機械原理課程設(shè)計壓床機構(gòu)01

1、課 程 設(shè) 計課程設(shè)計名稱： 機械原理課程設(shè)計 學 生 姓 名： 學 院： 專業(yè)及班級： 學 號： 指導教師： 課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書機電學院 機制 系 系 主 任： 學生班級：2010材成1、2、3 班 日 期：一、 設(shè)計目的：在學習和了解機械的通用構(gòu)件和機械運行基本原理的基礎(chǔ)上，要求學生理論與實踐相結(jié)合，深入了解機械的通用構(gòu)件和機械運行基本原理在工程常見機械中的應(yīng)用，提高學生將機械原理的基本概念和原理綜合應(yīng)用能力和實際動手能力。二、 學生提交設(shè)計期限：在本學期2012年12月17日至2012年12月21日完成，設(shè)計必須學生本人交指導老師評閱。三、 本設(shè)計參考材料：機械原理 機械原理課程

2、指導書四、 設(shè)計題目的選定：參考設(shè)計題目附后頁，任選一題。五、 設(shè)計要求：1、 查閱相關(guān)資料；2、 提出整體系統(tǒng)設(shè)計方案；3、 詳細設(shè)計所設(shè)計機構(gòu)的原理、組成及參數(shù)等；4、 說明設(shè)計分析的步驟和計算過程；5、 設(shè)計過程繪制相關(guān)設(shè)計的CAD圖紙。六、 設(shè)計成果及處理說明書主要章節(jié)：1 設(shè)計成果（包括說明書、CAD圖紙等）；2 設(shè)計說明書格式及主要章節(jié)：a. 封面（參照學院規(guī)定標準）；b. 設(shè)計任務(wù)書（包括選定設(shè)計題目與要求，可復?。?；c. 目錄d. 說明書正文；（主要包括系統(tǒng)總體方案分析及參數(shù)確定；）e. 設(shè)計總結(jié)及體會；f. 參考文獻七、 設(shè)計所得學分及成績評定：本設(shè)計單獨算學分及成績：占1個

3、學分?？己伺c評分主要分四個方面：1 學生平時出勤及工作態(tài)度；2 說明書、設(shè)計圖紙的規(guī)范與正確程度及獨立工作能力；3 答辯成績（部分學生）。八、 設(shè)計進度與答疑：1、 確定設(shè)計題目及查閱資料，并確定方案：12.17日； 2、 虛擬儀器設(shè)計及撰寫設(shè)計報告：12.18日；3、 運行調(diào)試檢測與修改，完成課程設(shè)計報告：12.1912.20日；4、 提交設(shè)計報告，部分學生答辯：12.21日。學生簽名： 指導老師簽名： 學 號： 日 期： 2013.1.10 日 期： 目錄1. 設(shè)計要求-1 1.1 壓床機構(gòu)簡介-1 1.2 設(shè)計內(nèi)容-2 1.2.1機構(gòu)的設(shè)計及運動分折-2 1.2.2機構(gòu)的動態(tài)靜力分析-2

4、 1.2.3飛輪設(shè)計-2 1.2.4 凸輪機構(gòu)設(shè)計-2 1.2.5齒輪機構(gòu)設(shè)計-22壓床機構(gòu)的設(shè)計: -22.1 連桿機構(gòu)的設(shè)計及運動分析-22.1.1作機構(gòu)運動簡圖-22.1.2 長度計算-32.1.3機構(gòu)運動速度分析-52.1.4機構(gòu)運動加速度分析-73凸輪機構(gòu)設(shè)計-94齒輪機構(gòu)設(shè)計-115心得體會-126參考書籍 - -131. 設(shè)計要求1.1壓床機構(gòu)簡介圖所示為壓床機構(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)使滑塊克服阻力Fr,而運動,曲柄通過連桿，搖桿帶動滑塊克服阻力Q沖

5、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。設(shè)計數(shù)據(jù)見表6-2。 圖1 機構(gòu)簡圖 圖2 凸輪簡圖 圖3 齒輪機構(gòu) 圖4 阻力線圖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，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(shè)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

6、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。1.2.2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(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圖樣上。1.2.3飛輪設(shè)計已知：機器運轉(zhuǎn)的速度不均勻系數(shù)，有動態(tài)靜力分析中所得的平衡力矩My，驅(qū)動力矩Ma為常數(shù)，飛輪安裝在曲柄軸A上。要求：用慣性力法求飛輪動慣量JF.1.2.4凸輪機構(gòu)構(gòu)設(shè)計已知：從動件沖程H，許用壓力角推程角 ，遠休止角s，回程角'，從動件的運

7、動規(guī)律，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min。選取滾子半徑rg，繪制凸輪實際廓線。1.2.5齒輪機構(gòu)設(shè)計 已知：齒數(shù)Z5,Z6模數(shù)m分度角齒輪為正常齒制，工作情況為開式齒輪，齒輪與曲柄共軸。要求：選擇兩輪變位系數(shù)x1,x2,計算此對齒輪傳動的各部分尺寸。2.壓床機構(gòu)的設(shè)計2.1作機構(gòu)的位置簡圖 機構(gòu)的極限點和中間的位置簡圖 圖5 機構(gòu)位置簡圖2.1.2 長度計算 表1 設(shè)計數(shù)據(jù)表設(shè)計內(nèi)容連桿機構(gòu)的設(shè)計及運動分析單位mm（º）mmr/min符號X1X2y3'3''HCE/CDEF/DEn1BS2/BCDS3/DE

8、數(shù)據(jù)70200310601202101/21/4901/21/21. 已知：X170mmX2200mm，Y310mm 3'60°，3''120°H210mmCE/CD=1/2, EF/DE=1/4由條件可得；E1DE2=60°DE2=DE1DE1E2等邊三角形過D作DJE1E2，交E1E2于J，交F1F2于H DE1=DE2 E1DE2=60°JDE1=30°又 360°JDI=90°HDJ是一條水平線，DHF1F2F1F2E1E2過F2作F2KE1E2 過E1作E1GF1F2，F(xiàn)2KE1G在F2KE

9、2和E1GF1中，KF2GE1，F(xiàn)2E2=E1F1, F1KE1=E2GF2=90°F1KE1E2GF2KE2= GF1E1E2=E2K+KE1, F1F2=F1G+GF2E1E2=F1F2=HDE1E2是等邊三角形DE2=F1F2=H=210mm DE=210mmEF/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tanADI=X1/Y=70/310又AD=mm令A(yù)DI= 責sin=70/317.33 cos=310/317.33在三角形ADC和ADC中，由余弦定理得： AC2=383.44m

10、m AC1=245.41mmAB=(AC2-AC1)/2= 69.015mm BC=(AC1+AC2)/2=314.425mmBS2/BC=1/2 DS3/DE=1/2BS2=BC/2=157.21 mm DS3=DE/2=105mm 由上可得各桿件的長度： 表2 桿件的長度表ABBCBS2CDDEDS3EF69.015mm314.425mm157.21mm140mm210mm105mm52.5mm2.1.3 機構(gòu)運動速度分析已知：n1=90r/min；機構(gòu)處于B，分析速度。 圖6 機構(gòu)位置圖 = rad/s = =9.425 rad/s 逆時針 = ·lAB = 9.425

11、5;0.069015=0.650m/s = + 大小 ? 0.65 ?方向 CD AB BC選取比例尺v=0.004m/(mm/s)，作速度多邊形 圖7 速度多邊形· 0.03/0.05=0.600m/s· 0.009/0.05=0.180m/s· 0.45/0.05=0.900m/s · 0.44/0.05=0.880m/s·0.01/0.05=0.200m/s·0.031/0.05mm0.620m/s·0.022/0.05mm0.440m/s0.18/0.314425=0.572rad/s (逆時針)0.60/0.140

12、=4.290rad/s (順時針)0.20/0.0525=3.809rad/s (順時針) 表3 速度表項目數(shù)值0.6500.6000.9000.8800.6200.449.4250.5724.2903.809單位m/sRad/s2.1.4機構(gòu)運動加速度分析：aB=12LAB=9.4252×0.069015=6.130m/s2anCB=22LBC=0.5722×0. 314425=0.103m/s2anCD=32LCD=4.2902×0.14=2.577m/s2 anFE =42LEF=3.8092×0.0525=0.762m/s2= anCD+ atC

13、D= aB + atCB + anCB大?。?？ ？ ？ 方向： ？ CD CD BA BC CB選取比例尺a=0.04m/ (mm/s2),作加速度多邊形圖 圖8 加速度多邊形圖aC=·=0.0033/0.01=3.300m/s2aE=·=0.05/0.01=5.000m/s2atCB=· =0.031/0.01=3.100m/s2atCD=·=0.019/0.01=1.900m/s2aF = aE + anEF + atEF大?。?? ?方向： FE EFaF=0.032/0.01=3.200m/s2as2=0.042/0.01=4.200m/s2a

14、s3=0.025/0.01=2.500m/s2= atCB/LCB=3.100 /0.314425=9.859 m/s2= atCD/LCD=1.900/0.14=13.571 m/s2 表4 加速度表項目數(shù)值6.130 3.3005.000 3.2004.200 2.500 9.859 13.571單位m/srad/s3、 凸輪機構(gòu)設(shè)計 表5 凸輪參數(shù) 符號hs單位mm（0）方案319306535752).凸輪機構(gòu)設(shè)計 1.凸輪基本尺寸 凸輪的基本參數(shù)如表6-2，因而凸輪的角速度為w=9.425rad/s。利用余弦加速度運動規(guī)律的推程的運動方程式（4-3a)，回程的運動方程式（4-3b)可知

15、， 當=27.50時，從動件速度v有最大值，且為v=292.93mm/s因而e=v/2w=15.5mm 取e=16mm (4-3a) ( 4-3b)再利用公式（4-13)和 (4-12)可求的凸輪的基圓半徑r0=40mmr0 (4-13)rt0.4r0 (4-14)有基圓半徑R0=40mm e=16mm 滾子半徑 R=8mm 在推程過程中：由a=2h2 sin(2/0)/02得 當0 =650時，且00<<32.50,則有a>=0,即該過程為加速推程段, 當0 =650時,且>=32.50, 則有a<=0,即該過程為減速推程段 所以運動方程S=h (/0) -si

16、n(2/0)/(2) 在回程階段，由a=-2h2 sin(2/0)/ 0 2得 當0 =750時，且00<<37.50,則有a<=0,即該過程為減速回程段, 當0 =750時,且>=37.50, 則有a>=0,即該過程為加速回程段 所以運動方程S=h1-(/0)+sin(2/0) /(2) 當0 =650時，且00<<32.50,則有a>=0,即該過程為加速推程段, 當0 =650時,且>=32.50, 則有a<=0,即該過程為減速推程段 所以運動方程S=h (/0) -sin(2/0)/(2) 表6 凸輪位置數(shù)據(jù)0050100150

17、200250300350S00.060.431.383.025.308.0510.95單位(mm)40045050055600650S13.7015.9817.6218.5718.9419.00單位(mm)10001050110011501200125013001350S19.0018.9618.7118.0816.9415.2913.1810.7614001450150015501600165017001750S8.245.823.712.060.920.0400單位(mm)凸輪廓線如下: （a） (b) 圖9 (a)凸輪輪廓圖 (b)位移和角度關(guān)系圖4.齒輪機構(gòu)設(shè)計 已知:齒輪,齒輪為正常

18、齒制，工作情況為開式傳動，齒輪與曲柄共軸。由于其中一齒輪齒數(shù)小于17，要避免產(chǎn)生根切現(xiàn)象必存在變位系數(shù)，必要增大其中心距，取a=130mm,求得=21,142°經(jīng)計算后取變位系數(shù) ：x5=0.393 mm > Xmin5=0.3529 mmx6=-0.222 mm > Xmin6=-0.8824 mm分度圓直徑：d=m* Z=66.0mmd=m* Z=192.0mm基圓直徑：d= d*cos=62.024mmd= d*cos= db6=180.433mm齒厚：S=（）*m= 10.961mmS=（）*m= 8.628 mm齒頂高：h=（h+x）*m=8.329mmh=（h+x）*m = 4.642mm齒底高：h=（ h+c- x）*m=4.62mmh=（ h+c- x）*m=8.829mm齒頂圓直徑和齒底圓直徑：d= d+ 2h=83.618mmd= d-2h=56.675mmd= d+2h=200.325 mmd= d-2h=173.382mm重合度: =1.3905心得體會 做機械原理課程設(shè)計是第一次做課程設(shè)計，一開始都不知道課程設(shè)計是什么東西，通過老師的指導已經(jīng)自己