机械原理课程设计压床机构设计说明书

1、Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.机械原理课程设计说明书设计题目：压 床 机 构 设 计学院机械工程学院班级机械 0000 班 设计者学号 0000000000 指导老师2012 年 1 月 13 日机械工程学院目录一. 设计要求-31. 压床机构简介-32. 设计内容-3 (1) 机构的设计及运动分折-3 (2) 机构的动态静力分析-3 (3) 凸轮机构构设计-3 二压床机构的设计: -41. 连杆机构的设计及运动分析-4 (1) 作机构运动简图-4 (2) 计算长度-42. 机构

2、运动速度分析-53. 机构运动加速度分析-64. 机构动态静力分析-8(1)各构件的惯性力，惯性力矩-8 (2)计算各运动副的反作用力-8 三凸轮机构设计-11四、齿轮设计-13五、参考文献-139一、压床机构设计要求1.压床机构简介机械工程学院图 96 所示为压床机构简图。其中，六杆机构 ABCDEF 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-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。2.设计内容：（1

3、）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CECD、EFDE，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。（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)，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

4、上。（3）凸轮机构构设计已知：从动件冲程 H，许用压力角 推程角 。，远休止角 ，回程角 '，从动件的运动规律见表 9-5，凸轮与曲柄共轴。Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.机械工程学院要求：按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 。选取滚子半径 r，绘制凸轮实际廓线。以上内容作在 2 号图纸上二、压床机构的设计1、连杆机构的设计及运动分析（图见附录）表 9-5设计内容连杆机构的设计及运动分析单位mm（º）mmr/min符号X1X2y'&

5、#39;'HCE/CDEF/DEn1BS2/BCDS3/DE数据70200310601202101/21/4901/21/2已知：X170mm，X2200mm，Y310mm，1 60°，11 120°，H210mm，CE/CD=1/2, EF/DE=1/4, BS /BC=1/2, DS /DE=1/2。3323由条件可得；EDE'=60° DE=DE'DEE'等边三角形 过 D 作 DJEE'，交 EE'于 J，交 F1F2 于 HHDI=1/2EDE''+IDE'' =60

6、6;+30°2 =90°HDJ 是一条水平线DHFF'FF'EE'过 F'作 F'KEE' 过 E'作 E'GFF'，F'KE'G在FKE 和E'GF'中，KEGF'，FE=E'F',FKE=E'GF'=90°F'KF'E'GF'KE= GF'EE'=EK+KE', FF'=FG+GF'EE'=FF'=HDE'E 是等边三角形D

7、E=EF=H=210mmEF/DE=1/4, CE/CD=1/2EF=DE/4=210/4=52.5mmCD=2*DE/3=2*210/3=140mm连接 AD,有 tanADI=X1/Y=70/310又AD= mm在三角形ADC1 和ADC2 中，由余弦定理得：机械工程学院AC'=383.44mmAC''=245.42mmAB=(AC'-AC'')/2=69.01mmBC=(AC'+AC'')/2=314.43mmBS2/BC=1/2, DS3/DE=1/2BS2=BC/2=314.46/2=157.22mmDS3=DE

8、/2=210/2=105mm由上可得：ABBCBS2CDDEDS3EF69.01mm314.43mm157.22mm140mm210mm105mm52.5mm2、十二点机构运动速度分析：已知：n1=90r/min；n190w1 =· 2p60rad/s =· 2p60=9.425 rad/s 逆时针vB =w1 ·lAB = 9.425×0.06901m/s0.650 m/svC =vB+vCB大小?方向CD0.65AB?BC选取比例尺v=0.01m/s/mm，作速度多边形（图见附录）vC u v · pc0.01×35.0 m/s

9、=0.350m/svCB u v · bc0.01×46.0 m/s =0.460m/sv E u v · pe0.01×52.0 m/s =0.520m/sv F u v · pf0.01×48.0 m/s =0.480m/sv FE u v · ef机械工程学院0.01×16.0 m/s =0.160m/s2v S u v ·ps 20.01×23.00 m/s 0.23m/s3v S u v ·ps3 0.01×26.53m/s 0.27m/sw v CB0.090/0

10、.31443=0.0286rad/s(逆时针)l2BC3 vClCD4 vFE项目w1n BvCBvvn F49.4250.6500.0900.6200.1000.940129.4250.6500.4600.35001600.480单位rad/sm/slEF0.350/0.140=2.500rad/s(顺时针)0.010/0.0525=3.048ad/s(逆时针)C FE3、机构运动加速度分析：222aB =1 lAB=9.425 ×0.06901 m/s =6.130m/sn222aCB =2 lBC=1.988 ×0.31443 m/s =1.243m/sn222aCD

11、 =3 lCD=1.936 ×0.140 m/s =0.525m/snt =+ntaC =aCD +aCDaBaCB+ aCB大小： ？方向： ？CD CDBACB BC选取比例尺a=0.1 m/s2/mm,作加速度多边形图(图见附录)aC = u a ·p ' c '=0.05×86.36 m/s2=4.318m/s2机械工程学院a E = u a ·p ' e'=0.05×129.54 m/s2=6.477m/s2tnaCB = u a ·' c'C=0.05×50.98

12、m/s2=2.549 m/s2t =aCDu a · nd c''=0.05×85.76 m/s2=4.288 m/s2ntaF=aE+aEF+aEF大小?方向FEEFaF = u a ·aS 2 = u a ·p ' f ' =0.05×125.87 m/s2=6.294 m/s2' 22aS 3 = u a ·p ' s2 =0.05×102.17 m/s =5.109m/sp ' s3 =0.05×64.77 m/s = 3.239m/s' 22

13、t22a 2 =aCB /lCB=2.549 /0.31443 rad/s =8.107 rad/s项目aaaEaFaS 2aS 3a 2a 346.1304.26.6806.03.04.65317.857126.1304.3186.4776.2945.1093.2398.10730.629单位m/s 2rad/s 23aCDa =t /lCD=4.288/0.14 rad/s2=30.629 rad/s2BC4、机构动态静力分析机械工程学院方案G2G3G5FrmaxJs2Js312 点16001000840110001.350.39单位NKg.m21对十二点各构件的惯性力，惯性力矩：FI2=

14、m2* aS 2 =G2* aS 2 /g=1600×6.000/9.8 N =979.59 N（与 aS 2 方向相同） FI3=m3* aS 3 = G3* aS 3 /g=1000×3.250/9.8 N =331.63 N（与 aS 3 方向相反） FI5=m5* aF =G5* aF /g=840×8.000/9.8 N =685.71N（与 aF 方向相反） Fr=Frmax/10=11000/10=1100NMS2=Js2*a 2 =1.35×4.656 N·m =6.28N·m（逆时针） MS3=Js3*a 3 =0.

15、39×17.857 N·m =6.968 N·m（逆时针） hn2= MS2/FI2=10.94/979.59 mm =6.41 mmhn3= MS3/FI3=11.95/331.63mm =20.99 mm2计算各运动副的反作用力(1)分析构件 5 和 4对构件 5 进行力的分析，选取比例尺F=25N/mm，作其受力图构 件 5 力 平 衡 ： F65+F45+FI5+Fr+G5=0F45= 2717N F65=703N对构件 4 进行力的分析，其受力图如右图 平 衡 有 ： 34 54 0F34=-F54=F452717N(2)对构件 2 受力分析 杆 2 对

16、 B 点求力矩：机械工程学院可得： FI2*LI2b +G2*L2bFt32*LBC =0Ft32286.76N杆对点求力矩：可得：Ft21* LBC FI2* LI2c G2*L2c=0Ft21311.86（3）对构件 3 受力分析杆 3 对点 C 求力矩得：F43*LF43c+ FI3*LFI3c-G3*LG3c- Ft63*LDC=0Ft631128.56 杆对点求力矩：3* LG3d+ F43*LF43dFI3*LFI3d + Fn32*LFn32d=0Fn324609.3412（4）求力 Fn21，Fn63解得：Fn217000 Fn633500(5)求作用在曲柄 AB 上的平衡力矩

17、 MbMb= F12*LF12=5461×0.02523=137.78 N.mF61=F12=109.22×50 N =5461 N.机械工程学院项目FI2FI3FI5Fn63Ft63数值979.59331.63685.7135001128.56单位NN符号h0010单位mm（0）方案 31930603575三、凸轮机构设计有 H/r0=0.45,即有 r0=H/0.45=17/0.45=37.778mm取 r0=48mm取 rr=5mm在推程过程中：由 a=2H2 cos(/0)/（202）得当0 =650 时，且 00<<32.50,则有 a>=0,即

18、该过程为加速推程段,当0 =650 时,且>=32.50, 则有 a<=0,即该过程为减速推程段 所以运动方程 S=h (/0) -sin(2/0)/(2)机械工程学院0050100150200250300350400450 50055600S00.070.491.783.726.41 8.5012.515.7115.58.4518.9319.00单位mm在回程阶段运动方程 S=h1-(/0)+sin(2/0) /(2)950100010501150120012501300S1918.7218.0916.9815.3213.1810.181400145015001450160016501700S5.823.712.060.920.280.040单位mm总的结果：HrHbH/2R0eminRgR137.034.03.02494497334单位 mm3）齿轮机构几何尺寸的计算：齿轮 m=5>1 且为正常齿制故 ha*=1 ， c*=0.25, m=6机械工程学院名称小齿轮大齿轮计算公式