機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)壓床

1、壓 床 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 要 求.壓床機(jī)構(gòu)簡介圖96所示為壓床機(jī)構(gòu)簡圖。其中，六桿機(jī)構(gòu) ABCDEF其主體機(jī)構(gòu)，電動(dòng)機(jī)經(jīng) 聯(lián)軸器帶動(dòng)減速器的三對齒輪 z1-z2、z3-z4、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滑連桿機(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)副用的油泵凸輪。.設(shè)計(jì)內(nèi)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)簡圖、機(jī)構(gòu)12個(gè)位置的速度多邊形和加速 度多

2、邊形、滑塊的運(yùn)動(dòng)線圖。以上內(nèi)容與后面的動(dòng)態(tài)靜力分析一起畫在l號圖紙上。(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(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。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6。，遠(yuǎn)休止 角6 ,回程角6 ,從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng) 規(guī)律見表9-5 ,凸輪與曲柄共軸。要求：按a確定凸輪機(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 o 選取滾子半徑r,繪制凸輪實(shí)

3、際廓 線。以上內(nèi)容作在2號圖紙上二、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(1)作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖：(2)長度計(jì)算：已知：X = 70mm,X2 = 200mm, Y = 310mm,設(shè)計(jì)內(nèi)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X1X2y1 pn pHCE/C DEF/DEn1BS2/B CDS3/D E數(shù)據(jù)70200310601202101/21/4901/21/2G=60。，；1 = 120。，H= 210mmCE/CD=1/2, EF/DE=1/2, BS 2/BC=1/2, DS JDE=1/2。由條件可得；/ EDE =60.DE=DE.DEE等邊三角形過D作DL

4、EE,交EE于J,交F1F2于HJDI=90.HDJ是一條水平線，.DHL FF. FF / EE過 F 作 FK EE 過 E彳E G, FF , f FK= E G 在AFKE和 GF 中，KE= GF , FE=E F, ZFKE=/ E GF =90 . .FK/ GF.KE= GF. EE =EK+KE, FF =FG+G F.EE =FF =H.DEE是等邊三角形.DE=EF=H=210mm.EF/DE=1/2, CE/CD=1/2EF=DE/4=180/4=52.5mm CD=2*DE/3=2*180/3=140mm連接 AD,有 tan / ADI=X/Y=70/310又. A

5、D=.X2 Y2 = 702 3102 = 317.33mm在三角形 ADCffiAADC中，由余弦定理得：Jc D2 + jW, - 2AD*CD*COSQ,2ff -12.72)= 3S3 44AC=1mmAC =而，吠F研M 5丁)l1mm .AB=(AC-AC )/2=69.015mm BC=(AC+AC )/2=314.425mm . BS/BC=1/2, DS 3/DE=1/2ABBCBSCDDEDSEF69.015mm314.425mm157.2125mm140mm210mm105mm52.5mmBS=BC/2=314.46/2=157.2125mm由上可得：DS3=DE/2=2

6、10/2=105mm比例尺 0.05mm/(m/s)(3)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度分析：已知：n1=90r/min；孫=巫,2nrad/s =902冗=9.425 逆時(shí)針16060Vb = 011AB = 9.425 X 0.069015=0.650m/sVcVb +大小0.65方向 CDABBC選取比例尺n v=0.004m/(mm/s),作速度多邊形Vc =Uvpc=0.03/0.05=0.600m/sVCB =Uvbc= 0.009/0.05=0.180m/sVe =Uvpe=0.45/0.05=0.900m/sVfUvpf= 0.44/0.05=0.880m/sVfeUvef= 0.01/0.05

7、=0.200m/sVs2Uvps2 =0.031/0.05mm = 0.620m/sVS3Uvps3 =0.022/0.05mm = 0.440m/sv CB l BC=0.18/0.314425=0.572rad/s逆時(shí)針)GO 3 vC上=0.60/0.140=4.290rad/s(l CD順時(shí)針)生=0.20/0.0525=3.809rad/s(l EF項(xiàng) 目數(shù) 值0.6500.6000.9000.8800.6200.449.4250.5724.2903.809單 位m/sRad/s順時(shí)針)(4)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)加速度分析:2224 =aB=o 1 LAB=9.425 X 0.069015=6.

8、130m/s anCB= 3 22LBC=0.5722X 0. 314425=0.103m/s 2 anCD= 3 32LCD=4.2902x 0.14=2.577m/s 2anFE = 3 42LEF=3.809 2 X 0.0525=0.762m/s 2ac = anCD+ atCD= aB + a tCB + anCB大小：？ 方向：？ 選取比例尺C f D CD B-A BC C - Ba a=0.04m/ (mm/s 2),作加速度多邊形圖aC=Ua2p c =0.0033/0.01=3.300m/saE=Uape=0.05/0.01=5.000m/s 2atCB= U= = =0.

9、031/0.01=3.100m/satCD= U a aF 大?。?方向：Aas2=Ua、上=0.042/0.01=4.200m/sas3=Ua=0.025/0.01=2.500m/snc =0.019/0.01=1.900m/s= aE + anEF + atEFEFF-EaF=Ua p f =0.032/0.01=3.200m/s 2:2 = atCB/LCB= 3.100 /0.314425 =9.859 m/s 2：=atCD/LCD=1.900/0.14=13.571 m/s 23項(xiàng)目數(shù)值6.1303.3005.0003.2004.2002.5009.85913.571單位m/s22

10、rad/s（5）機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析G2G3G5FrmaxJs2Js3力殺出160010401840110001.350.39 1單位NKg.m2.各構(gòu)件的慣性力，慣性力矩：（與as2方向相反）（與as3方向相反）（與aF方向相反）FI2=m2*as2=G2*as2 /g=1600 X 4.200/9.8=685.714NFI3=m3*as3= G3*as3/g=1040 義 2.500/9.8=265.306NFI5= m5* aF=G5*aF /g=840 義 3.200/9.8=274.286NFr=11000*0.1=1100 N.m(返回行程)（順時(shí)針）（逆時(shí)針）MS2=Js2* a 2

11、=1.35 X 9.859=13.310N.mMS3=Js3*a 3=0.39 X 13.571=5.293N.mLS2= MS2/FI2=13.310/685.714 X 1000=19.410mmLS3= MS3/FI3=5.293/265.306 X 1000=19.951mm.計(jì)算各運(yùn)動(dòng)副的反作用力(1)分析構(gòu)件5對構(gòu)件5進(jìn)行力的分析，選取比例尺11 F=20N/mm作其受力圖構(gòu)件 5 力平衡：F45+F65+FI5+ G5=0則 F45= 1140.0N; F65=160.0NF43=F45(方向相反)(2)對構(gòu)件2受力分析對構(gòu)件2進(jìn)行力的分析，選取比例尺pF=20N/mm作其受力圖

12、I桿 2 對 B 點(diǎn)求力矩，可得： FI2*LI2+G2*L2 -F t32*LBC =0864.222 X 120.2776+1600 X 1.6873- Ft32 X 314.425=0Ft32= 339.1786N桿 2 對 S2 點(diǎn)求力矩，可得：Ft12*LBS2 -FI2*LS2 -F t32*LCS2 =0Ft12X 157.2125-864.222 X 11.0243-339.1786 X 157.2125=0 Ft12=399.781N(3)對構(gòu)件3受力分析對構(gòu)件2進(jìn)行力的分析，選取比例尺心F=0.05mm/N ,作其受力圖桿 3 對點(diǎn) C 求力矩得：Ft63*LCD 干43*

13、LS3- FI3*LI3+G3*COS15o*LG3 =0 Ft63X 140-572.604 X 17.153-365.242 X 34.3066+ G3*COS15o*17=0 Ft63=77.6N構(gòu)件 3 力平衡：F n23+ Ft23+ F43+ F I3+ Ft63+ F n63+ G 3=0則 Fn23=2401.0N; Fn63=172.1N構(gòu)件 2 力平衡：F32 + G 2+ FI2+ Ft12+ Fn12=0則 Fn12=1752.458N ; F 12=1798.258N(4)求作用在曲柄 AB上的平衡力矩MbF61=F21=1798.258N.Mb=F21* L =17

14、98.258 X 67.3219 X0.001=121.062N.m (逆時(shí)針)項(xiàng)目FI2FI3FI5MS2MS3MbFn63Ft63數(shù)值685.714265.306274.28613.3105.29340.68:172.1：77.6單位NN.mN項(xiàng)目Fn12Ft12Fn23F23F34F45F65F61數(shù)值3575.038.682401.0298.91140.01140.0160.03575.0單位N四、飛輪設(shè)計(jì)Mb123456789101112N. m-28.6-51.3-63.5-37.6-71.6-50.0-9.4-1.145.40.5251.5-160.4將各點(diǎn)的平衡力矩（即等效阻力矩）畫在坐標(biāo)紙上，如下圖所示，平衡力矩所做的功 可通過數(shù)據(jù)曲線與橫坐標(biāo)之間所夾面積之和求得。依據(jù)在一個(gè)工作周期內(nèi)，曲柄驅(qū)動(dòng)力矩（設(shè)為常數(shù)）所做的功等于阻力矩所做的功，即可求得驅(qū)動(dòng)力矩Md （常數(shù)）。在圖紙中，橫坐標(biāo)為曲柄轉(zhuǎn)角，一個(gè)周期為 2冗，將一個(gè)周期分為36等份；縱坐標(biāo)軸為 力矩。根據(jù)盈虧功的原理，求得各盈虧功，并根據(jù)圖紙上的能量指示圖，以曲