压床课程设计说明书

1、机械原理课程设计设计说明书设计题U：压床机构综合设计者：*指导老师：*目录1设计题目11.1设计任务11.2设计题目简介11. 3设计条件及设计要求22. 运动方案设计52. 1机械预期的功能要求52. 2机构运动方案的选定52. 3设计任务52. 3. 1构件尺寸的确定以及杆组分析62. 3. 2曲柄驱动力矩的计算62. 3.3 E轮转动惯量的确定2. 3. 4运动仿真82. 3. 5执行机构运动简图83. 应用前景94. 个人小结95. 参考资料10附录101.1设计题目及任务题U：压床机构综合压床是应用广泛的锻压设备，用于钢板矫直、压制零件等。本次设计的主要 任务是：（1）.针对图所示的

2、压床执行机构方案，依据设计要求和已知参数，确定各 构件的运动尺寸，绘制机构运动简图，并分析组成机构的基本杆组；（2）.在压床工作过程中，冲头所受的阻力变化曲线如图所示，在不考虑各 处摩擦、构件重力和惯性力的条件下，分析曲柄所需的驱动力矩；（3）.取曲柄轴为等效构件，要求其速度波动系数小于10%,确定应加于曲 柄轴上的飞轮转动惯量；（4）.用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行 运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。（5）图纸上绘出最终方案的机构运动简图（可以是计算机图）1.2设计题目简介如上图所示，左图为压床的驱动机构，电动机经联轴器带

3、动三级齿轮（%）减速器将转速降低，并带动冲床执行机构（六杆机构ABCDEF）的曲柄AB转动, 六杆机构使冲头5上下往复运动，实现冲压工艺。13题LI给定的数据如下表:(mm)(mm)(mm)鸥(° )(° )H(mm)CECDEFDE(rpm)(KN)50140220601201500.50. 251006冲头在整个行程中受到的阻力如下图:2. 1该设计的主要功能是实现冲头的冲压工艺，要求冲头在接触工件后具有 足够大的压力，同时也要考虑到要有足够的时间间隙完成胚料的供给和取出。2. 2 III于考虑到题H给定方案可能不是最优方案，这里另外提出儿中方案, 并经过计算比较最终选

4、定最优方案进行设计。第一种方案:AB为主动杆带动BC杆和冲头3实现冲压工艺。该方案的特点是结构简单， 成本低廉。但山于冲头运动速度较慢，而AB杆直接山电动机驱动，所以需要复杂 的减速装置。而且冲头运动间歇短不利于送料。故该方案被舍弃。第二种方案:电动机驱动AB杆从而带动冲头实现冲压工艺。该机构运动比较平稳，而且不 需要太多的减速装置。所以相比第一种机构有很大的优势。故最终选择该方案作为 执行方案。2.3 1分析:因为压床的冲头在行程快结束的时候才开始受力，则要求与滑块相连的 杆与竖直导轨的夹角不能大于45° ,因此可得出杆DE的极限位置大致如左图所 示。题 口 要求角 C1DC2二6

5、0° 可得 E1E2二H二 130mm,且 DE1 二E1E2二 150mm。乂因为 EF=0. 25DE, CE=0. 5CD,所以可以求出杆 EF二37. 5, EC二50, CD二 100。AD = 7502 4- 2202 二 225.6可以假设AB杆长为X, BC杆长为Y,令X+Y二M, X-Y=N分别在两个三角形中用余弦定理可得M 2 =血2 + cq2 _ 2AD * C D * COS' 07.2jV2 二 AD2 + C2O2 _2AD*C2D*COS47.2由上式可解得M=272. 5, N=173. 9所以 X=223. 2, Y二49.3。即是 BC=

6、223. 2, AB=49. 3o杆组分析：该机构主要有4根杆和一个滑块组成。杆AB, BC和CD组成一个曲柄摇杆机构，作为整个机构的驱动装置。而杆DE,EF和滑块5构成曲柄滑块机构，主要充当执行机构。电机转动驱动曲柄AB转动，从而带动BC以及杆DE的摆动，从而使滑块3沿 着导杆上下移动以此来达到冲压的U的。Q2. 3.2山上图可以看出冲头在下降到0. 75H处时阻力开始增大，这说明在行进到0.75H的时候开始接触到工件，而且可以看到阻力跟行程是呈线性关系的。而在回 程的时候阻力一直保持不变，且等于工作行程的前段阻力。对机构在任意位置进行受力分析如下图:在此时刻假设冲头所受阻力为FH则有:所以

7、axa = Fh IFeFg = F” / tanasin厂唧兀 =F/fsina杠杆定理所以所以所以FeED = FJCDFcyHEDICDTF®Fc = F(y /cos/7sin<9 = ,/FflF沪 Fsina =化 sin0T = FfiyAB111以上各式可以得出转矩T的表达式T = (73.95巧/ * sin/ * sin)/(tana * cosy?)2. 3. 4运动仿真用adams仿真可以得到位移曲线如下图：0510153030<02025TWft IM0PART_10_MEA_? 300 0CE 可o o o O w w M W2 2 11004

8、5速度曲线如下图:5500oTOJ 585w ow11 1/PART 1O ME<11-3 WO-5W0 4-000525M020加速度曲线如下图:一 Edgz-yv2. 3. 5机构运动简图3. 应用前景随着机械制造技术的进步和自动化的普及，电动机的速度会越来越快，而且 应用的范用也会大大的扩展，同时山于范圉的扩大也会增加很多需要用到低速的器 械，减速箱在这里就发挥着至关重要的作用。把减速箱设计的更小巧，效率更高就 能节省更多的能源，因此减速箱的设计也占有举足轻重的地位。4. 个人小结第一次做设计，开始的时候一点思路都没有，后来通过慢慢学习别人的范 例，慢慢掌握了设计的方法。过程中也遇到过很多困难，比如方案的设计和选择， 以及本设计中要求连架杆DE的摆角为60