机械原理课程设计压床机构的设计

1、机械原理课程设计-压床机构的设计压床机构设计说明书院系：机电工程学院 班级:机械xxx班 学号: 姓名：指导老师:19 / 15目录一、设计题目压床机构的设计二、工作原理压床机械是由六杆机构中的冲头（滑块）向下运动来冲压机械零件的。图1 为其参考示意图，其执行机构主要由连杆机构和凸轮机构组成，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，曲柄通过连杆、摇杆带动滑块 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

2、油泵凸轮 机构。三、设计要求电动机轴及曲柄轴垂直，使用寿命10年，每日一班制工作，教荷有中等冲 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值a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。ffnm0.7511h四、原始数据内容及工作五、见下表导杆 机构 运动 分析转速 n2 (r/min)95距离xi (mm)50距离x2 (mm)140距离y (mm)160冲头行程h (ran)150上极限角01 ( )120下极限角2 ( )60导杆 机构 动态 静力 分析工作阻力心(n)4300连杆3质量nt (kg)60连杆3质心转动惯量

3、“3 (kg m2)0.21滑块6质量优(kg)34摇杆4质量(kg)40摇杆4质心转动惯量4 (kg m2)0.2凸轮 机构 设计从动件最大升程h20从动件运动规律余弦许用压力角用30推程运动角6。60远休止角6,10回程运动角加60izzl 同i1、根据压床机械的工作原理，拟定执行机构(连杆机构)，并进行 机构分析。2、根据给定的数据确定机构的运动尺寸,icb=0.5ibo4，icd=(0.25 0.35)lco4o要求用图解法设计，并将设计结果和步骤写在设计说明书中。3、连杆机构的运动分析。分析出滑块6的位移、速度、加速度及摇 杆4的角速度和角加速度。4、连杆机构的动态静力分析。求出最大

4、平衡力矩和功率。5、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r。、偏距e和滚子半径r.)，并将运算结果写在说明书中。画出凸 轮机构的实际廓线。6、编写设计说明书一份。应包括设计任务、设计参数、设计计算过 程等。六、设计计算过程1.压床执行机构(六杆机构)的设计根据给定的数据，利用autocad绘制出当摇杆摆到两极限位置时，机构运动简图 （图 3）。由图3可知，因为。，=150 （即压头的行程h）,而三角形。的。4为等边三角形, 可推出四边形cgqo为平行四边形，则。4=cg=二150则8 =。.35。4=52.5,由。8 = 0.58。4，则8。4=100 ,tan/

5、qqe =言=03125,则n0qe = 17.4, /用0m =42.6 ,在三角形。曾中，aa4*曲2）=165,由cosnb&g 二 ”；一二得出 4q =113. 7,同理可得 8。2=210. 8,所以 qa =一；呸=48.55, a8 =。2a +。2用=162.3,所以得到四条杆长。2a =48.55, a3 = 162.3, bo4 = 100oq=j(4()2 +1602) =165利用上述求得的曲柄摇杆机构各杆的长度，利用一款四杆机构设计及运动分析软 件(图4),输入四杆的杆长后可以得到:行程速比系数k=(180 + 8)/(180-e)得，k=1.1o5,摇杆的摆角口=

6、60 o图4四杆机构的运动分析图7摇杆的角加速度曲线下面分析当摇杆分别摆到两极限位置时，滑块的速度及加速度。原始数据要求，杆件2的转速n=80r/min,则其角速度归为:80*2*n卬产 rad/s=8. 38 rad/s60点a的线速度v尸/1oa=0.41 m/s用相对运动图解法作出以下两个位置的速度多边形和加速度多边形。（1）上极限位置1）此时，机构运动简图如图8所示。二图8摇杆摆到上极限位置时机构运动简图2）速度分析方向垂直02av八二九+丫心 因为乙二0，所以vv八s =0.41m/s3）加速度分析- a b + a h- aa + a ha + a ba方向v v v v v大小0

7、? j ja , =w.2 1 0 a =8. 382 *48. 55mm/s2 =3. 41m/s2 /i iu 八na ba = v2 r,/1=1.04 m/s2测得。=50, b=400所以a b *cosb= , + a baa b =5. 81 m/s2 所以 a b 5. 81 m/s2乂因为a b /a c =bo 4 /co 4 =0 6 7所以测出 2=60, 1=71-6o = h0对 y 轴投影得：0=-a(. sinl + az nc. sin2对 x 轴投影得：ad= ac cosl + af dccos2解得 a qu =1.91 m/s2ad=9. 47 m/s

8、2（2）下极限位置1）此时，机构运动简图如图9所示。图9摇杆摆到下极限位置时机构运动简图2）速度分析方向垂直v a,二 v 夕 +v x， 因为 v h，=0,所以 v 4二 v /ra.=0. 41m/s0、a3）加速度分析a aa 夕=口 + 少= 入 + a 夕”方向大小0? ja八二2 2 1oa=8. 382*48. 55mm/s2=3. 41m/s2a ba= v2 ba/lali=1.04 m/s2测得 1=122=12所以，向y轴投影，有：-授zj. *cos - &c，,+ a 0u，+ a方向 v v vj大小 ？ j 0?对 x 轴投影：a z. cos30= ac.+

9、af对y轴投影：-&八sin30=0解得=o m/s2 a. =3. 62 m/s22.设计凸轮轮廓曲线，确定凸轮基本尺寸(1)余弦加速度运动规律，其推程时的速度方程为 v=nhwsin(n j/jj/ (26“ )回程时的速度方程为v=- n hwsin( n 61s0)/ ( 28 o )确定基圆半径小8=0?川河得到许多瓦工,的值，它们等于及新建中心轴的距离，再用光滑的 曲线连接各断点，基圆半径为凸轮最低点及两边极限直线夹角的交点的连线长度具体过程：凸轮推程时，be=0p=v/w=v= nhsin(ir j/jj/ (2jo )，则当 5=0、70 时，be=0当 5 二 14时，be=

10、15.1当5 二28时，be=24.5当万=42时，be=24.5当 6 =7 时，be=7.9当 5 二21时，be=20.8当6 =35时，be=25.7当 5 =49时，be=20.8同理，凸轮回程时，be=0p=v/w =- n hsin( n d/3 o)/ (23。)当 6 =6 时,be=9.3当 5=0、60 时，be=0当 6 = 12 时，be=17.6当 5 =24 时，be=28.5当 6 =36 时,be=28.5当 6 = 18 时，be=20.9 当 6 二30 时,be=30 当 6 =42 时，be=20.95h,，9以且日n ib畛窗奇齿套y/ib 詈 ff

11、最后绘制出图形，测得基圆半径为r(, =39. 54mm由确定基圆半径的公式r。 yl(ds/dd-e)/tnna-s2 +e2代入一个特殊值，得出两个式子：r、之出(+-6)-与+/, 0,2及 r2o y/3(-e)-h2 +e2 由两式相减得 e=7. 7 mm（3）利用几何法绘制凸轮轮廓曲线步骤：1）根据基圆半径和偏心距画出部分。2）将基圆的一部分70角五等分，作为推程的部分，再以10和60分别画 远休和回程的部分。3）再过各等分线及基圆的交点做该偏置圆的切线。4）利用反转法原理画该凸轮的轮廓曲线。5）画滚子半径圆（圆心绕着凸轮的工作轮廓线）。rl=0.2ro=7.9mmo六、设计总结

12、及体会对于机械原理，我对其一直表示很害怕，因为我听学长学姐说机械原理这门课很难学，很 多人都挂在这上面了。因此，我在平时花费在机械原理的时间也比其他课多很多，期末考试 成绩也不错。机械原理课程设计一一这是我入大学的一次做课程设计。开始我不知道什么是课程设 计，因此有些茫然和不知所措，但在老师的指导和同学的互相帮助下还是按时完成了设计工 这次课程设计让我体会很深，也学到了很多新东西。“纸上得来终觉浅，觉知此事要躬行”, 不经过实践，我们又怎么能将书里的知识及实际联系在一起。在这次课程设冲中，充分利用了所学的机械原理知识，根据设计要求和运动分析，选用 合理的分析方案，从而设计出比较合理的机构来这次

13、课程设计，不仅让我们把自己所学的 知识运用到实际生活中去，设计一些对社会有用的机构，也让我们深刻体会到团体合作的重 要性，因为在以后的学习和工作中，但靠我们自己个人的力量是远远不够的，必须积聚大家 的智慧，才能创造出令人满意的产品来。通过这次试验我才亲身体会到自己学的知识及实际动手之间还有一定的差距。首先在画 图方而，如何布局才能使图让人清晰易懂，不显得空旷和不浪费纸张。其实要事先想好在哪 一部分画什么，并确定相应的比例尺。在对结构进行力的分析的时候，首先要确定各杆的运 动方向，再确定其受力方向。在画图的时候要力求精确，只有这样才能使计算结果及实际相 差不大。在画图的过程中，间接的帮我们复习了以前的知识，比如机械制图，理论力学等。 同时，这次课程设计也为我们以后的毕业设计打下了一个基础，我相信，经过这次设计，我 们毕业设计的时候不再会象现在这