机械原理压床设计

1、机械原理课程设计说明书设计题目：压 床机构设计工程院（系）机械制造专业班级 学号设计者指导老师完成日期2009年7月10日一、压床机构设计要求1 .压床机构简介及设计数据1.1 压床机构简介图96所示为压床机构简图。其中，六杆机构 ABCDE的其主体机构，电 动机经联轴器带动减速器的三对齿轮 z1-z2、z3-z4、z5-z6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。图 9-6表9 5设计数据1.2 设计数据ft 9 5 设计数据设计内容连杆机掏的设计及运动分析

2、齿轮机构的设计符号11*2y必弧HCDBe暝1B5b'bcns3 rfE*5£百CTm单位mmmmr/minc>mm方案150140220go120ISOV2)/41001/2/z1138205方案6017026060120ISO1/21/4901/211035206方案170200310601202101/21/4901/21/2n32206段计内容凸轮机构的设计连杆机构的动态静力分析及飞轮转初惯就的确定符号h3。品从动杆运动 一规律-fS2* fitan n.3单位rnni<*)Nkjg * mcN方案I1730552535余弦6604403000. 2&am

3、p;0. 08540001/30方案1183060-3080等加速106072白5500. 640. 270001/30方案93065：<i75正弦160010408401. 350. 39110001/301.1 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CE /CD、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l号图纸上。1.2 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（曲本B1和连

4、杆4的重力 和转动惯量（略去不计），阻力线图（图97）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。1.3 飞轮设计已知：机器运转的速度不均匀系数汽由两态静力分析中所得的平衡力矩 Mb;驱动力矩Ma为常数，飞轮安装在曲柄轴 A上。要求：确定飞轮转动惯量Jo以上内容作在2号图纸上。1.4 凸轮机构构设计工作行程rr已知：从动件冲 程H,许用压力角 % .推程角& ,远 底工角S?回程角5/ 从动件的运动规律见 表9-5,凸轮与曲柄共 轴。要求：按勾确定 凸轮机构的基本尺 寸.求出理论廓 线外

5、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号图纸上压床机构设计、连杆机构的设计及运动分析单位mm（。）mmr/min符号XiX2y1 pn pHCE/CDEF/DEn1BS2/BCDS3/DE数据50140220601201801/21/41001/21/2设计内容连杆机构的设计及运动分析1、作机构运动简图如图所示b机构运动速度分析:项目LabLbcLdeLefLbS2LDS3Lcd数值69.01314.4221052.5157.21105140单位mm已知：ni=90r/min;必=上2n rad/s =90 *2n =9.425 逆时针16060VB

6、= 011AB = 9.425 X 0.06901 =0.65 m/sVCvbVCb大小？0.65方向 ±CD±AB±BC选取比例尺以v=0.005m/s/mm,作速度多边形图vc = Uv pc=0.005 X121.2=0.606m/svCB = u v bc= 0.005 X25.68=0.128m/sve = Uv pe=0.005 X181.8=0.909m/sVfUv pf= 0.005 X182.6=0.913/sVfeUvef= 0.005 X34.95=0.175m/sVS2Uvps2 =0.005 X 125.1mm = 0.626m/sVS3

7、Uvps3 = 0.005 X 90.88mm = 0.454m/sVCB l BC= 0.128/0.31442=0.407 rad/s顺时针）逆时针）VFE= 0.175/0.0525=3.333 rad/s (顺时针）"=0.606/0.140=4.329 rad/s ( lcD项 目V Bv CV EV FUS2VS301%8384数 值0.650.6060.9090.9130.6260.4549.4250.4074.3293.333单 位m/sRad/slEF机构运动加速度分析:aB= 3 i2Lab=9.4252x 0.06901=6.130m/s2anCB= 3 22L

8、bc=0.4072 X 0.31442=0.052m/s 2anCD=w 32Lcd=4.3292 X 0.14=2.624m/s 2aC= ancD+ attncd= aB + a cb + a cbC 7 D ±CD B7A ±BC C7B大小:方向:?*选取比例尺以a=0.05m/s/mm,作加速度多边形图aC=Uap'c' =0.05 x 85.63=4.282m/s 2p'e'=0.05Xl28.45=6.422m/s2u u = =B D c c ta tam'c'=0.05 x 178.4=8.919 m/s22

9、FEta+h'c'=0.05 X 67.70=3.385 m/sE.aFEna+大小：，? V ?方向： VTF-E ±EFaF=Uap'f'=0.05 x 119.49=5.975 m/sas2=ua p'S2' =0.05 x 56.81=2.841m/sas3=ua p's3'=0.05 x 64.22=3.211 m/s 2民 2= atcB/LcB=8.919 /0.31442 =28.37 m/s 2% 3= acD/L cd=3.385/0.14=24.18 m/s 2机构动态静力分析GFrmaxJs2Js

10、3力荣山16001040840110001.350.39单位NKg.m2一.各构件的惯性力，惯性力矩:FI2=m2*as2=G2*as2/g=1600 X2.841/9.8=463.84N （与 a2方向相同）FI3 =m3*as3= G3*as3/g=1040 X3.211/9.8=340.76N （与 as3 方向相反）FI5 = m5*aF=G5*aF/g=840 x 5.975/9.8=512.14N （与 aF 方向相反）Fr =Frmax/10=11000/10=1100NM2 =Js2* 认 2=1.35 X 28.37=38.30N.m（逆时针）M3 =Js3* % 3=0.3

11、9 x 24.18=9.430N.m（逆时针）Ln2= MI2 /FI2 =38.30/463.84=82.57mmLn3= MI3 /FI3 =9.430/340.76=27.67mm二.计算各运动副的反作用力(1)求力 F45, F65对构件5进行力的分析，选取比例尺 以F=20N/mm 作其受力图构件 5 力平衡：F45+F65+Fr +FI5 +G5=0 贝U F45=以 F*L=20X 122.09=2441.8N F65=以 fL65=20X 14.49=289.8N F43=-F45(2)1.对构件2受力分析 杆2对点C求力矩得：Fi2* Li +Ft12*LbgG2* L3=0

12、；463.84 4 0.1414+Fti2 4 0.31442-1600 乂0.06822=0;解得 Fti2=138.56N杆2对B点求力矩，可得：FI2* L4+G2L2 - Ft32*LBC =0463.84 X 23.70+1600X68.22- F t32X 314.42=0F t32= 382.12N2.对构件3受力分析 由杆3对点C求力矩得： F43*Ll-G3*L2+Fl3* L3-Ft63*LCD=0 ； 2441.8 X 69.81-1040 X 34.37+ 340.76 X 0.5648-F t63X 140=0;解得 d63=963.64NG3' f 构件3构

13、件3对E点求矩得：Fn23* L6-Ft23*L5-FI3* L4-G3* L7-Ft63* LDE=0Fn23 X 67.70-382.12 X 17.78-340.76 X 54.77-1040 X 103.69-963.64 X 210=0 Fn23=4757.33N.3.求力 Fn12, Fn63对杆组23进行力的分析得：F43+FI3 +© + Ft63+F163+ FI2 + G + F12+Ft 12=0大小：方向：， a/a/a/a/a/选取比例尺以F=20N/mm作其受力图贝U Fn12=20X 341.22=6824.4N;Fn63=20X 110.7=2214.

14、1N.(3)求作用在曲柄AB上的平衡力矩Mb)OB构件1Mb=F21LAB=261.97X 10X0.04928=129.10N.mF61=F21=261.97 乂 10=2619.7N.项目FI2FI3FI5M2M3MbFn63Ft63数值463.84340.76512.1438.309.4302214.1963.64单位NN.mN项目12Ft 1223Ft 23F34F45F56F61数值6824.4138.564757.33382.122441.82441.8289.8单位N凸轮机构设计符号h%S 0S 01S 0/单位mm(°)1方案11730552585所以有 H/ro=0

15、.45,即有 r0=H/0.45=17/0.45=37.778mm取 ro=39mm取 rr=5.6mm在推程过程中：由 a=兀 2H a 2 cos(兀 8 / 8 0)/ (2 8 02)得当8 0 =550时，且8 <=22.50，则有a>=0,即该过程为加速推程段 当8 0 =550时，且8 >=22.50,则有a<=0,即该过程为减速推程段 所以运动方程 S=H1-cos(兀8 / 8 0)/280050100150200250300350400450500550S00.3441.3492.9344.9697.299.7112.09114.06615.65116.65617单 位(mm)在回程阶段，由a=-兀H a cos( % 8/80)/ (28 0)得 当6 0 =850时，且6 <=42.50，则有a<=