《機械原理課程設(shè)計壓床機構(gòu)設(shè)計說明書》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機械原理課程設(shè)計壓床機構(gòu)設(shè)計說明書（13頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software For evaluation only. 機械原理課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目：壓 床 機 構(gòu) 設(shè) 計 學(xué)院 機械工程學(xué)院 班級 機械 0000 班 設(shè)計者 學(xué)號 0000000000 指導(dǎo)老師 2012 年 1 月 13 日 機械工程學(xué)院 目錄 一. 設(shè)計要求-

2、---------------------------------------------------------------3 1. 壓床機構(gòu)簡介--------------------------------------------------------------------3 2. 設(shè)計內(nèi)容-----------------------------------------------------------------3 (1) 機構(gòu)的設(shè)計及運動分折-------------------------------------------------3 (2) 機構(gòu)的動態(tài)

3、靜力分析----------------------------------------------------3 (3) 凸輪機構(gòu)構(gòu)設(shè)計---------------------------------------------------------3 二．壓床機構(gòu)的設(shè)計: ----------------------------------------------------4 1. 連桿機構(gòu)的設(shè)計及運動分析------------------------------------------4 (1) 作機構(gòu)運動簡圖------------------------------------

4、-----------------4 (2) 計算長度-------------------------------------------------------------4 2. 機構(gòu)運動速度分析-------------------------------------------------------5 3. 機構(gòu)運動加速度分析----------------------------------------------------6 4. 機構(gòu)動態(tài)靜力分析-------------------------------------------------------

5、8 (1)．各構(gòu)件的慣性力，慣性力矩---------------------------------------8 (2)．計算各運動副的反作用力-----------------------------------------8 三．凸輪機構(gòu)設(shè)計--------------------------------------------------------11 四、齒輪設(shè)計------------------------------------------------------------13 五、參考文獻--------------------------------

6、----------------------------13 9 一、壓床機構(gòu)設(shè)計要求 1.壓床機構(gòu)簡介 機械工程學(xué)院 圖 9—6 所示為壓床機構(gòu)簡圖。其中，六桿機構(gòu) ABCDEF 為其主體機構(gòu)，電動機經(jīng)聯(lián) 軸器帶動減速器的三對齒輪 z1-z2、z3-z4、z5-z6 將轉(zhuǎn)速降低，然后帶動曲柄 1 轉(zhuǎn)動， 六桿機構(gòu)使滑塊 5 克服阻力 Fr 而運動。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。 2.設(shè)計內(nèi)容： （1）機構(gòu)的設(shè)計及運動分折 已知：中心距 x1、x2、

7、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)計連桿機構(gòu) , 作機構(gòu)運動簡圖、機構(gòu) 1～2 個位置的速度多邊形和加速度 多邊形、滑塊的運動線圖。以上內(nèi)容與后面的動態(tài)靜力分析一起畫在 l 號圖紙上。 （2）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 9—7)以及連桿機構(gòu)設(shè)計和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。作圖 部分亦畫在運動分析的

8、圖樣上。 （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 δ。，遠休止角 δ?，回程角 δ，從動 件的運動規(guī)律見表 9-5，凸輪與曲柄共軸。 Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software For evaluation only. 機械工程學(xué)院 要求：按[α]確定凸輪機構(gòu)的 基本尺寸．求出理論廓 線外凸曲線的最小曲率半徑 ρ。選 取滾子半徑 r，繪制凸輪實際廓線。 以上內(nèi)容作在 2 號圖紙上 二、壓床

9、機構(gòu)的設(shè)計 1、連桿機構(gòu)的設(shè)計及運動分析 （圖見附錄） 表 9-5 設(shè)計內(nèi)容 連桿機構(gòu)的設(shè)計及運動分析 單位 mm （） mm r/min 符號 X1 X2 y ρ ρ H CE/CD EF/DE n1 BS2/BC DS3/DE 數(shù)據(jù) 70 200 310 60 120 210 1/2 1/4 90 1/2 1/2 已知：X1＝70mm，X2＝200mm，Y＝310mm， ψ1 ＝60， 11 ＝120，H＝210mm，CE/CD=1/2, EF/DE=1/4, BS /BC=1

10、/2, DS /DE=1/2。 3 ψ3 2 3 由條件可得；∠EDE=60 ∵DE=DE ∴△DEE等邊三角形 過 D 作 DJ⊥EE，交 EE于 J，交 F1F2 于 H ∵∠HDI=1/2∠EDE+∠IDE =60+30／2 =90 ∴HDJ 是一條水平線 ∴DH⊥FF ∴FF∥EE 過 F作 FK⊥EE 過 E作 EG⊥FF， ∴FK＝EG 在△FKE 和△EGF中， KE＝GF， FE=EF, ∠FKE=∠EGF=90 ∴△FKF≌△EGF ∴KE= GF ∵EE=EK+KE, FF=FG+GF ∴EE=FF=H ∵△

11、DEE 是等邊三角形 ∴DE=EF=H=210mm ∵EF/DE=1/4, CE/CD=1/2 ∴EF=DE/4=210/4=52.5mm CD=2*DE/3=2*210/3=140mm 連接 AD,有 tan∠ADI=X1/Y=70/310 又 ∵ AD= mm ∴在三角形△ADC1 和△ADC2 中，由余弦定理得： 機械工程學(xué)院 AC= =383.44mm AC==245.42mm ∴AB=(AC-AC)/2=69.01mm BC=(AC+AC)/2=314.43mm ∵BS2/B

12、C=1/2, DS3/DE=1/2 ∴ BS2=BC/2=314.46/2=157.22mm DS3=DE/2=210/2=105mm 由上可得： AB BC BS2 CD DE DS3 EF 69.01mm 314.43mm 157.22mm 140mm 210mm 105mm 52.5mm 2、十二點機構(gòu)運動速度分析： 已知：n1=90r/min； n1 90 w1 =  2p 60 rad/s =  2p 60 =9.425 rad/s 逆時針 vB = w1 lAB

13、 = 9.4250.06901m/s≈0.650 m/s vC = vB + vCB 大小 ? 方向 ⊥CD 0.65 ⊥AB ? ⊥BC 選取比例尺μv=0.01m/s/mm，作速度多邊形（圖見附錄） vC ＝ u v pc ＝0.0135.0 m/s =0.350m/s vCB ＝ u v bc ＝0.0146.0 m/s =0.460m/s v E ＝ u v pe ＝0.0152.0 m/s =0.520m/s v F ＝ u v pf ＝0.0148.0 m/s =0.480m/s v FE

14、 ＝ u v ef 機械工程學(xué)院 ＝0.0116.0 m/s =0.160m/s 2 v S ＝ u v  ps 2  ＝0.0123.00 m/s ＝0.23m/s 3 v S ＝ u v  ps3 ＝0.0126.53m/s ＝0.27m/s ∴w ＝ v CB  ＝0.090/0.31443=0.0286rad/s (逆時針) l 2 BC ω 3 ＝ vC lCD ω 4 ＝ vFE 項目 w1 n B vCB v

15、 v n F 4 9.425 0.650 0.090 0.620 0.100 0.940 12 9.425 0.650 0.460 0.350 0．160 0.480 單位 rad/s m/s lEF ＝0.350/0.140=2.500rad/s (順時針) ＝0.010/0.0525=3.048ad/s (逆時針) C FE 3、機構(gòu)運動加速度分析： 2 2 2 aB =ω1 lAB=9.425 0.06901 m/s =6.130m/s n 2 2 2 aC

16、B =ω2 lBC=1.988 0.31443 m/s =1.243m/s n 2 2 2 aCD =ω3 lCD=1.936 0.140 m/s =0.525m/s n t = + n t aC = aCD + aCD aB aCB + aCB 大?。?？ √ ？ √ √ ？ 方向： ？ C→D ⊥CD B→A C→B ⊥BC 選取比例尺μa=0.1 m/s2/mm,作加速度多邊形圖(圖見附錄) aC = u a  p c =0.0586.36 m/s2=4.318m/s2 機械工程學(xué)院 a E

17、 = u a p e =0.05129.54 m/s2=6.477m/s2 t n aCB = u a  c C =0.0550.98 m/s2=2.549 m/s2 t = aCD u a nd c =0.0585.76 m/s2=4.288 m/s2 n t aF = aE + aEF + aEF 大小 ? √ √ ? 方向 √ √ F→E ⊥EF aF = u a aS 2 = u a p f =0.05125.87

18、 m/s2=6.294 m/s2 2 2 aS 3 = u a p s2 =0.05102.17 m/s =5.109m/s p s3 =0.0564.77 m/s = 3.239m/s 2 2 t 2 2 a 2 = aCB /lCB=2.549 /0.31443 rad/s =8.107 rad/s 項目 a a aE aF aS 2 aS 3 a 2 a 3 4 6.130 4.2 6.6 8．0 6.0 3.0 4.653 17.857 12 6.130 4.

19、318 6.477 6.294 5.109 3.239 8.107 30.629 單位 m/s 2 rad/s 2 3 aCD a = t /lCD=4.288/0.14 rad/s2=30.629 rad/s2 B C 4、機構(gòu)動態(tài)靜力分析 機械工程學(xué)院 方案Ⅲ G2 G3 G5 Frmax Js2 Js3 12 點 1600 1000 840 11000 1.35 0.39 單位 N Kg.m2 1．對十二點各構(gòu)件的慣性力，慣性力矩： FI2=m2* aS 2 =

20、G2* aS 2 /g=16006.000/9.8 N =979.59 N（與 aS 2 方向相同） FI3=m3* aS 3 = G3* aS 3 /g=10003.250/9.8 N =331.63 N（與 aS 3 方向相反） FI5=m5* aF =G5* aF /g=8408.000/9.8 N =685.71N（與 aF 方向相反） Fr=Frmax/10=11000/10=1100N MS2=Js2*a 2 =1.354.656 Nm =6.28Nm （逆時針） MS3=Js3*a 3 =0.3917.857 Nm =6.968 Nm （逆時針） hn2= MS

21、2/FI2=10.94/979.59 mm =6.41 mm hn3= MS3/FI3=11.95/331.63mm =20.99 mm 2．計算各運動副的反作用力 (1)分析構(gòu)件 5 和 4 對構(gòu)件 5 進行力的分析，選取比例尺 μF=25N/mm，作其受力圖 構(gòu) 件 5 力 平 衡 ： F65+F45+FI5+Fr+G5=0 ∴F45= 2717N F65=703N 對構(gòu)件 4 進行力的分析，其受力圖如右圖 平 衡 有 ： Ｆ 34 ＋ Ｆ 54 ＝ 0 ∴ F34=-F54=F45＝2717N (2)對構(gòu)件 2

22、 受力分析 桿 2 對 B 點求力矩： 機械工程學(xué)院 可得： FI2*LI2b +G2*LＧ2b－Ft32*LBC =0 ∴Ft32＝286.76N 桿２對Ｃ點求力矩： 可得：Ft21* LBC ＋FI2* LI2c －G2*LＧ2c=0 ∴Ft21＝311.86Ｎ （3）對構(gòu)件 3 受力分析 桿 3 對點 C 求力矩得： F43*LF43c+ FI3*LFI3c-G3*LG3c- Ft63*LDC=0 ∴F

23、t63＝1128.56Ｎ 桿３對Ｄ點求力矩： Ｇ3* LG3d+ F43*LF43d－FI3*LFI3d + Fn32*LFn32d=0 ∴Fn32＝4609.34Ｎ 12 （4）求力 Fn21，F(xiàn)n63 解得：Fn21＝7000Ｎ Fn63＝3500Ｎ (5)求作用在曲柄 AB 上的平衡力矩 Mb Mb= F12*LF12 =54610.02523 =137.78 N.m F61=F12=109.2250 N =5461 N. 機械工程學(xué)院 項目 FI2

24、FI3 FI5 Fn 63 Ft63 數(shù)值 979.59 331.63 685.71 3500 1128.56 單位 N N 符號 h [α] δ0 δ01 δ0＇ 單位 mm （0） 方案 3 19 30 60 35 75 三、凸輪機構(gòu)設(shè)計 有 H/r0=0.45, 即有 r0=H/0.45=17/0.45=37.778mm 取 r0=48mm 取 rr=5mm 在推程過程中： 由 a=π2Hω2 cos(πδ/δ0)/（2δ02）得 當(dāng)δ0 =650 時，且 00<δ<32.50,

25、則有 a>=0,即該過程為加速推程段, 當(dāng)δ0 =650 時,且δ>=32.50, 則有 a<=0,即該過程為減速推程段 所以運動方程 S=h [(δ/δ0) -sin(2πδ/δ0)/(2π)] 機械工程學(xué)院 δ 00 50 100 150 200 250 300 350 400 450 5 00 55 600 S 0 0.07 0.49 1.78 3.72 6.41 8 .50 12.5 15.7 1 15.5 8. 45 18.93 19.00 單位

26、 mm 在回程階段運動方程 S=h[1-(δ/δ0’)+sin(2πδ/δ0’) /(2π)] δ 950 1000 1050 1150 1200 1250 1300 S 19 18.72 18.09 16.98 15.32 13.18 10.18 δ 1400 1450 1500 1450 1600 1650 1700 S 5.82 3.71 2.06 0.92 0.28 0.04 0 單位 mm 總的結(jié)果： Hr’ Hb’ H/2π R0 e ρ min Rg R1

27、 37.0 34.0 3.02 49 4 49 73 34 單位 mm 3）齒輪機構(gòu)幾何尺寸的計算： 齒輪 m=5>1 且為正常齒制故 ha*=1 ， c*=0.25, m=6 機械工程學(xué)院 名稱 小齒輪 大齒輪 計算公式 分度圓直徑 d 120 192 d=mz 法向齒距 Pn 17.70 Pn=πmcosα 嚙合角α′ 20 20 中心距 a(a′) 156

28、 齒頂高 ha 6 6 ha=ha* m 齒根高 hf 7.5 7.5 hf=(ha* +c*)m 齒全高 h 13.5 13.5 h=ha+hf 齒頂圓直徑 da 132 204 da=d+2ha 齒根圓直徑 df 105 187 df=d-2hf 重合度εa 1.100 分度圓齒厚 s 9.42 參考文獻： 1. 孫 恒、陳作模主編．機械原理．北京．高等教育出版社. 2. 楊勝強 馬麟主編. 工程制圖學(xué)及計算機繪圖. 國防工業(yè)出版社. 3. 劉毅主編. 機械原理課程設(shè)計 . 華中科技大學(xué)出版社.