機械原理壓床設計

1、機械原理課程設計說明書設計題目：壓 床 機 構(gòu) 設 計 工程 院（系） 機械制造 專業(yè)班級 學號 設計者 指導老師 完成日期 2009 年7 月 10日一、壓床機構(gòu)設計要求1 壓床機構(gòu)簡介及設計數(shù)據(jù)1.1壓床機構(gòu)簡介圖96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。1.2設計數(shù)據(jù) 1.1機構(gòu)的設計及運動分折已知：中心距x1、x2、y, 構(gòu)件3的上

2、下極限角，滑塊的沖程H，比值CECD、EFDE，各構(gòu)件質(zhì)心S的位置，曲柄轉(zhuǎn)速n1。要求：設計連桿機構(gòu) , 作機構(gòu)運動簡圖、機構(gòu)12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。1.2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97)以及連桿機構(gòu)設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圖樣上。1.3飛輪設計已知：機器運轉(zhuǎn)的速度不均勻系數(shù)由兩態(tài)靜力分析中所得的平衡力矩Mb;驅(qū)動力矩Ma為常數(shù)

3、，飛輪安裝在曲柄軸A上。要求：確定飛輪轉(zhuǎn)動慣量J。以上內(nèi)容作在2號圖紙上。1.4凸輪機構(gòu)構(gòu)設計已知：從動件沖程H，許用壓力角 推程角。，遠休止角，回程角'，從動件的運動規(guī)律見表9-5，凸輪與曲柄共軸。要求：按確定凸輪機構(gòu)的基本尺寸求出理論廓線外凸曲線的最小曲率半徑。選取滾子半徑r，繪制凸輪實際廓線。以上內(nèi)容作在2號圖紙上壓床機構(gòu)設計二、連桿機構(gòu)的設計及運動分析設計內(nèi)容連桿機構(gòu)的設計及運動分析單位mm（º）mmr/min符號X1X2y'''HCE/CDEF/DEn1BS2/BCDS3/DE數(shù)據(jù)50140220601201801/21/41001

4、/21/21、 作機構(gòu)運動簡圖如圖所示機構(gòu)運動速度分析：項目LABLBCLDELEFLBS2LDS3LCD數(shù)值69.01314.4221052.5157.21105140單位 mm已知：n1=90r/min； = rad/s = =9.425 逆時針 = ·lAB = 9.425×0.069010.65 m/s = + 大小 ? 0.65 ?方向 CD AB BC選取比例尺v=0.005m/s/mm，作速度多邊形圖· 0.005×121.2=0.606m/s· 0.005×25.68=0.128m/s· 0.005×

5、;181.8=0.909m/s · 0.005×182.6=0.913/s·0.005×34.95=0.175m/s·0.005×125.1mm 0.626m/s·0.005×90.88mm 0.454m/s0.128/0.31442=0.407rad/s (順時針)0.606/0.140=4.329rad/s (逆時針)0.175/0.0525=3.333rad/s (順時針) 機構(gòu)運動加速度分析：項目數(shù)值0.650.6060.9090.9130.6260.4549.4250.4074.3293.333單位m/s

6、Rad/saB=12LAB=9.4252×0.06901=6.130m/s2anCB=22LBC=0.4072×0.31442=0.052m/s2anCD=32LCD=4.3292×0.14=2.624m/s2 aC= anCD+ atCD= aB + atCB + anCB大?。?？ ？ ？ 方向： ？ CD CD BA BC CB選取比例尺a=0.05m/s/mm,作加速度多邊形圖aC=·=0.05×85.63=4.282m/s2ae=·=0.05×128.45=6.422m/s2atCB=·=0.05

7、5;178.4=8.919 m/s2atCD=·=0.05×67.70=3.385 m/s2aF = aE + anEF + atEF大?。?？ ?方向： FE EFaF=·=0.05×119.49=5.975 m/s2as2=·=0.05×56.81=2.841m/s2as3=·=0.05×64.22=3.211 m/s22= atCB/LCB=8.919 /0.31442=28.37 m/s23= atCD/LCD=3.385/0.14=24.18 m/s2機構(gòu)動態(tài)靜力分析G2 G3G5FrmaxJs2Js3方

8、案16001040840110001.350.39單位 N Kg.m2一各構(gòu)件的慣性力，慣性力矩：FI2=m2*as2=G2*as2/g=1600×2.841/9.8=463.84N（與as2方向相同）FI3=m3*as3= G3*as3/g=1040×3.211/9.8=340.76N（與as3方向相反）FI5= m5*aF=G5*aF/g=840×5.975/9.8=512.14N（與aF方向相反）Fr=Frmax/10=11000/10=1100NMI2=Js2*2=1.35×28.37=38.30N.m （逆時針）MI3=Js3*3=0.39&#

9、215;24.18=9.430N.m （逆時針）Ln2= MI2/FI2=38.30/463.84=82.57mmLn3= MI3/FI3=9.430/340.76=27.67mm二計算各運動副的反作用力(1)求力F45，F(xiàn)65對構(gòu)件5進行力的分析，選取比例尺F=20N/mm，作其受力圖構(gòu)件5力平衡：F45+F65+Fr+FI5+G5=0則F45=F*L=20×122.09=2441.8NF65=FL65=20×14.49=289.8NF43=-F45(2)1.對構(gòu)件2受力分析桿2對點C求力矩得：FI2*L1 +Ft12*LBC-G2*L3=0；463.84×0.

10、1414+Ft12×0.31442-1600×0.06822=0；解得Ft12=138.56N桿2對B點求力矩，可得： FI2*L4+G2L2 -Ft32*LBC =0 463.84×23.70+1600×68.22- Ft32×314.42=0 Ft32= 382.12N 2. 對構(gòu)件3受力分析由桿3對點C求力矩得：F43*L1-G3*L2+FI3*L3-Ft63*LCD =0；2441.8×69.81-1040×34.37+340.76×0.5648-Ft63×140=0；解得Ft63=963.64N

11、構(gòu)件3對E點求矩得：Fn23*L6-Ft23*L5-FI3*L4-G3*L7-Ft63*LDE=0Fn23××17.78-340.76×54.77-1040××210=0Fn23=4757.33N.3.求力Fn12，F(xiàn)n63對桿組23進行力的分析得：F43+FI3+G3+Ft63+Fn63+ FI2+G2+Fn12+Ft12=0大?。?？ ？ 方向： 選取比例尺F=20N/mm，作其受力圖則 Fn12=20×341.22=6824.4N； Fn63=20×110.7=2214.1N.(3)求作用在曲柄AB上的平衡力矩Mb M

12、b=F21LAB=261.97×10× F61=F21=261.97×10=2619.7N.項目FI2FI3FI5MI2MI3MbFn63Ft63數(shù)值463.84340.76512.1438.309.4302214.1963.64單位 N N.m N項目Fn12Ft12Fn23Ft23F34F45F56F61數(shù)值6824.4138.564757.33382.122441.82441.8289.8單位 N二 凸輪機構(gòu)設計符號h0010單位mm（0）方案11730552585所以有 H/r0=0.45, 即有 r0=H/0.45=17/0.45=37.778mm取r0

13、=39mm 取rr=5.6mm在推程過程中： 由a=2H2 cos(/0)/（202）得當0 =550時，且<=22.50,則有a>=0,即該過程為加速推程段,當0 =550時,且>=22.50, 則有a<=0,即該過程為減速推程段所以運動方程S=H1-cos(/0)/20050100150200250300350400450500550S00.3441.3492.9344.9697.299.7112.09114.06615.65116.65617單位 (mm)在回程階段，由a=-2H2 cos(/0)/（202）得當0 =850時，且<=42.50,則有a<=0,即該過程為減速回程段,當0 =850