機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)2012311144_許建國(guó)

1、 工程技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)課 程： 機(jī)械原理 專 業(yè)： 車輛工程 年 級(jí)： 2012級(jí) 學(xué) 號(hào)： 2012311144 姓 名： 許建國(guó) 指導(dǎo)教師： 張海東 日 期： 2014.7.7 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院 目錄一 設(shè)計(jì)任務(wù) 3二 數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)及桿件分析 4三 速度和加速度分析 5四 連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析8 五 設(shè)計(jì)心得 8六 參考文獻(xiàn) 9七 教師評(píng)語(yǔ) 101. 設(shè)計(jì)任務(wù) 1、 設(shè)計(jì)題目 沖模成型機(jī)中上沖模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)分析2、沖模成型機(jī)中上沖模機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介沖模成型機(jī)是壓力加工中常用的設(shè)備，其常用結(jié)構(gòu)如圖1所示，該機(jī)由三個(gè)機(jī)構(gòu)組成，即：上沖模機(jī)構(gòu)、下沖模機(jī)構(gòu)和送料機(jī)構(gòu)。其工作過(guò)程由以下幾個(gè)步驟秦秦順序完

2、成：1、送料器送料后返回，上沖模下行壓制板料，下沖模固定不動(dòng)；2、上沖模壓制到位，下沖模固定不動(dòng)；3、上沖模上行回位，下沖模上頂壓坯脫模；4、送料器推坯下料，下沖模固定不動(dòng)；5、送料器到位后上料準(zhǔn)備回位，下沖模下行回位，準(zhǔn)備循環(huán)。其中上沖模機(jī)構(gòu)由一個(gè)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)（1、2、3）和一個(gè)三桿滑塊機(jī)構(gòu)（3、4、5）并聯(lián)，其功能及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)如下：1、曲柄1做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)搖桿3在一定范圍內(nèi)擺動(dòng)，并且具有急回特性；2、搖桿3與連桿4鉸接，進(jìn)而帶動(dòng)沖頭5做直線運(yùn)動(dòng)。3、上沖模在沖壓完成后停歇0.3-0.4秒，之后有一個(gè)急回過(guò)程。圖1 沖模機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖3、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與要求上沖模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如表1所示。表1 上沖模機(jī)

3、構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)分組號(hào)12345每分鐘壓制次數(shù)2025303540上沖模最大行程100mm110mm115mm120mm125mm 4、設(shè)計(jì)任務(wù) （1） 根據(jù)圖1所示的沖壓成型機(jī)機(jī)構(gòu)方案，依據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)上沖模機(jī)構(gòu)，畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并分析組成機(jī)構(gòu)的基本桿組；（2） 假設(shè)曲柄等速轉(zhuǎn)動(dòng)，請(qǐng)用矢量方程圖解法對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，并畫出各桿的上沖模的位移、速度和加速度變化規(guī)律曲線；（3）編寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。二、數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)及桿件分析1、桿件長(zhǎng)度和構(gòu)件位置的設(shè)計(jì) 如設(shè)計(jì)圖紙所示：設(shè)桿長(zhǎng)BC=CD=CE=200mm,=30。且由要求知w=2f=3.14rad/s;所以B點(diǎn)速度為3.140.0761=0.

4、24m/s上沖模最大行程h=115mm.由所畫的圖可知B和B”為兩極性位置。由運(yùn)動(dòng)關(guān)系可知F=57.5mm，所以FD=arccos=44.6同理D=67.7，且=151.5mm.即：=30+D-90=7.7設(shè)AB=X，所以A=（200+X）mm, A=(200-x)mm又因?yàn)?cos=（200+X）+141.5-(200-x)/2x141.5x（200+X）1解釋：x=76.1mm由三角函數(shù)計(jì)算得AD=247mm且 AB+ADCD+BC所以符合要求同時(shí)：=，即極位夾角為9.4所以行程比K=1.11 當(dāng)ABC在同一直線上且曲柄轉(zhuǎn)過(guò)一周即在360度時(shí)，根據(jù)各桿件尺寸定出各轉(zhuǎn)動(dòng)副的位置，選定比例尺1

5、:2，畫出各運(yùn)動(dòng)副和表示各桿件的線段，在原動(dòng)機(jī)件上標(biāo)出表示運(yùn)動(dòng)方向的箭頭，即可得出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。2、分析組成機(jī)構(gòu)的基本干組 對(duì)于該機(jī)構(gòu)，其自由度F=3n-2PL-PH, F=3x5-2x7-0=1.以曲柄為原動(dòng)件，對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析，從遠(yuǎn)離原動(dòng)件開(kāi)始拆桿組，基本桿組中運(yùn)動(dòng)副全為低副，則符合3n-2PL=0.將原動(dòng)件1和機(jī)架6與其余桿件拆開(kāi)，剩下的桿件所組成的桿組的自由度為0.從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的一端拆下構(gòu)件5和構(gòu)件4為一個(gè)II級(jí)桿組，拆下構(gòu)件2和構(gòu)件3也為一個(gè)II級(jí)桿組，最后剩下原動(dòng)件1和機(jī)架6，由于拆出的最高級(jí)別的桿組為II桿組，所以該機(jī)構(gòu)為II級(jí)機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖和基本桿組圖見(jiàn)圖紙。 三速度和加

6、速度分析1、對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析 已知曲柄轉(zhuǎn)速n=30r/min=0.5r/s,曲柄的角速度W=2n=2x0.5r/s=3.14rad/s,所以B點(diǎn)的速度=ABxW=0.239m/s.方向垂直于曲柄。又因?yàn)榍人俎D(zhuǎn)動(dòng)，所以A點(diǎn)的加速度大小和方向都等于它的法向加速度，B=ABxW2=0.75m/s2. 對(duì)于連桿2的角速度W2和角加速度2及B點(diǎn)和C點(diǎn)的速度VB,VC和加速度B，C, 及桿件4角速度W4和角加速度4及E點(diǎn)的速度VE和加速度E，運(yùn)用矢量方程圖解法來(lái)計(jì)算。由運(yùn)動(dòng)合成原理可知，C點(diǎn)的速度: 大小：？ ？方向: 選取速度比例尺，由p點(diǎn)開(kāi)始畫出速度多邊形，由速度多邊形得=vpc=0.236m/

7、sWc=1.18rad/sE點(diǎn)的速度： 大?。?? ？ 方向： 由速度多邊形得C點(diǎn)的加速度 大小: ？ ？方向: 選取加速度比例尺a =0.002（m/s2）/mm，有p開(kāi)始畫出加速度多邊形，由加速度多邊形得E點(diǎn)的加速度： 大小: ? ?方向: 由加速度多邊形得2、由圖紙1得出上沖模機(jī)構(gòu)上沖模的位移X=11.3mm3、畫出上沖模機(jī)構(gòu)各桿的上沖模的位移、速度和加速度變化規(guī)律曲線四.連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 由上沖模機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程可知，其原動(dòng)件為曲柄1，執(zhí)行構(gòu)件為滑塊5。循著運(yùn)動(dòng)傳遞的路線可以看出，此上沖模機(jī)構(gòu)由曲柄1，構(gòu)件2、3、4及滑塊5和機(jī)架6等6個(gè)構(gòu)件組成。其中，曲柄1和機(jī)架6在O點(diǎn)構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，曲

8、柄1和構(gòu)件2也構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，其軸心在B點(diǎn),而構(gòu)件2還與構(gòu)件3、4在C兩點(diǎn)分別構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副,構(gòu)件3還與機(jī)架6在D點(diǎn)構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副,滑塊5與構(gòu)件4以及機(jī)架6分別構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副。 將上沖模機(jī)構(gòu)的組成情況搞清楚后，再選定視圖平面和比例尺，并根據(jù)該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸定出各轉(zhuǎn)動(dòng)副A、B、C、D、E的位置，畫出各轉(zhuǎn)動(dòng)副和表示各構(gòu)件的線段，在原動(dòng)件上標(biāo)出表示運(yùn)動(dòng)方向的箭頭，即可得其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，如A1圖紙所示。五.設(shè)計(jì)心得經(jīng)本次設(shè)計(jì)，本組成員了解掌握了機(jī)械設(shè)計(jì)的方法和步驟。通過(guò)對(duì)上沖模機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，速度及工作簡(jiǎn)圖的設(shè)計(jì)讓我們進(jìn)一步掌握了機(jī)械原理，加深了各知識(shí)點(diǎn)的理解和運(yùn)用。課程設(shè)計(jì)是一種學(xué)習(xí)同事優(yōu)秀品質(zhì)的過(guò)程,我們過(guò)去有

9、位老師說(shuō)得好,有有些事情的產(chǎn)生只是有原因的,別人能在諸如學(xué)習(xí)上取得了不一般的成績(jī),那絕對(duì)不是僥幸或者巧合,那是自己付出勞動(dòng)的成果的彰顯,那是自己辛苦過(guò)程的體現(xiàn).這種不斷上進(jìn),認(rèn)真一致的心態(tài)也必將導(dǎo)致一個(gè)人在生活和學(xué)習(xí)的各個(gè)方面做的很完美,有位那種追求的鍥而不舍的過(guò)程是相同的,這就是一種優(yōu)良的品質(zhì),它將指引著一個(gè)人意氣風(fēng)發(fā),更好走好自己的每一步.這次設(shè)計(jì)我們本著認(rèn)真準(zhǔn)確的原則，使我們?cè)鰪?qiáng)了自信心，也為我們將來(lái)工作打下良好的基礎(chǔ)。本次設(shè)計(jì)使我們?cè)趯?shí)踐理論方面都有了很大的提高，也為機(jī)械設(shè)計(jì)的課程做了充分的準(zhǔn)備。本次設(shè)計(jì)不是很完美，但我們堅(jiān)信以后我們將做得更好。在設(shè)計(jì)過(guò)程中我們真正懂得搞設(shè)計(jì)的艱難，我們以后將更加努力學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。同時(shí)也謝謝老師給的這次設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)以及在本次設(shè)計(jì)中給予的指導(dǎo)，同時(shí)對(duì)在本次設(shè)計(jì)中給予幫助的同學(xué)在此表示感謝。六.參考文獻(xiàn)【1】機(jī)械原理第七版 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)