《壓床機構(gòu)設(shè)計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《壓床機構(gòu)設(shè)計（21頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 課題：壓 床 機 構(gòu) 設(shè) 計 院校：棗莊學(xué)院 學(xué)院：機電工程學(xué)院 專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化

2、 目錄 第1章 壓床機構(gòu)設(shè)計要求 1.1壓床機構(gòu)簡介與設(shè)計數(shù)據(jù)----------------------------------------3 1.1.1壓床機構(gòu)簡介---------------------------------------------------3 1.1.2設(shè)計數(shù)據(jù)-------------------------------------------------4 1.2設(shè)計內(nèi)容-----------------------------

3、-------------------------4 1.2.1機構(gòu)的設(shè)計及運動分折-------------------------------------4 1.2.2連桿機構(gòu)的動態(tài)靜力分析-----------------------------------4 1.2.3凸輪機構(gòu)構(gòu)設(shè)計-------------------------------------------5 1.2.4齒輪機構(gòu)設(shè)計---------------------------------------------5 第2章 連桿機構(gòu)的設(shè)計及運動分析 2.

4、1連桿機構(gòu)長度計算---------------------------------------------6 2.1.1作機構(gòu)運動簡圖------------------------------------------6 2.1.2長度計算------------------------------------------------6 2.2連桿機構(gòu)速度及加速度的分析--------------------------------------8 2.2.1機構(gòu)運動速度分析-----------------------------------

5、-----8 2.2.2機構(gòu)運動加速度分析--------------------------------------9 2.3機構(gòu)動態(tài)靜力分析--------------------------------------------10 2.3.1各構(gòu)件的慣性力，慣性力矩-------------------------------11 2.3.2計算各運動副的反作用力---------------------------------11 第3章 凸輪機構(gòu)設(shè)計 3.1凸輪相關(guān)數(shù)據(jù)的計算----------------------------

6、-----------------16 3.2繪制凸輪的輪廓-------------------------------------------------17 第4章 齒輪機構(gòu)設(shè)計 4.1齒輪相關(guān)數(shù)據(jù)的計算---------------------------------------------19 設(shè)計心得---------------------------------------------------------------20 參考文獻---------------------------------------------------------------21

7、 第1章 壓床機構(gòu)設(shè)計要求 1.1壓床機構(gòu)簡介與設(shè)計數(shù)據(jù) 1.1.1壓床機構(gòu)簡介 壓床機械是由六桿機構(gòu)中的沖（滑塊）向下運動來沖壓機械零件的。如圖1-1-1所示，其執(zhí)行機構(gòu)主要由連桿機構(gòu)和凸輪機構(gòu)組成。電動機經(jīng)滑塊減速傳動裝置（齒輪傳動）帶動六桿機構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)動，曲柄通過連桿、搖桿帶動滑塊克服阻力Q沖壓零件。當沖頭向下運動時，為工作行程，沖頭在0.75H內(nèi)無阻力；當在工作行程后0.25H行程時，沖頭受到的阻力為Q；當沖頭向上運動時，為空回行程，無阻力。為了減小主軸的速度波動，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構(gòu)各運動副用的油泵凸輪。

8、 圖1-1-1 1.1.2設(shè)計數(shù)據(jù) 表1-1-1 1.2 設(shè)計內(nèi)容 1.2.1機構(gòu)的設(shè)計及運動分折 已知：中心距x1、x2、y, 構(gòu)件3的上、下極限角ψ3、ψ3，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)計連桿機構(gòu) ,在2號圖紙上（與后面的動態(tài)靜力分析畫一起）作機構(gòu)運動簡圖、機構(gòu)1個位置的速

9、度多邊形和加速度多邊形、滑塊的運動線圖。 圖1-2-1 1.2.2連桿機構(gòu)的動態(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)動慣量Js(曲柄1和連桿4的重力和轉(zhuǎn)動慣量略去不計)，阻力線圖(圖1-1-1)以及連桿機構(gòu)設(shè)計及運動分析中所得的結(jié)果。 要求：確定機構(gòu)一個位置的各運動副中的反作用力及加于曲柄上的平衡力矩（位置分配同前，見表1-1-1）。作圖部分亦畫在運動分析的圖樣上。 1.2.3凸輪機構(gòu)構(gòu)設(shè)計 已知：從動件沖程H，許用壓力角[α]．推程角Ф。，遠休止角Фs，回程角δ，從動件的運動規(guī)律，凸輪與曲柄共軸。 要求：按[α]確定凸輪機構(gòu)的基本尺寸．求出理論廓線

10、外凸曲線的最小曲率半徑ρmin。選取滾子半徑rg，在2號圖紙上繪制凸輪實際廓線。 1.2.4齒輪機構(gòu)設(shè)計 已知:齒數(shù)z5、z6，模數(shù)m，分度圓壓力角α,齒輪為正常齒制，工作情況為開式傳動，齒輪與曲柄共軸。 要求：計算此對齒輪傳動的各部分尺寸。 第2章 連桿機構(gòu)的設(shè)計及運動分析 2.1連桿機構(gòu)長度計算 2.1.1作機構(gòu)運動簡圖： 過A點作AB與AB相交120o，再作以B點為圓心 以BC的長度為半徑做圓弧與以以D點為圓心以ＤＣ的長 度為半徑做圓弧交于點Ｃ，作ＤＣ的延長線到點Ｅ，使ＤＥ 的長度等于２１０ｍｍ

11、，再以Ｅ點為圓心以ＤＣ的長度為 半徑做圓弧交機架６于點Ｆ，連接ＡＢＣＤＥＦ五點。 如圖2-1-1所示 2.1.2長度計算： 已知：X1＝70mm， X2＝200mm，Y＝310mm， Ψ3＝60，ψ3＝120， H＝210mm， CE/CD=1/2, EF/DE=1/4, BS2/BC=1/2, DS3/DE=1/2。 由條件可得；∠EDE=60 ∵DE=DE ∴△DEE等邊三角形　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖2-1-1 過D作DN⊥EE，交EE于M，交FF 于N 則DN是△DEE的一條三線合一的線 即DN與豎直方向

12、垂直 ∴DMN是一條水平線， ∴DN⊥FF ∴FF∥EE 過F作FK⊥EE,過E作EG⊥FF， ∴FK＝EG 在△FKE和△EGF中，KE＝GF，F(xiàn)E=EF ∠FKE=∠EGF=90 ∴△FKE≌△EGF ∴∠FEK=∠EFG ∵FF∥EE ∴∠FEK=∠EFF ∴∠EFF=

13、∠EFG 即 FE∥FE ∵FE=FE ∴四邊形FEEF是平行四邊形 ∴EE=FF=H ∵△DEE是等邊三角形 ∴DE=EE=H=210mm 即 DE=H=210mm ∵CE/CD=1/2, EF/DE=1/4, DS3/DE=1/2 ∴EF=DE/4=（210/4）mm=52.5mm CD=2*DE/3=（2*210/3）mm=140mm CE=DE/3=（210/3）mm=70mm DS3=DE/2=（210/2）mm=105mm 又∵AD=mm 設(shè)AD與豎直方向上的夾角為α則 ∴ ∴在三角形△ADC和△ADC中，由余弦定理得：

14、 ∵AC=BC-AB, AC=BC+AB ∴AB=69.3mm BC=314.6mm ∵BS2/BC=1/2 ∴BS2=BC/2=314.6/2=157.3mm 綜上所述： 表2-1-1 AB BC BS2 CD DE DS3 EF 69.3mm 314.6mm 157.3mm 140mm 210mm 105mm 52.5mm 2.2連桿機構(gòu)速度及加速度的分析 2.2.1機構(gòu)運動速度分析 已知：n1=90r/min； = rad/s = =9.4 （逆時針） = lAB = （9.40.0693）m/s=0

15、.65m/s = + 大小 ? 0.65 ? 方向 ⊥CD ⊥AB ⊥BC 選取比例尺μv=（0.01m/s）/mm，作速度多邊形 （如圖2-2-1所示） ＝ ＝0.01x73.9=0.739m/s　　　　　　　　　圖2-2-1 ＝ ＝0.01x64.5=0.645m/s ＝ ＝0.01x94=0.94m/s ＝ ＝0.01x92=0.92m/s ==0.01x2

16、1.1=0.211m/s ∴＝＝2.04rad/s (順時針) ω＝＝5.28rad/s (順時針) ω＝＝4.03rad/s (逆時針) 綜上述所： 表2-2-1 項目 數(shù)值 0.65 0.739 0.94 0.92 0.645 0.211 9.4 2.04 5.28 4.03 單位 m/s rad/s

17、 2.2.2機構(gòu)運動加速度分析： 圖2-2-2 aB = ω12 LAB =6.160m/s2 anCB=ω22 LBC=1.31m/s2 anCD=ω32 LCD=3.9m/s2 anFE =ω42 LEF=0.85m/s2 = anCD+ atCD = aB + atCB + anCB 大?。?？ √ ？ √ ？ √ 方向： ？ C→D ⊥CD B→A ⊥BC

18、 C→B 選取比例尺μa=(0.05m/s2)/mm,作加速度多邊形圖（如圖2.3所示） aC=μa*LπC =4.18m/s2 aE=μa*Lπe =6.27m/s2 atCB=μa* Lcb =8.2m/s2 atCD=μa*Lπd=1.51m/s2 aF = aE + anEF + atEF 大?。? ? √ √ ? 方向： √ √ F→E ⊥EF aF=μa*Lπf=3.03m/s2 as2=μa*Lπs2=3.65m/s2 as3=μa*Lπs3=2.47m/

19、s2 = atCB/LCB=26.06 rad/s2 = atCD/LCD=10.79rad/s2 綜上所述： 項目 anCB anCD anFE aC aE atCB atCD aF as2 as3 數(shù)值 1.31 3.9 0.85 4.81 6.27 8.2 1.51 3.03 3.65 2.47 26.06 10.79 單位 m/s2 rad/s2 表2-2-2

20、 2.3機構(gòu)動態(tài)靜力分析 已知： 表2-3-1 G2 G3 G5 Js2 Js3 1600 1040 840 1.35 0.39 N Kg.m2 2.3.1各構(gòu)件的慣性力，慣性力矩： Fi2=m2 * as2=G2*as2/g=595.9N

21、（與as2方向相反） Fi3=m3 * as3= G3*as3/g=262.1N（與as3方向相反） Fi5= m5 * aF=G5*aF/g=259.7N（與aF方向相反） 由 Ms2=-Js2*α2=Fi2 * h （順時針） Ms3=-Js3*α3=Fi3 * h1 （逆時針） 可求得 ：h = 59mm ； h1 = 16.1mm 2.3.2計算各運動副的反作用力 A.對構(gòu)件5受力分析 對構(gòu)件5進行力的分析，選取比例尺 μF=20N/mm，作其受力圖（如圖2-3-1） 有圖可求得：F45=1159N 那么F54=F45=1159N （方向相反）

22、 圖2-3-1 B.對構(gòu)件4受力分析 對構(gòu)件2進行力的分析，選取比例尺 μF=20N/mm，作其受力圖（如圖2-3-2）

23、 構(gòu)件5力平衡：F45- F34 = 0 則 F34 = 1159 N 圖2-3-2 那么F43=F34=1159N（方向相反） C.對構(gòu)件3受力分析 對構(gòu)件3進行力的分析，選取比例尺 μF=20N/mm，作其受力圖（如圖2-3-3）

24、 圖2-3-3 桿3對點D求力矩得： F43*S1 + Ft23*S2 + G3*S3 - Fn23*S4 - Fi3*S5 =0 其中S1 = 200.3mm ；S2 = 77.8mm ；S3 = 102.7mm ；S4= 116.5mm ； S5 =5.1mm 解得 Fn23 = 3210N 有受力圖形可求得： Ft63 = 444.6N Fn63 = 1821.2N D.對構(gòu)件2受力分析 對構(gòu)件2進行力的分析，選取比例尺 μF=20N/mm，作其受力圖（如圖2-3-4）

25、 圖2-3-4 其中S6= 87.2mm S7=59.35mm 桿2對B點求力矩，可得： Ft32*LBC - Fi2*S6 -G2*S7 =0 可求得：Ft32 = 467N 有受力圖形可求得： Ft12 = 531N Fn12 = 4243N F12 = 4276.2N E.對構(gòu)件1受力分析 對構(gòu)件1進行力的分析，選取比例尺 μF=20N/mm，作其受力圖（如圖2-3-5） 圖2-3-5 有受力圖形可求得： Ft61 = 3805N Fn61 = 1

26、951.2N 綜上所述： 表2-3-2 項目 Fi2 Fi3 Fi5 F45 F34 Fn23 數(shù)值 595.9 262.1 259.7 1159 1159 3210 單位 N 項目 Ft63 Fn63 Ft12 Fn12 Ft61 Fn61 數(shù)值 444.6 1821.2 531 4243 3805 1951.2 單位 N 第3章 凸輪機構(gòu)設(shè)計 3.1凸輪相關(guān)數(shù)據(jù)的計算 已知：h=19

27、mm， [α]=30o ，Ф=65o，Фs=35o，Ф=75o 在推程過程中： 運動方程 則 在回程階段中： 運動方程 則 把推程角推程角分別每隔5o計算出其相關(guān)的推程s如表3-1-1所示 表3-1-1 δ 0o 5o 10o 15o 20o 25o 30o 35o S 0 0.06 0.43 1.38 3.02 5.30 8.05 10.95 單位 (mm) ds/dφ 0 1.918 7.234 14.73 22.69 29.

28、28 33.01 33.01 δ 40o 45o 50o 55o 60o 65o S 13.70 15.98 17.62 18.57 18.94 19.00 單位 (mm) ds/dφ 29.28 22.69 14.73 7.234 1.918 0 δ 100o 105o 110o 115o 120o 125o 130o 135o S 19.00 18.96 18.71 18.08 16.94 15.29 13.18 10.76 單位 （mm） ds/dφ 0 -1.25 -4.8 -10 -

29、16 -21.8 -26.3 -28.7 δ 140o 145o 150o 155o 160o 165o 170o 175o S 8.24 5.82 3.71 2.06 0.92 0.04 0.01 0 單位 (mm) ds/dφ -28.7 -26.3 -21.8 -16 -10 -4.8 -1.25 0 由表3-1-1的數(shù)據(jù)可以作出s-ds/dφ的關(guān)系圖如3-1-1圖所示 圖3-1-1 分別用斜率為和斜率為作于s-ds/dφ圖像相切的兩條直線如圖所示，再過圓心作以斜率為的直線，則陰影部分是滿足基圓半徑所有取

30、值范圍。圓心到陰影區(qū)域內(nèi)點的距離為基圓的半徑，點到s軸的距離為偏心距。從而可以取得基圓半徑r=40mm，偏心距e=8mm。 由 可以取得=8mm 3.2繪制凸輪的輪廓 根據(jù)凸輪的相關(guān)數(shù)據(jù)繪制凸輪的輪廓如圖3-1-２ 圖3-1-２ 第4章 齒輪機構(gòu)設(shè)計 4.1齒輪相關(guān)數(shù)據(jù)的計算 已知:齒輪Z5=11、Z6=32、α=20o、m=6mm,齒輪為正常齒制，工作情況為開式傳動，齒輪Z6與曲柄共軸。 由此可求得： 分度圓直徑： d=m* Z=66mm d=m* Z=192mm 基圓直徑： d= d*cos

31、=62.024mm d= d*cos= db6=180.433mm 齒厚： S5 = S6 ==9.42mm 齒頂高： h=h=h*m=6mm 齒根高： h=h=（ h+c）*m = 7.5mm 齒頂圓直徑： d= d+ 2h=78mm d= d+ 2h=204 mm 齒底圓直徑： d= d-2h=51mm d= d-2h=177mm 設(shè)計心得 本次機械原理課程設(shè)計是對我們大三所學(xué)的機械原理的一次總結(jié)和利用，通過近兩周的設(shè)計讓我對自己所設(shè)計的課題的不斷努力和完善，進一步讓自己加深了對機械原理這門課程的理

32、解。在實際設(shè)計過程中，不但檢驗了我對機械原理這么課程的理解能力，而且更加鍛煉了我的動手能力。在此期間，為了能使自己設(shè)計的機構(gòu)做到完美，修開數(shù)次，查閱大量的文獻資料。而且在查閱資料的過程中，讓我對以往的知識進一步的學(xué)習(xí)，更好地讓把所有的知識融會貫通。所以通過這次設(shè)計，讓我更好地了解到什么是機械設(shè)計，如何設(shè)計機構(gòu)及其受力分析，設(shè)計產(chǎn)品時從何處下手。由于這是我第一次做設(shè)計類的課題，讓我對實際工程中對設(shè)計要求的嚴謹有了更進一步的了解。在設(shè)計的過程中，讓我學(xué)會了從不同角度去思考，這也拓展了我的思維，讓我學(xué)會了換位思考?？偠灾?，通過本次課程設(shè)計大大提高了我的動手能力，為將來應(yīng)付實際工程中出現(xiàn)的類似問題作了一次很好的熱身，這是一次難以忘記的經(jīng)歷。 參考文獻 1.東南大學(xué)機械學(xué)學(xué)科組　鄭文緯 、吳克強 主編《機械原理》.１９９７年７月第７版　北京：高等教育出版社 2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)科研室編　《理論力學(xué)》.２００９年７月第７版　北京：高等教育出版社 3. 劉鴻文 主編《材料力學(xué)》２０１１年１月底５版　北京：高等教育出版社 - 21 -