机械原理课程设计压床设计任务书及计算说明书_图文

1、中南大学机械原理课程设计任务书专业学生姓名班级学号指导教师教研室主任新余学院机械原理课程设计任务书已知数据见表。设计数据表1 连杆机构的设计及运动分析符号 x x y 中南大学机械原理课程设计计算说明书专业学生姓名班级学号指导教师教研室主任目录一. 设计要求-31. 压床机构简介-32. 设计内容-3 (1 连杆机构的设计及运动分折-3(2 凸轮机构设计-3(3 齿轮机构设计-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 长度计算-4(3 3位置时机构运动速度分析-5-(4 3位置时机构运动加速度分析-6(511位置时机构运动分析-8(611位置时机构

2、加速度分析-92.凸轮机构设计-103.齿轮机构设计-12三.设计体会-13四.主要参考文献-14一、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

3、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。以上内容画在3号图纸上。(2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。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3号图纸上。(3齿轮机构设计:已知:齿数Z1,Z2,模数m,分度圆压力角,齿轮为正常齿制,工作情况为开式齿轮,齿轮与曲柄共轴。要求:选择两轮变位系数x1、x2,计算此对齿轮传动的各部分尺寸。二、压床机构的设计、连杆机构的设计及运动

4、分析 ( 作机构运动简图:如图( 长度计算:已知:X1= mm,X2= mm ,y= mm,13= 0,113=120,H=210mm,CE/CD=1/2, EF/DE=1/2, BS2/BC=1/2, DS3/DE=1/2。由条件可得;EDE=60DE=DEDEE等边三角形过D作DJEE,交EE于J,交F1F2于HJDI=90HDJ是一条水平线,DHFFFFEE过F作FKEE过E作EGFF,FK=EG在FKE和EGF中,KE=GF,FE=EF,FKE=EGF=90FKEEGFKE= GFEE=EK+KE, FF=FG+GFEE=FF=HDEE是等边三角形DE=EF=H=210mmEF/DE=

5、1/2, CE/CD=1/2EF=DE/4=180/4=52.5mm CD=2*DE/3=2*180/3=140mm 连接AD,有tanADI=X1/Y=70/310又 317.33=mm在三角形ADC和ADC中,由余弦定理得:r/min AC=mmAC =mm AB=(AC-AC /2=69.015mm BC=(AC+AC /2=314.425mm BS 2/BC=1/2, DS 3/DE=1/2BS 2=BC/2=314.46/2=157.2125mm DS 3=DE/2=210/2=105mm ( 位置时机构运动速度分析:已知:n1=90r/min ;1 =2601n rad/s = 2

6、6090 =9.425 逆时针vB= 1l AB = 9.4250.069015=0.650451m/sC v = B v + Cb v 大小 ? 0.65 ? 方向 CD AB BC选取比例尺v=(0.01m/s/mm ,作速度多边形如图 v C =u v pc =0.0165.5mm=0.655m/s v CB=u v bc =0.0114.6mm=0.146m/sv E =u v pe =0.0190.7mm=0.907m/s v F=uv pf=0.0191.2=0.912m/sv FE =u v ef=0.0117.4mm=0.174m/sv S 2=u v 2ps =0.0162.

7、5mm =0.625m/s vS 3=uv 3ps =0.0145.4mm =0.454m/s2 =BCCBl v =0.146/0.314=0.4649rad/s (逆时针3=CDCl v =0.655/0.140=4.678rad/s (顺时针 4=EFFEl v =0.174/0.0525=3.314rad/s (逆时针 ( 位置时机构运动加速度分析:a B 12L AB =9.42520.069=6.13m/s 2a nCB 22L BC =0.464920. 314=0.057m/s 2a nCD 32L CD =4.67820.14=2.614m/s 2a nFE 42L EF =

8、3.31420.0525=0.576m/s2a C= a n CD + a t CD = a B + a t CB + a n CB大小: ? ? ? 方向: ? C D CD B A BC C B选取比例尺a=(0.1m/ s 2 /mm,作加速度多边形图如图 a E=u ae p=0.164.6mm=6.46m/s2 a t CB u a =0.189.2mm=6.92m/s2a t CD u an c=0.134.2mm=3.42 m/s2a F = a E +a n EF + a t EF 大小:? ? 方向:FEEF a F u af p=0.160.2mm=6.02m/s2a s2

9、 u a=0.128.6mm=2.86m/s2a s3 u a=0.132.3mm= 3.23m/s 22= a tCB L CB 6.92 /0.314 22.03 rad/s 2 3= a tCD /L CD =3.42/0.14=24.42 rad/s2 ( 位置时机构运动速度分析: 已知:n1=90r/min ;1 =2601n rad/s = 26090 =9.425 逆时针vB= 1l AB = 9.4250.069015=0.650451m/sC v = B v + Cb v 大小 ? 0.65 ? 方向 CD AB BC选取比例尺v=(0.01m/s/mm ,作速度多边形如图

10、v C =u v pc =0.0138.6mm=0.386m/s v CB=u v bc =0.0141mm=0.41m/sv E =u v pe =0.0158.2mm=0.582m/s v F=u v pf=0.0151.3mm=0.513m/s v FE=u v ef=0.0123.4mm=0.234m/sv S 2=u v 2ps =0.0149.4mm =0.494m/s v S 3=uv 3ps =0.0128.9mm =0.289m/s2 =BCCBl v =0.41/0.314=1.3057rad/s (逆时针3=CDCl v =0.386/0.140=2.757rad/s (

11、顺时针4=EFFEl v =0.234/0.0525=4.4647rad/s (逆时针 ( 位置时机构加速度分析:a B 12L AB =9.42520.069=6.13m/s 2a n CB 22L BC =1.305720. 314=0.5353m/s 2a nCD 32L CD =2.760720.14=1.067m/s 2a nFE 42L EF =4.464720.0525=1.0465m/s2a C= a n CD + a t CD = a B + a t CB + a n CB大小: ? ? ? 方向: ? C D CD B A BC C B选取比例尺a=(0.1m/ s 2 /

12、mm,作加速度多边形图如图 a E=u ae p=0.175.6mm=7.56m/s2 a t CB u a =0.142.675mm=4.2675m/s2 a t CD u an c=0.149.01mm=4.901 m/s2a F = a E +a n EF + a t EF 大小:? ? 方向:FEEFa F u af p=0.185.5mm=8.55m/s2a s2 u a=0.155.5mm=5.55m/s2a s3 u a=0.137.7mm= 3.77m/s22= a t CB L CB 4.26 /0.314 13.57 rad/s23= a t CD/L CD=4.90/0.

13、14=35 rad/s2 有H/r0=0.47, 即有r0=H/0.47=19/0.47=40.426mm取基圆半径r0=40mm e=8mm 滚子半径r=8mm在推程过程中:由a=2h2 sin(2/0/02得当0 =650时,且00=0,即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 在回程阶段,由a=-2h2 sin(2/0/ 0 2得当0 =750时,且0037.50,则有a=37.50, 则有a=0,即该过程为加速回程段所以运动方程S=h1-(/0+sin(2/0 /(2 凸轮廓线如图 3

14、.齿轮机构设计已知:齿轮6,32,112065=m oZ Z 模数分度圆压力角,齿轮为正常齿制,工作情况为开式传动,齿轮Z 6与曲柄共轴。由于其中一齿轮齿数小于17,要避免产生根切现象必存在变位系数,必要增大其中心距,取a =130mm,求得=21,142 经计算后取变位系数 : x5=0.393 mm Xmin5=0.3529 mm x6=-0.222 mm Xmin6=-0.8824 mm分度圆直径:d 5=m* Z 5=66.0mm d 6=m* Z 6=192.0mm 基圆直径:d 5b = d 5*cos =62.024mm d 6b = d 6*cos = db6=180.433m

15、m 齿厚:S 5=(tan *22/x +*m= 10.961mm S 6=(tan *22/x +*m= 8.628 mm 齿顶高:h 5a =(h *a +x 5*m=8.329mm h 6a =(h *a +x 6*m = 4.642mm 齿底高:h 5f =( h *a +c *- x 5*m=4.62mm h 6f =( h *a +c *- x 6*m=8.829mm齿顶圆直径和齿底圆直径: d 5a = d 5+ 2h 5a =83.618mm d 5f = d 5-2h 5f =56.675mm d 6a = d 6+2h 6a =200.325 mm d 6f = d 6-2

16、h 6f =173.382mm 重合度:tan (tan tan (tan 21,66,55-+-=a a z z =1.390三设计体会 此次课程设计是我们历来任务量最大的一次，一共持续了一周。我们组一 共有五个组员，收到老师安排的任务设计压床 3 之后，我们组第二天就一 起去图书馆开始了我们的设计旅程。然后我们通过互联网查找相关的资料，通 过参考前人的经验我们对设计有了初步的了解与认识。后来我们通过适当的交 流与合作，每个组员都很尽心尽力，虽然我们在这次的设计中遇到了很多的困 难，比如受力分析时老弄错、常常出现计算错误、齿轮设计也有点手足无措， 但我们通过查找一些资料，还有组员之间的互助，

17、使这些问题迎刃而解。这次 的课程设计不仅让我掌握了很多机械原理知识，而且让我知道一个团队团结合 作的重要性，我很喜欢我们的团队，他们可以为了我们齿轮的机组数据通宵达 旦，为了别的组员出现的问题，仔细寻找错误所在。最后我们在老师的悉心指 导下，解决了不少我们解决不了的问题。然后我们用了一天的时间完成图纸。 到此我们组的机械原理课程设计圆满成功。通过这次的设计，我学会了之前在 上课时不懂的知识，知道该如何计算连杆、凸轮、齿轮的各种基本参数。 26 四主要参考文献 1、 机械原理课程设计指导书 王湘江 何哲明 主编 中南大学出版社 2011； 2、 齿轮设计与实用数据速查 张展 主编 机械工业出版社