机械原理课程设计-压床

本文档来源网络，仅供参考，侵权请联系删除。ZhejiangSci-TechUniversityZSTU说明书设计题目:压床机构设计ZhejiangSci-TechUniversityZSTU说明书设计题目:压床机构设计专业班级：XXX姓名学号：XXX指导教师：XXX完成日期：2013XX日目录一.设计要求 31. 压床机构简介--------------------------------------------------- 32.设计内容 3机构的设计及运动分折 3机构的动态静力分析 3凸轮机构设计 3二．压床机构的设计: 4连杆机构的设计及运动分析 4作机构运动简图 4长度计算 4机构运动速度分析 5机构运动加速度分析 6机构动态静力分析 8三．凸轮机构设计-------------------------------------------------11四．飞轮机构设计-------------------------------------------------12五．齿轮机构设计-------------------------------------------------13六．心得体会-------------------------------------------------------14七、参考书籍-----------------------------------------------------14一、压床机构设计要求压床机构简介图—6所示为压床机构简图。其中，六杆机构 ABCDE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 ，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。设计内容：）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 、各构件质心S的位置，曲柄转速。要求：设计连杆机构, 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。）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(14的重力略去不计以及连杆机构设计和运动分析中所得的结果。矩。作图部分亦画在运动分析的图样上。）凸轮机构构设计2号图纸上

已知：从动件冲程H，δδ?，回程角δ'，从动件的运动规律见，凸轮与曲柄共轴。要求：按α确定凸轮廓线外凸曲线的最小曲率半ρ。选取滚子半径r，绘二、压床机构的设计1、连杆机构的设计及运动分析设计内容单位mm（o）连杆机构的设计及运动分析mmr/min符号X1X2yρ'ρ''HCE/CEF/DEn1BS2/BDS3/D数据7020031060120210D1/21/490C1/2E1/2作机构运动简图：（2）长度计算：X作机构运动简图：（2）长度计算：X1＝70mm，X2＝200mm，Y＝310mm，3＝°3＝°，＝，3/DE=1/2。111由条件可得；∠ED’=6°∵’等边三角形DJH∵∠JDI=90°∴⊥F’FFKGK＝GFE=’,∠FKE∠’G’=9°∴△∵E’=EK+KE',FF’=FG+F∴EE’=FF’=H是等边三角形∵EF/DE=1/2,CE/CD=1/2∴EF=DE/4=180/4=52.5mm CD=2*DE/3=2*180/3=140mmADtan∠ADI=/Y=70/310AD=X2Y2702 317.33mmADAD’中，由余弦定理得：AC=mmAD=X2Y2702 317.33mmADAD’中，由余弦定理得：AC=mmAC’=∴AB=(AC-A’)/2=69.015mm∵B/BC=1/2,S3/DE=1/2mmBC=(AC+AC’)/2=314.425mm∴B=BC/2=314.46/2=157.2125mm由上可得：DS3=DE/2=210/2=105mmABBCB2CDDE3EF69.015mm314.425mm157.2125mm140mm210mm105mm52.5mm比例尺0.05mm/(m/s)n1=90r/min；n11= 60

rad/s=

90 60

=9.425 逆时针B = 1·lAB=5×vC =

vB

vCb大小? 0.65 ?向⊥CD ⊥AB ⊥BCμv=0.004m/(mm/s)，作速度多边形vC＝uv·c＝vB＝uv·c＝vE＝uv·e＝vF ＝uv·f ＝vFE＝uv·f＝vS2＝uv

ps2

＝0.031/0.05mm＝0.620m/svS3＝uv

＝0.022/0.05mm＝0.440m/s∴2＝

＝0.18/0.314425=0.572rad/s( 逆时针)ω3＝

vClCD

＝0.60/0.140=4.290rad/s ( 顺时针)44lEF

( 顺时针)项目 B C E F vS2数

S3 1 2 3 40.650 0.600 0.900 0.880 0.620 0.44 9.425 0.572 4.290 3.809值单m/s Rad/s位2222aB=ω1LAB=9.42522

anCB=ω22LBC=0.5722×0.314425=0.103m/s 2n 2 2 22 2 anFE2 2

大小：？ √ ？ √ ？ √方向：？C→D⊥CDB→A⊥BC 选取比例尺(mm/s2),作加速度多边形图ua

p'c'=0.0033/0.01=3.300m/s 2ua

=0.05/0.01=5.000m/s 2t2a=ua· =0.031/0.01=3.100m/st2ta=ua·n"c'=0.019/0.01=1.900m/st2aF = aE + anEF + atEF大小：? √ √ ?2方向： √ √ F→E ⊥EF2=ua

p'f

'=0.032/0.01=3.200m/sua· =0.042/0.01=4.200m/s 2ua· =0.025/0.01=2.500m/s 2=atCB/LCB=3.100/0.314425 =9.859m/s223=atCD/LCD=1.900/0.14=13.571m/s 23项目 aB

C a

aF

aS3" 2 3数值 6.130 3.300 5.000 3.200 4.200 2.500 9.859 13.571单位 m/s2 rad/s2G2G3G5FrmaxJs2Js3方案Ⅲ16001040840110001.350.39单位NKg.m2．各构件的惯性力，惯性力矩：/g=1600×4.200/9.8=685.714N 单位NKg.m2．各构件的惯性力，惯性力矩：/g=1600×4.200/9.8=685.714N （与aF方向相反）Fr=11000*0.1=1100N.m （返回行程）MS2=Js2*α2=1.35×9.859=13.310N.m（顺时针）MS3=Js3*α3=0.39×13.571=5.293N.m（逆时针）LS2=MS2/FI2=13.310/685.714 LS3=MS3/FI3=5.293/265.306 ．计算各运动副的反作用力(1)分析构件5对构件5进行力的分析，选取比例尺μF=20N/m，作其受力图F45=1140.0N；F65=160.0N）2受力分析对构件2进行力的分析，选取比例尺μF=20N/m，作其受力图杆2对B点求力矩，可得： FI2*LI2+G2*L2-F t32*LBC=0tF32×314.425=0Ft32=339.1786N可得：Ft12*LBS2-FI2*LS2-F t32*LCS2=0×11.0243-339.1786×157.2125=0Ft12=399.781N对构件3受力分析对构件2进行力的分析，选取比例尺μF=0.05mm/N，作其受力图杆3对点C求力矩得：tD F43*LS3-FI3*LI3+G3*COS15 o3=0tG3*COS15o*17=0Ft63=77.6N构件3力平衡：Fn t t n23+F23+F43+FI3+F63+F构件 2 力平衡：F32+G2+FI2+Ft12+Fn12=0则 ；F12=1798.258N求作用在曲柄AB上的平衡力矩MbF61=F21=1798.258N.Mb=F21* L =1798.258 ×67.3219×0.001=121.062N.m（逆时针）

63+G3=012项目FI2FI3FI5MS2MS3MbFn63Ft63数值单位685.714265.306N274.28613.3105.293N.m40.68172.177.6N项目数值nF123575.0t38.68nF232401.0t298.9F341140.0F451140.0F65160.0F613575.0单位N三、凸轮机构设计符号 h [α] δ δs δ＇0单位 mm （）方案3 19 30 65 35 75有基圆半径R0=40mme=8mm 滚子半径R=8mm2在推程过程中：20202

δ/δ0)δ0得0当δ0=650

时，且0<δ<32.5

0,则有a>=0,即该过程为加速推程段 ,0 当δ0=65时,且δ>=32.5,则有a<=0,即该过程为减速推程段所以运动方程 S=h[(δ/δ0)-sin(2πδ/δ0)/(2π0 0020在回程阶段，由a=-2πhω0020

sin(2

)/ ’00当δ0’00

=75

时，且<

,则有a<=0,即该过程为减速回程段 ,’’当δ0’’

=75

时且δ>=37.5

, 则有a>=0即该过程为加速回程段00所以运动方程 00

)+sin(2

)/(2 π)]0当δ0=650

时，且<

,则有a>=0,即该过程为加速推程段 ,0 δ0005010015020025030035S00.060.431.385.308.0510.95单位(mm)0000 0δ404550556065S13.7015.9817.6218.570 δ0005010015020025030035S00.060.431.385.308.0510.95单位(mm)0000 0δ404550556065S13.7015.9817.6218.5718.9419.00单位(mm)0δ 100

0105

0110

0115

0120

0125

0130

0135S 19.00 18.96 18.71 18.08 16.94 15.29 13.18 10.760δ 140

0145

0150

0155

0160

0165

0170

0175S 8.24 5.82 3.71 2.06 0.92 0.04 0 0单位 (mm)凸轮廓线如下:四、飞轮设计Mb123456789101112N．m -28.6 -51.3 -63.5 -37.6Mb123456789101112N．m -28.6 -51.3 -63.5 -37.6 -71.6 -50.0 -9.4-1.145.40.5251.5-160.4将各点的平衡力矩（即等效阻力矩）画在坐标纸上，如下图所示，平衡力矩所做的功可通过数据曲线与横坐标之间所夹面积之和求得。依据在一个工作周期内，曲柄驱动力矩（设为常数）所做的功等于阻力矩所做的功，即可求得驱动力矩Md（常数。在图纸中，横坐标为曲柄转角，一个周期为 2π，将一个周期分为36等份；纵坐标轴为力矩。②根据盈亏功的原理，求得各盈亏功，并根据图纸上的能量指示图，以曲柄的平均力矩为分界线，求出各区段盈亏功如下：ΔW1=8.578ΔW2-22ΔW3=1366.911ΔW4=-939.895ΔW5=8.750ΔW6-3981.715ΔW7=647.629ΔW10=-568.770ΔW8-20ΔW11=1016.037ΔW9=4429.004ΔWmax=ΔW9=4429.004JF>=900ΔWmax/(π2*n2*[δ])JF=1495.84kg.m2五、齿轮机构设计:Z5

o

6 作情况为开式传动，齿轮 Z6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=130mm,求得 =21,142°经计算后取变位系数 ：x5=0.393mm>Xmin5=0.3529mmx6=-0.222mm>Xmin6=-0.8824mm分度圆直径：d5=m*Z5=66.0mmd6=m*Z6=192.0mm基圆直径：db5=d5*cos =62.024mmdb6=d6*cos =db6=180.433mm齿厚：

/2

tan

/2

tan

mm齿顶高：ha5

=（h*+x

5）*m=8.329mmaha6a

=（h*

a齿底高：ahf5

=（h*

+c*-x

a5* *a5hf6=（ha+c

齿顶圆直径和齿底圆直径：da5=d5+2ha5=83.618mmdf5=d5-2hf5=56.675mmda6=d6+2ha6=200.325mmdf6=d6-2hf6=173.382mm:

12[ (tanz5a5tan,)z(tan12[ (tanz5a5tan,)z(tan6a6tan)]=1.390六、心得体会对于机械原理,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