機(jī)械原理壓床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：壓 床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)目錄.設(shè)計(jì)要求31. 壓床機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介32. 設(shè)計(jì)容3(1) 機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分折 3(2) 機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析3(3) 凸輪機(jī)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)3.壓床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì):41. 連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析 4(1) 作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖4(2) 計(jì)算長(zhǎng)度42. 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度分析53. 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)加速度分析64. 機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析8(1).各構(gòu)件的慣性力，慣性力矩 8（2）.計(jì)算各運(yùn)動(dòng)副的反作用力凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)14一、壓床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求1.壓床機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介圖9 6所示為壓床機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。其中，六桿機(jī)構(gòu) ABCDEF為其主體機(jī)構(gòu)，電動(dòng)機(jī)經(jīng) 聯(lián)軸器帶動(dòng)減速器的三對(duì)齒輪 z1-z2、z3-z4、

2、z5-z6將轉(zhuǎn)速降低，然后帶動(dòng)曲柄1轉(zhuǎn)動(dòng), 六桿機(jī)構(gòu)使滑塊5克服阻力Fr而運(yùn)動(dòng)。為了減小主軸的速度波動(dòng)，在曲軸 A上裝有 飛輪，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)副用的油泵凸輪。2設(shè)計(jì)容：（1）機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分折已知：中心距x1、x2、y,構(gòu)件3的上、下極限角，滑塊的沖程 H，比值CE/CD、EF/ DE，各構(gòu)件質(zhì)心S的位置，曲柄轉(zhuǎn)速 n1。要求：設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)，作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、機(jī)構(gòu)12個(gè)位置的速度多邊形和加速度 多邊形、滑塊的運(yùn)動(dòng)線圖。以上容與后面的動(dòng)態(tài)靜力分析一起畫(huà)在I號(hào)圖紙上。（2）機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析已知：各構(gòu)件的重量G及其對(duì)質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Js（曲柄1和連桿4的重力和轉(zhuǎn)動(dòng) 慣量（

3、略去不計(jì)），阻力線圖（圖97）以及連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)分析中所得的結(jié)果。大全要求：確定機(jī)構(gòu)一個(gè)位置的各運(yùn)動(dòng)副中的反作用力及加于曲柄上的平衡力矩。作圖 部分亦畫(huà)在運(yùn)動(dòng)分析的圖樣上。(3) 凸輪機(jī)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)已知：從動(dòng)件沖程H，許用壓力角a .推程角3。，遠(yuǎn)休止角3 ?，回程 角 5 '，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律見(jiàn)表9-5,& 凸輪與曲柄共軸。要求：按a 確疋凸輪機(jī)構(gòu)的基 本尺寸.求出理論廓線外凸曲線的最小曲率半徑p。選 取滾子半徑r，繪制凸輪實(shí)際廓線。 以上容作在2號(hào)圖紙上二、壓床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1、連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析表9-5設(shè)計(jì)容連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析單位mm(o )mmr/min符號(hào)X1

4、X2y1 pII pHCE/CDEF/DEn1BS2/BCDS3/DE數(shù)據(jù)70200310601202101/21/4901/21/2已知：Xi = 70mm, X2 = 200mm, Y = 310mm,1 11収二60°,収二 120°, H 二210mm, CE/CD=1/2, EF/DE=1/4, BS2/BC=1/2, DS3/DE=1/2。由條件可得；/ EDE'=60°t DE=DE'/ DEE'等邊三角形過(guò)D作DJ± EE'，交EE'于J,交F1F2于HvZ HDI=1/2 / EDE"+

5、Z IDE'' =60° +30°/2 =90° HDJ 是一條水平線二 DH 丄 FF'二 FF' / EE'過(guò) F'作 F'K丄 EE'過(guò) E'作 E'G丄FF',/ F'K = E'G在厶 FKE 和厶 E'GF'中，KE = GF' ,FE=E'F',Z FKE= Z E'GF'=90 F'KF'E'GF't EE'=EK+KE', FF'=F

6、G+GF' DE=EF=H=210mm EF=DE/4=210/4=52.5mm KE= GF' EE'=FF' =H DE'E是等邊三角形t EF/DE=1/4, CE/CD=1/2CD=2*DE/3=2*210/3=140mm連接 AD,有 tan/ ADI=X i/Y=70/310又 t AD=W(? + 3101 =317.80 mm在三角形厶ADCi和厶ADC2中，由余弦定理得：AcJc+AD2 -12 72°) 十，AC'=、=383.44mmAC'' =-AD2 - 2ADC *00(60' -12

7、.72') 45.42mm AB=(AC '-AC'' )/2=69.01mmBC=(AC '+AC'' )/2=314.43mm BS2/BC=1/2, DS3/DE=1/2BS2=BC/2=314.46/2=157.22mmDS3=DE/2=210/2=105mm=2EJ6 /C由上可得:ABBCBS2CDDEDS3EF69.01mm314.43mm157.22mm140mm210mm105mm52.5mm2、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度分析:已知：n 1=90r/min;=?260rad/s =90?260=9.425 rad/s 逆時(shí)針VB =1

8、 lAB = 9.425X 0.06901m/*0.650 m/sVc =VB +Vcb大小?0.65?方向丄CD丄AB丄BC選取比例尺p, v=0.005m/s/mm,作速度多邊形速度多邊形u尸0. 005ni/ s/mmjjVc 二 Uv pc=0.005X 54.22 m/s =0.271m/sVcb 二 Uv bc=0.005X 125.03 m/s =0.625m/sVe 二 Uv pe=0.005X 82.76 m/s =0.414m/sVf 二 Uv pfp（a）=0.005X 65.22 m/s =0.326m/s=0.005X 38.03 m/s =0.190m/sVs2 =

9、 U V Ps? = 0.005X 77.87 m/s = 0.389m/sVS3 = U v Ps3 = 0.005X 41.38 m/s = 0.207m/s.2 = 注=0.625/0.31443=1.98&ad/S （逆時(shí)針） I Be3 3 =生=0.271/0.140=1.936rad/s（順時(shí)針）I CD3 4 =注=0.190/0.0525=3.619ad/s（逆時(shí)針）1 EF項(xiàng)目BeEFVS2S31234數(shù)值0.6500.2710.1060. 3899.4251.9881.9363.619大?。?？"? V V ?方向：？ C D 丄 CD BA C B方向

10、V V單位m/srad/s3、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)加速度分析：aB = 3 i2Iab=9.4252x 0.06901 m/s =6.130m/S a；B = 3 22Ibc=1.9882 X 0.31443 m/s =1.243m/S a；D = 3 32Icd=1.9362x 0.140 m/s =0.525m/S= n + t =+ n + tac = acDacD = aBacBacB丄BC選取比例尺 卩a=0.05 m/s2/mm,作 加速度多邊形圖 aC = Ua 而=0.05X 86.36 m/s2=4.318m/s2aE = Ua P'e'=0.05X 129.54 m/s

11、?=6.477m/s2a；B=Ua nCc=0.05X 50.98 m/s2=2.549 m/s2a；D=Ua ndC'=0.05X 85.76 m/s2=4.288 m/s2加速度多邊形th二Q 05/3/mmaF=aEnt+ aEF +aEF大小?VV?FE 丄 EFaF = u a P' f ' =0.05X 125.87 m/g=6.294 m/s2 as2=Ua P's2 =0.05X 102.17 m/s2=5.109m/s2as3=Ua P'Ss =0.05x64.77 m/s?= 3.239m/S 2= a；B/lcB=2.549 /0.

12、31443 rad/S=8.107 rad/s> 3= aCD/lcD=4.288/0.14 rad/W=30.629 rad/W項(xiàng)目aBacaEaFas2as323數(shù)值6.1304.3186.4776.2945.1093.2398.10730.629單位m/s2rad/s24、機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析G2G3G5FrmaxJs2Js3萬(wàn)案川16001040840110001.350.39單位NKg.m21.各構(gòu)件的慣性力，慣性力矩：Fi2=m2* aS2=G2* aS2/g=1600X 5.109/9.8 N =834.12 N （與 aS2方向相同） Fi3=m3* aS3= G3* aS3

13、/g=1040x 3.239/9.8 n =343.73 n （與 aS3 方向相反） FI5=m5* aF=G5* aF/g=840X 6.294/9.8 N =539.49 N （與 aF 方向相反） Fr=Frmax/10=11000/10=1100NMS2=Js2* 2=1.35x 8.107 N- m =10.94 N- m（逆時(shí)針）MS3=Js3* 3=0.39x 30.629 N- m =11.95 N- m（逆時(shí)針）hn2= M S2/FI2=10.94/834.12 mm =13.12 mmhn3= Ms3/Fi3=11.95/343.73 mm =34.77 mm2.計(jì)算各

14、運(yùn)動(dòng)副的反作用力(1)分析構(gòu)件5和4對(duì)構(gòu)件5進(jìn)行力的分析，選取比例尺 F45= 2549NF65=590N構(gòu)件5力平衡：F65+F45+FI5 + F 葉G5= 0p, F=50N/mm,作其受力圖對(duì)構(gòu)件4進(jìn)行力的分析，其受力圖如右圖平衡有：F 34+F 54= 0F34=-F54=F45= 2549N(2)對(duì)構(gòu)件2受力分析桿2對(duì)B點(diǎn)求力矩：可得：Fl2*Ll2b +G2*L G 2b Ft32* LBC =0即：一834.12X 13.52X 2+1600X 25.8X 2 Ft32X 314.43=0.Ft32= 190.78N桿2對(duì)C點(diǎn)求力矩：可得：Ft21* LbC + FI2* L|

15、2c G2*L G 2c=0即：Ft21* 314.43 + 834.12X 26.65X 21600X 25.8X 2=0.Ft21 = 121.18N(3) 對(duì)構(gòu)件3受力分析桿3對(duì)點(diǎn)C求力矩得：F43* L F43c+ Fl3* LfI3c-G3*LG3c- Ft63*LDC=0Fn63= 1844.5N解得：Fn2i = 5459.5n(5)求作用在曲柄AB上的平衡力矩Mb即：2549X 26.83X 2 + 343.73X 17.36X 2- 1040X 31.31 X 2- Ft63X 140= 0 二 Ft63= 597.06N桿3對(duì)D點(diǎn)求力矩：G 3* LG3d+ F43* L

16、F43d Fl3* LFI3d-Ft32* LFt32d+ Fn32*LF n32d=0即：1040X 31.31X 2+ 2549X 80.5X 2 343.73X 52.12X 2 190.78X 9.01 X 2 Fn32X 69.42X 2 = 0二 Fn32 = 3142.07N(4)求力 Fn21, Fn63總1r41 廠L廠2323Mb二 Fi2*Lfi2=5461 X 0.02523=137.78 N.mF6i=Fi2=109.22X 50 N =5461 N.項(xiàng)目2 SM3SMbM36 nF3 +o數(shù) 值9401511877.3T單位Nm N.N項(xiàng)目Fn12Ft12匸nF 2

17、3Ft23F34F45F56F61數(shù)值5459.5121.183142.07190.78254925495905461單位N三、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)符號(hào)ha S 0S 01S 0 /單位mm(0)方案31930653575有 H/r0=0.45,即有 r0=H/0.45=17/0.45=37.778mm取 r0=48mm 取 rr=5mm在推程過(guò)程中：由 a=n 2H w 2 cos(nS /S 0)/ (2 3 02)得當(dāng)S 0 =65°時(shí)，且00< 3 <32.5°,則有a>=0,即該過(guò)程為加速推程段當(dāng)S 0 =650時(shí)，且S >=32.50,則有a<=0,即該過(guò)程為減速推程段所以運(yùn)動(dòng)方程 S=h ( S / S 0) -sin(2 nS / S 0)/(2 n )S005010015020025030035040045050055600650S 0().056 0).434 .38k02，4.80，8.0410.9513.6915.9817.6118.5618.9519單位(mm)在回程階段，由 a=-2n hw 2 si n(2nS /S 0' )/ S 0' 2 得當(dāng)S 0' =750時(shí)，且00<S <