 承载能力较大 生产成本 低的执行机构 因此 选用执行此方案 四 机构设计四 机构设计 1 1 连杆机构的设计 连杆机构的设计 设计 内容 连杆机构的设计及运动分析 单位mm m m r min 符号X 1 X 2 y 1 2 H 4 BOCB 4 COCD 2 n 4 1 已知 X1 30mm X2 140mm Y 150mm 1 120 2 60 H 150mm 0 5 0 3 4 BOCB 4 COCD 由条件可知 60 是等边三角形 241 CCO 4241 OCOC 241 CCO mmlmmllmml CDBOCBCO 45505 0150 44 2 作图步骤 确定点O4的位置 根据机构设计数据 画出点O2的位置 画出的两个极限位置和 4 CBO 41BO C 42BO C 分别连接和 41O B 42O B 以O2为圆点O2B2为半径画圆弧 与B1O2交于点E 以为圆心的一半为半径画圆 并延长与圆相交与点 2 O 1 EB 22O B 2 A 与圆相交于点 如图3所示 21O B 1 A 数据3 0 1 40 1 60 1 20 6 0 1 50 0 50 39 0 5 图3 通过测量得 mmlmml ABAO 217 47 2 由上可得 符号 4 CO l 4 BO l BC l CD l AB l 2 AO l 单位 mm 方案 150200504521747 2 2 凸轮机构的设计 凸轮机构的设计 符 号 H 0 s 0 从动件运动规 律 6 单 位 m m 方 案 5 2030701070正弦 有 mmrmmemmr r 8 15 45 0 在推程过程中 由 得 2 00 2 2sin 2 ha 700 当时 且 则有 a 0 即该过程为加速推程段 70 0 350 当时 且 则有 a 0 即该过程为减速推程段 70 0 35 所以运动方程 2 2sin 00 hs 在远休止过程中 s 0 8070 在回程过程中 由 得 2 0 2 2sin 2 ha 15080 当时 且 则有 a 0 即该过程为加速回程段 80 0 40 所以运动方程 2 2sin 1 0 0 hs 在近休止过程中 s 0 0 360150 五 传动方案设计五 传动方案设计 1 选择电动机类型 按已知条件和要求 选用Y系列一般用途的三相异 步电动机 2 确定电动机的转速 7 工作机轴转速为 考虑到重量和价格 选用同步转速为min 90 2 rn 1000r min的Y系列异步电动机Y132S 6 其满载转速 min 960rnm 3 总传动比和各级的传动比 传动装置总传动比 67 10 90 960 i 各级传动比 取 得 3412 i ii ii25 0 12 67 2 12 i4 34 i 确定各齿轮的齿数 选 则 取 22 1 Z74 58 1122 ZiZ59 2 Z 选 则 22 3 Z88 34344 Ziz 由上可得 符号 1 Z 2 Z 3 Z 4 Z m 单位 mm 方案 5 22592288203 5 确定齿轮4的角速度 srad n w rn Z Z n n i rnn rn Z Z n n i rn Z 37 9 60 2 min 49 89 22 88 min 97 357 min 97 357 22 59 min 960 4 4 3 4 4 3 34 23 2 1 2 2 1 12 1 4 六 设计结果分析 讨论 设计心得六 设计结果分析 讨论 设计心得 通过本学习对机械原理这门课程的学习 是我对机器的构件以及其内部的工 作原理有了初步了解 使我加深的对机械方面知识的了解 8 我认为机械原理这门课程是学好机械专业的基础 只有把基础打好 才能将机 械专业学好 本学习通过对机械原理的学习 做成了本次课程报告 通过本次设 计 使我所学的知识得到应用 深深的感受的这门课程的重要性 同时 也感谢老师对