機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)壓床

壓床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求.壓床機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介圖9—6所示為壓床機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。其中，六桿機(jī)構(gòu)ABCDEF為其主體機(jī)構(gòu)，電動(dòng)機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器帶動(dòng)減速器的三對(duì)齒輪z1-z2、z3-z4、z5-z6將轉(zhuǎn)速降低，然后帶動(dòng)曲柄1轉(zhuǎn)動(dòng)，六桿機(jī)構(gòu)使滑塊5克服阻力Fr而運(yùn)動(dòng)。為了減小主軸的速度波動(dòng)，在曲軸A上裝有飛輪，在曲柄軸的另一端裝有供潤(rùn)滑連桿機(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)副用的油泵凸輪。.設(shè)計(jì)內(nèi)容：（1）機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分折已知：中心距乂1、x2、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5的位置，曲柄轉(zhuǎn)速n1。要求：設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)，作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、機(jī)構(gòu)1?2個(gè)位置的速度多邊形和加速度多邊形、滑塊的運(yùn)動(dòng)線圖。以上內(nèi)容與后面的動(dòng)態(tài)靜力分析一起畫在l號(hào)圖紙上。（2）機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析已知：各構(gòu)件的重量G及其對(duì)質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Js（曲柄1和連桿4的重力和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（略去不計(jì)），阻力線圖（圖9—7）以及連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)分析中所得的結(jié)果。要求：確定機(jī)構(gòu)一個(gè)位置的各運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)分析的圖樣上。（3）凸輪機(jī)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)已知：從動(dòng)件沖程H,許用壓力角［。？］.推程角6。，遠(yuǎn)休止角6?,回程角6',從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律見表9-5,凸輪與曲柄共軸。要求:按［。］確定凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸.求出理論廓線外凸曲線的最小曲率半徑P。選取滾子半徑r,繪制凸輪實(shí)際廓線。以上內(nèi)容作在2號(hào)圖紙上二、壓床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1、連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析（1）作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：（2）長(zhǎng)度計(jì)算：已知：X］=70mm,設(shè)計(jì)內(nèi)容連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析單位mm(o)mmr/min符號(hào)X1X2yP'P''HCE/CDEF/DEn1BS2/BCDS3/DE數(shù)據(jù)70200310601202101/21/4901/21/2

X?=200mm,Y=310mm,TOC\o"1-5"\h\z力1=60°,叭1=120°,3 3H=210mm,CE/CD=1/2,EF/DE=1/2,BS/BC=1/2,DS/DE=1/2。由條件可得；NEDE'=60°2 3VDE=DE'??.△DEE'等邊三角形過D作DJ^EE',交EE'于J,交F￡于HVNJDI=90° 12,HDJ是一條水平線，?DH±FF'???FF'〃EE'過F作FK^EE'過E'作E'G±FF',AFK=E'G在AFKE和△￡'GF'中，KE=GF',FE=E'F',NFKE=NE'GF'=90°,△FKE2△￡'GF',KE=GF'VEE'=EK+KE',FF'=FG+GF',EE'=FF'=H?「△DE'E是等邊三角形,DE=EF=H=210mmVEF/DE=1/2,CE/CD=1/2,EF=DE/4=180/4=52.5mm CD=2*DE/3=2*180/3=140mm連接AD,有tanNADI=X/Y=70/310又,.?AD=、又2十匕二又02十3102:317.33mm，在三角形△ADC和AADC'中，由余弦定理得:AC=JC八而-如,C獷8噂川-伍切二3缸44mmJcD2+jW2-2AD*CD*CGS(60F-12.72*)=24541AC'=mmAC'=DS=DE/2=210/2=105mm3ABBCBS DS=DE/2=210/2=105mm3ABBCBS 2 CDDEDS 3 EF69.015mm314.425mm157.2125mm140mm210mm105mm52.5mm23,BS=BC/2=314.46/2=157.2125mm由上可得：比例尺0.05mm/(m/s)(3)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度分析：己知：n1=90r/min；n , 90①=—??2兀rad/s= ?2兀=9.425逆時(shí)針1 60 60

①11AB=9.425X0.069015=0.650m/sV=v+V大??？ 0.65 ?方向±CD±AB±BC選取比例尺口v=0.004m/(mm/s),作速度多邊形V=uV=upC V?V=ubc

CBV.VuF-v=0.009/0.05=0.180m/s=0.45/0.05=0.900m/sVuFEVuFE—v.=0.01/0.05=0.200m/s==uS2 V,=uS3 V,ps2=0.031/0.05mm=0.620m/sps3=0.022/0.05mm=0.440m/s???①=Vc^-=0.18/0.314425=0.572rad/s（逆時(shí)針）2l

BC3=^c-=0.60/0.140=4.290rad/s （順時(shí)針）3lCD3=二=0.20/0.0525=3.809rad/s （順時(shí)針）4lEF項(xiàng)目數(shù)值0.6500.6000.9000.8800.6200.449.4250.5724.2903.809單位m/sRad/s（4）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)加速度分析：aB=312LAB=9.4252X0.069015=6.130m/s2anCB=322LBC=0.5722X0.314425=0.103m/s2anCD=332LCD=4.2902X0.14=2.577m/s2anFE=342LEF=3.8092X0.0525=0.762m/s2ac=anCD+atCD=aB+atCB+anCB大小：？J?V?V方向：?C-D±CDB-A±BCC-B選取比例尺Ua=0.04m/選取比例尺Ua=0.04m/(mm/s次作加速度多邊形圖UUcaC=aP=0.0033/0.01=3.300m/s2aE=UPpe'=0.05/0.01=5.000m/s2a-atCB二aatCB二atCD二aF大?。?方向：V=0.031/0.01=3.100m/s2nC=0.019/0.01=1.900m/s2=aE+anEF+atEFV V?V F-E±EFuaF=uaF=aPf=0.032/0.01=3.200m/s2U

as2=

U

as2=

a笈飛=0.042/0.01=4.200m/s2as3=U% =0.025/0.01=2.500m/s2 3—）項(xiàng)目數(shù)值6.130as3=U% =0.025/0.01=2.500m/s2 3—）項(xiàng)目數(shù)值6.1303.3005.0003.2004.2002.5009.85913.571單位m/s2rad/s2(5)機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析a-a=atCB/LCB=3.100/0.314425=9.859m/s22a=atCD/LCD=1.900/0.14=13.571m/s2G2G3G5FrmaxJs2Js3方案加16001040840110001.350.39單位NKg.m21）.各構(gòu)件的慣性力，慣性力矩：FI2=m2*as2=G2*as2/g=1600X4.200/9.8=685.714N（與as2方向相反）FI3=m3*as3=G3*as3/g=1040X2.500/9.8=265.306N（與as3方向相反）FI5=m5*aF=G5*aF/g=840X3.200/9.8=274.286N（與aF方向相反）Fr=11000*0.1=1100N.m（返回行程）MS2=Js2*a2=1.35X9.859=13.310N.m （順時(shí)針）MS3=Js3*a3=0.39X13.571=5.293N.m （逆時(shí)針）LS2=MS2/FI2=13.310/685.714X1000=19.410mmLS3=MS3/FI3=5.293/265.306X1000=19.951mm2）.計(jì)算各運(yùn)動(dòng)副的反作用力（1）分析構(gòu)件5對(duì)構(gòu)件5進(jìn)行力的分析，選取比例尺uF=20N/mm,作其受力圖構(gòu)件5力平衡：F45+F65+FI5+G5=0則F45=1140.0N；F65=160.0NF43=F45(方向相反)(2)對(duì)構(gòu)件2受力分析對(duì)構(gòu)件2進(jìn)行力的分析，選取比例尺□F=20N/mm,作其受力圖桿2對(duì)B點(diǎn)求力矩，可得：FI2*LI2+G2*L2-Ft32*LBC=0864.222X120.2776+1600X1.6873-Ft32X314.425=0Ft32=339.1786N桿2對(duì)S2點(diǎn)求力矩，可得：Ft12*LBS2-FI2*LS2-Ft32*LCS2=0Ft12X157.2125-864.222X11.0243-339.1786X157.2125=0Ft12=399.781N(3)對(duì)構(gòu)件3受力分析對(duì)構(gòu)件2進(jìn)行力的分析，選取比例尺uF=0.05mm/N,作其受力圖桿3對(duì)點(diǎn)C求力矩得：Ft63*LCDF43*LS3-FI3*LI3+G3*COS15o*LG3=0Ft63X140-572.604X17.153-365.242X34.3066+G3*COS15o*17=0Ft63=77.6N構(gòu)件3力平衡：Fn23+Ft23+F43+FI3+Ft63+Fn63+G3=0貝ljFn23=2401.0N；Fn63=172.1N構(gòu)件2力平衡：F32+G2+FI2+Ft12+Fn12=0貝ijFn12=1752.458N；F12=1798.258N(4)求作用在曲柄AB上的平衡力矩MbF61=F21=1798.258N.Mb=F21*L=1798.258X67.3219X0.001=121.062N.m(逆時(shí)針)項(xiàng)目FI2FI3FI5MS2MS3MbFn63Ft63數(shù)值685.714265.306274.28613.3105.29340.68172.177.6單位NN.mN項(xiàng)目Fn12Ft12Fn23Ft23F34F45F65F61數(shù)值3575.038.682401.0298.91140.01140.016