压床机构设计设计-说明书-机械原理

1、机械原理课程设计任务书设计题目：压 床 机 构 设 计院（系）专业 班级 学号 设计者指导老师完成日期年 月曰目录-31.压床机构简介3容2.设计内Q w(1) 机构的设计及运动分折 3(2) 机构的动态静力分析3(4)凸轮机3构设计*压床机构-4的设计:1.连杆机构4的设计及运动分析(1)作机构4运动简图(2)长度计算-4(3)机构运动-5速度分析(4)机构运-6动加速度分析(5)机构动态静力分析三凸 轮 机 构 设 计12一、压床机构设计要求1.压床机构简介图96所示为压床机构简图。其中，六杆机构 ABCDE为其主体机构，电 动机经联轴器带动减速器的三对齿轮z1-z2、z3-z4、z5-z

2、6将转速降低，然后带动曲柄1转动，六杆机构使滑块5克服阻力Fr而运动。为了减小主轴的 速度波动，在曲轴 A上装有飞轮，在曲柄轴的另一端装有供润滑连杆机构各 运动副用的油泵凸轮。2.设计内容：（1）机构的设计及运动分折已知：中心距x1、x2、y,构件3的上、下极限角，滑块的冲程 H,比值 CEZCD EF/DE各构件质心S的位置，曲柄转速n1。要求：设计连杆机构，作机构运动简图、机构12个位置的速度多边形和 加速度多边形、滑块的运动线图。以上内容与后面的动态静力分析一起画在I号图纸上（2）机构的动态静力分析已知：各构件的重量G及其对质心轴的转动惯量Js（曲柄1和连杆4的重力 和转动惯量（略去不计

3、），阻力线图（图9 7）以及连杆机构设计和运动分析中所 得的结果。要求：确定机构一个位置的各运动副中的反作用力及加于曲柄上的平衡力 矩。作图部分亦画在运动分析的图样上。sxgj（3）凸轮机构构设计已知：从动件冲程 H许用压 力角a .推程角So ,远休止 角S?，回程角S ，从动件的运 动规律见表9-5，凸轮与曲柄共 轴。要求：按a 确定凸轮机构 的基本尺寸.求出理论廓 线外凸曲线的最小曲率半径 p。 选取滚子半径r，绘制凸轮实际廓 线。以上内容作在2号图纸上、压床机构的设计607mmY#内;200(o)p 120符号数据(1)连杆机构的设计及运动分析mm210r/minCE/CDEF/DEn

4、1BS2/BCDS3/DE1/21/4901/21/2作机构运动简图:长度计算:已知：茨=200mm 丫= 310mm1、连杆机构的设计及运动分析1 11书3 二 60 书 3 二 120H= 210mmCE/CD=1/2, EF/DE=1/2, BS JBC=1/2, DS 3/DE=1/2。由条件可得；/ EDE =60v DE=DE DEE等边三角形过D作DJ EE，交EE于J，交F1F2于HvZ JDI=90 HDJ是 一条水平线， DHL FF FF / EE过 F 作 FKL EE 过 E作 E G丄 FF,： FK= E G 在厶E GF 中，KE= GF , FE=E F,Z

5、FKEZ E GF =90E GF KE= GFv EE =EK+KE, FF =FG+GFEE =FF =h DEE是等边三角形.DE=EF=H=210mmv EF/DE=1/2, CE/CD=1/2.EF=DE/4=180/4=52.5mmCD=2*DE/3=2*180/3=140mm连接 AD,有 tan Z ADI=X/Y=70/310又 v AD= X2 Y2.702 3102 317.33mm.在三角形厶ADCffiA ADC中，由余弦定理得：JcD1- 2AD*CD*COSQ2BT= 383 44AC=mmACD2-2AD*C D*CO(T -1X7T) = 245-41mm.A

6、B=(AC-AC )/2=69.015mm BC=(AC+AC )/2=314.425mmv BS/BC=1/2, DS 3/DE=1/2.BS=BC/2=314.46/2=157.2125mmDS3=DE/2=210/2=105mm由上可得:ABBCBSCDDEDSEF69.015mm314.425mm157.2125mm140mm210mm105mm52.5mm(3)机构运动速度分析:已知：n仁90r/min ;1 =里？2 rad/s = 90 ?2=9.42560 60逆时针Vb =1 l ab = 9.425 X 0.=O.m/sVc =Vb +大小？0.65?方向 丄CD丄ABVC

7、b丄BC选取比例尺p, v=0.004m/(mm，作速度多边形Vc 二 Uv pc=0.004 X 151.4986=0.m/sVcb = U v bc = 0.004 X 32.3201=0.m/sVe = Uvpe = 0.004 X 227.2479=0.m/sVf = Uv Pf = 0.004 X 216.594=0.m/sVfe = Uv ef = 0.004 X 54.5546=0.m/sVs2 = Uv Ps? = 0.004 X 156.3208mn= 0.m/sVS3 = Uv Ps3 = 0.004 X 113.624mn= 0.m/sVCBI BC=0./0.=0.41

8、12rad/s （逆时针)( 顺时针)s 3 =乞=0./0.140=4.3285rad/sIcDs 4 =涯=0./0.0525=4.15654rad/s（ 顺时针）Ief项目BCEFVS2S31234数值0.0.0.0.0.0.9.4250.41124.32854.15654单位m/sRad/s(4 )机构运动加速度分析:2 2aB=3 i Lab=9.425 x O.=6.m/s2 2ce=3 2 Lbc=0.4112 x 0.=0.m/s2n 2 2 2a cd=w3 Lcd=4.3285 x 0.14=2.623m/sna fe2 2nttnac = a cd+ a cd= aB +

9、 a cb + a cb 大小：？? V ? V方向：？ C TD 丄CD BA 丄BC C B 选取比例尺卩a=0.04m/ (mm/s2)，作加速度多边形图=3 4 Lef=4. x 0.0525=0.907m/s加速度乡观 a0. Om/ (mm/s2)aC=Uapc =0.04 x 114.7231=4.5889m/s2aE=Ua ta CB=Ua ta CD=Uap e =0.04 x 172.08465=6.8834m/s2ncncaF2=0.04 x 55.4803=2.219 m/s2=0.04 x 56.2262=2.249 m/sta ef大小:方向:na ef +VF E

10、丄EFaF=Uap f=0.04 x 78.4917=3.13967m/s2as2=u=0.04 x 132.3339=5.29336m/s2as3=Uat2= a cb/L cb=2.219 /0.=7.0573 m/st23= a ct7LcD=2.249/0.14=16.064 m/s2=0.04 x 86.0423= 3.4417m/s项目aBacaEaF-as2-a s3-23数值6.130654.58896.88343.139675.293363.44177.057316.064单位m/s2rad/s 2(5)机构动态静力分析QG3G5FrmaxJs2Js3万案川160010408

11、40110001.350.39单位NKg.m 21）.各构件的惯性力，惯性力矩：Fi2 =R2*as2=G2*as2/g=1600 x 5.29336/9.8=864.222N （与 as2 方向相反）Fi3 =R3*as3= G3*as3/g=1040 x 3.4417/9.8=365.242N （与 as3 方向相反）(与aF方向相反)FI5 = m5*aF二G5*aF/g=840 x 3.13967/9.8=269.1146NFr= 0 （返回行程）MS2=Js2* a 2=1.35 x 7.0573=9.5274N.m（顺时针）MS3=Js3* a 3=0.39 x 16.064=6.

12、265N.m（逆时针）LS2= MS2/FI2 =9.5274/864.222 x 1000=11.0243mmLS3= MS3/FI3 =6.265/365.242 x 1000=17.153mm2).计算各运动副的反作用力(1)分析构件5对构件5进行力的分析，选取比例尺卩F=20N/mm作其受力图构件 5 力平衡：F45+F65+FI5 +G5=0则 F45= 572.604N ; F65=42.462NF43=F45 (方向相反)(2)对构件2受力分析对构件2进行力的分析，选取比例尺卩F=20N/mm作其受力图L严咒杆2对B点求力矩，可得：Fl2*Ll2+G*L2 -匸32*LbC =0

13、864.222 X 120.2776+1600X 1.6873- F dx314.425=0F f32= 339.1786N杆 2 对 S2 点求力矩，可得：Ui2*LBS2 - FI2* LS2 - Ft32*LCS2=0Fti2X 157.2125-864.222 X 11.0243-339.1786 X 157.2125=0 Fti2=399.781N(3)对构件3受力分析对构件2进行力的分析，选取比例尺卩F=20N/mm作其受力图F43SiF%氏严23 F13FS二 F%3Jf43F%3杆 3 对点 C求力矩得：F63*LCD - F43*LS3- F I3* Ll3 =0Ft63X

14、140-572.604 X 17.153-365.242 X 34.3066=0Ft63=159.65777N构件 3 力平衡：尸23+ Ff23+F43+Fl3 +匸63+尸63=0 则 123=629.326“; F63=626.764N由此可求出：F23=715.572N; F63=646.78N; F32= - F 23构件 2 力平衡：F32 + G2+FI2 +F112+Fni2=0则 “2=1752.458” ; F12=1798.258N(4)求作用在曲柄AB上的平衡力矩MbF61=F21 = 1798.258N.Mb=F21* L =1798.258 X 67.3219 X

15、0.001= 121.062N.m (逆时针)Fsi项目FI2FI3FI5MS2MS3MbFn63Ft63数 值1798.258365.242269.11469.52746.265121.062626.764159.65777单 位NN.mN项目Fn12Ft 12Fn23Ft23F34F45F65F61数 值1752.458399.781629.326339.1786572.604572.60442.4621798.258单位N三、凸轮机构设计符号ha S 0S 01S 0/单位mm(0)方案31930653575有 H/r0=0.47, 即有 r0=H/0.47=19/0.47=40.426

16、mm取 r0=40mm 取 rr=5mm在推程过程中：由 a=2n h 32 sin(2 nS / S 0)/ S 02得当S 0 =650时，且00 S =0,即该过程为加速推程段 当S 0 =65时，且S =32.50,则有a=0,即该过程为减速推程段 所以运动方程 S=h ( S / S 0) -sin(2nS / S 0)/(2 n )S0005010015020025030035S01.4362.8724. 3085.7447.1808.61610.052单位(mm)S40004505055060065S11.48812.9244.36115.79717.23318.669单位(mm)2 2在回程阶段，由 a=-2 n hw sin(2 nS / S 0 )/ S 0 得 当S O =750时，且0S 37.5,则有a=37.5,则有a=,即该过程为加速回程段 所以