機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告壓床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

1、壓床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明書院系：機(jī)電工程學(xué)院班級(jí)：機(jī)械XXX班學(xué)號(hào)：姓名：指導(dǎo)老師：目錄一、設(shè)計(jì)題目壓床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)二、工作原理壓床機(jī)械是由六桿機(jī)構(gòu)中的沖頭（滑塊）向下運(yùn)動(dòng)來(lái)沖壓機(jī)械零件的。圖1為其參考示意圖，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由連桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)組成，電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)減速傳動(dòng)裝置（齒輪傳 動(dòng)）帶動(dòng)六桿機(jī)構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄通過(guò)連桿、搖桿帶動(dòng)滑塊克服阻力F沖壓零件。當(dāng)沖頭向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，為工作行程，沖頭在內(nèi)無(wú)阻力；當(dāng)在工作行程后行程時(shí)，沖頭受到的阻力 為F;當(dāng)沖頭向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，為空回行程，無(wú)阻力。在曲柄軸的另一端，裝有供潤(rùn)滑連桿機(jī) 構(gòu)各運(yùn)動(dòng)副的油泵凸輪機(jī)構(gòu)。三、設(shè)計(jì)要求電動(dòng)機(jī)軸與曲柄軸垂直，使用壽命10年，每日一班制工作

2、，載荷有中等沖擊，允許曲 柄轉(zhuǎn)速偏差為土 5%。要求凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角應(yīng)在許用值a 之內(nèi)，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律見(jiàn) 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，執(zhí)行構(gòu)件的傳動(dòng)效率按計(jì)算，按小批量生產(chǎn)規(guī)模設(shè)計(jì)。四、原始數(shù)據(jù)見(jiàn)下表轉(zhuǎn)速 n2 (r/mi n)95導(dǎo)桿距離xi (mm)50機(jī)構(gòu)距離X2 (mm)140運(yùn)動(dòng)距離y (mm)160分析沖頭行程H (mm)150上極限角i (° )120下極限角2( ° )60導(dǎo)桿工作阻力FmaX(N)4300機(jī)構(gòu)連桿3質(zhì)量m (kg)60動(dòng)態(tài)連桿3質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Js3 (kg m2)靜力滑塊6質(zhì)量m (kg)34分析搖桿4質(zhì)量m (kg)40搖桿4質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Js4 (kg

3、m2)凸輪從動(dòng)件最大升程H20機(jī)構(gòu)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律余弦設(shè)計(jì)許用壓力角30°推程運(yùn)動(dòng)角 060°遠(yuǎn)休止角 s10°回程運(yùn)動(dòng)角 060°五、內(nèi)容及工作量1、根據(jù)壓床機(jī)械的工作原理，擬定執(zhí)行機(jī)構(gòu)（連桿機(jī)構(gòu)），并進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析。2、 根據(jù)給定的數(shù)據(jù)確定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸，lc= lcD=ICO4O要求用圖解法設(shè)計(jì),并將設(shè)計(jì)結(jié)果和步驟寫在設(shè)計(jì)說(shuō)明書中。3、連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析。分析出滑塊 6的位移、速度、加速度及搖桿 4的角 速度和角加速度。4、連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析。求出最大平衡力矩和功率。5、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)所給定的已知參數(shù)，確定凸輪的基本尺寸（基圓半徑r。、偏距e和

4、滾子半徑rr）,并將運(yùn)算結(jié)果寫在說(shuō)明書中。畫出凸輪機(jī)構(gòu)的實(shí)際廓 線。& 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份。應(yīng)包括設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程等。六、設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程1.壓床執(zhí)行機(jī)構(gòu)（六桿機(jī)構(gòu)）的設(shè)計(jì)根據(jù)給定的數(shù)據(jù)，利用autocad繪制出當(dāng)搖桿擺到兩極限位置時(shí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（圖 3） <圖3搖桿擺到兩極限位置時(shí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖由圖3可知，因?yàn)镈U 150 （即壓頭的行程H）,而三角形CC1O4為等邊三角形，可推出四邊形CCiDiD為平行四邊形，則CO4 C1O4 CCi DD1 150則 CD 0.35CO452.5，由 CB 0.5BQ，則 BO4 100 ,tan O2O4E501600.3

5、125 , J則 O2O4E 17.4°,BiO4O2 42.6在三角形QQE中，QC4(46 166)165,由 COSBO4O22 2 2(B1O4 QQ BiQ )2B1O4 O2O4出BiO2=,同理可得BO2=,所以O(shè)2AO2 B O2B1248.55,AB O2A O2B11623,60所以得到四條桿長(zhǎng)。2人=,AB=, BO4100 O2O4&402 166) 165利用上述求得的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)各桿的長(zhǎng)度，利用一款四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析軟件(圖4),輸入四桿的桿長(zhǎng)后可以得到：行程速比系數(shù)K=(18O0+ )/(180 0-)得，K=,搖桿的擺角 =60°

6、圖4四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析圖5搖桿的角位移曲線圖6搖桿的角速度曲線圖7搖桿的角加速度曲線 下面分析當(dāng)搖桿分別擺到兩極限位置時(shí)，滑塊的速度及加速度。 原始數(shù)據(jù)要求，桿件2的轉(zhuǎn)速n=80r/min，則其角速度w1為:80*2*nw1 =rad/s= rad/s點(diǎn)A的線速度VA = w1 l OA = m/s用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法作出以下兩個(gè)位置的速度多邊形和加速度多邊形1) 上極限位置1)此時(shí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖 8 所示。圖8 搖桿擺到上極限位置時(shí)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2) 速度分析VA= VB+VAB因?yàn)?VB=0,所以 VA= Vab =o.41m/s方向垂直 O2 A3) 加速度分析aBB= aA + aBA

7、+ atBA方向大小aA=w1 l OA= *s =sn 2 2 a BA = V BA /l AB = m/s測(cè)得 <a=500 ，<b=400所以 a t B *cosb= aBA得 a t B= m/s2所以 a B = m/s 2又因?yàn)?a B /a C =BO4 /CO4 =所以 a C = m/s2測(cè)出<2=600 ， <1=71 0 -60 0=110對(duì) y 軸投影得： 0=-a C sin<1 + a t D C sin<2對(duì) x 軸投影得： a D = a C cos<1 + a t DC cos<2解得 a D C= m/s

8、2D= m/s22) 下極限位置 1)此時(shí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖 9 所示。圖9 搖桿擺到下極限位置時(shí)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2) 速度分析VA '= V B'+VB'A'因?yàn)?V B ' =0，所以 V A ' = V B ' A ' =s方向垂直 O2 A'3) 加速度分析aBB'A' + a B 'A '方向大小2 2 2 aA=w1 l OA = *s =sn 2 2 a BA = V BA /l AB = m/s測(cè)得 <1=120 <2=12 0所以,向y軸投影，有：-a七B，*cos

9、仁anA'- a得： a t B ' =2所以 a B ' = m/s 2又因?yàn)?a B ' /a C ' =B'O4/C'O4=所以a C ' = m/s 2D 'C'C '方向大小對(duì) x 軸投影：aD' cos30= a C'+ atD 'C對(duì) y 軸投影：D ' sin30=0解得 a D ' =0 m/s 2tD 'C' = m/s 22設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線，確定凸輪基本尺寸(1) 余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其推程時(shí)的速度方程為V n hwsin( n

10、/ °)/ (2 °)回程時(shí)的速度方程為V二 n hwsin( n / 'o)/( 2 'o)(2) 確定基圓半徑由BE=OP=V/W到許多BiEi的值，它們等于與新建中心軸的距離，再用光滑的曲線連接 各斷點(diǎn)，基圓半徑為凸輪最低點(diǎn)與兩邊極限直線夾角的交點(diǎn)的連線長(zhǎng)度具體過(guò)程：凸輪推程時(shí)，BE=OP=V/W=V=hsin( n / 。)/ (2。)，則當(dāng)=0、70 時(shí)，BE=0當(dāng)=14時(shí)，BE=當(dāng)=28時(shí)，BE=當(dāng)=42時(shí)，BE=當(dāng) =7 時(shí)，BE=當(dāng)=21 時(shí)，BE=當(dāng)=35 時(shí)，BE=當(dāng)=49 時(shí)，BE=同理，凸輪回程時(shí)，BE=OP=V/W =n hsin(

11、 n / '?！? 2 'o)當(dāng) =6時(shí)，BE=當(dāng)=18 時(shí)，BE=當(dāng) =30 時(shí)，BE=30當(dāng)=42 時(shí)，BE=當(dāng)=0、60o 時(shí)，BE=0當(dāng)=12 時(shí)，BE=當(dāng)=24 時(shí)，BE=當(dāng)=36 時(shí)，BE=最后繪制出圖形，測(cè)得基圓半徑為 r° =由確定基圓半徑的公式r o . (ds/d e) /tan s2 e2代入一個(gè)特殊值，得出兩個(gè)式子：r2 oo2及 r 2 o 3( e) h2 e2由兩式相減得 e= mm(3) 利用幾何法繪制凸輪輪廓曲線步驟：1) 根據(jù)基圓半徑和偏心距畫出部分。2) 將基圓的一部分 70°角五等分，作為推程的部分，再以 10

12、6;和 60°分別畫遠(yuǎn)休和回程的部分。3) 再過(guò)各等分線與基圓的交點(diǎn)做該偏置圓的切線。4) 利用反轉(zhuǎn)法原理畫該凸輪的輪廓曲線。5) 畫滾子半徑圓(圓心繞著凸輪的工作輪廓線)。 R1= r o =。六、設(shè)計(jì)總結(jié)與體會(huì)對(duì)于機(jī)械原理 , 我對(duì)其一直表示很害怕 , 因?yàn)槲衣?tīng)學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐說(shuō)機(jī)械原理這門課很難學(xué)， 很多人都掛在這上面了。因此，我在平時(shí)花費(fèi)在機(jī)械原理的時(shí)間也比其他課多很多，期末 考試成績(jī)也不錯(cuò)。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)這是我入大學(xué)的一次做課程設(shè)計(jì)。開(kāi)始我不知道什么是課程設(shè) 計(jì)，因此有些茫然和不知所措， 但在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的互相幫助下還是按時(shí)完成了設(shè)計(jì)。 這次課程設(shè)計(jì)讓我體會(huì)很深，也學(xué)到了很多

13、新東西。 “紙上得來(lái)終覺(jué)淺，覺(jué)知此事要躬行” 不經(jīng)過(guò)實(shí)踐，我們又怎么能將書里的知識(shí)與實(shí)際聯(lián)系在一起。在這次課程設(shè)計(jì)中，充分利用了所學(xué)的機(jī)械原理知識(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和運(yùn)動(dòng)分析，選 用合理的分析方案，從而設(shè)計(jì)出比較合理的機(jī)構(gòu)來(lái)。這次課程設(shè)計(jì)，不僅讓我們把自己所 學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活中去，設(shè)計(jì)一些對(duì)社會(huì)有用的機(jī)構(gòu)，也讓我們深刻體會(huì)到團(tuán)體合 作的重要性，因?yàn)樵谝院蟮膶W(xué)習(xí)和工作中，但靠我們自己個(gè)人的力量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須積聚大家的智慧，才能創(chuàng)造出令人滿意的產(chǎn)品來(lái)。通過(guò)這次試驗(yàn)我才親身體會(huì)到自己學(xué)的知識(shí)與實(shí)際動(dòng)手之間還有一定的差距。首先在 畫圖方面，如何布局才能使圖讓人清晰易懂，不顯得空曠和不浪費(fèi)紙張。其實(shí)要事先想好 在哪一部分畫什么，并確定相應(yīng)的比例尺。在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行力的分析的時(shí)候，首先要確定各 桿的運(yùn)動(dòng)方向，再確定其受力方向。在畫圖的時(shí)候要力求精確，只有這樣才能使計(jì)算結(jié)果 與實(shí)際相差不大。在畫圖的過(guò)程中，間接的幫我們復(fù)習(xí)了以前的知識(shí)，比如機(jī)械制圖，理 論力學(xué)等。同時(shí)，這次課程設(shè)計(jì)也為我們以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了一個(gè)基礎(chǔ)，我相信，經(jīng)過(guò)這次設(shè)計(jì)， 我們畢業(yè)設(shè)計(jì)