機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)壓床機(jī)構(gòu)

機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：學(xué)院：班級(jí)：設(shè)計(jì)者：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)老師：目錄目錄2一、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)31.1.機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介3機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析3凸輪機(jī)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)31.4.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)4二、壓床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)52.1.傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)52.1.1.基于擺桿的傳動(dòng)方案52.1.2.六桿機(jī)構(gòu)A 52.1.3.六桿機(jī)構(gòu)B 62.2.確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)各桿的長(zhǎng)度6三.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析83.1.速度分析83.2.加速度分析103.3.機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析113.4.基于soildworks環(huán)境下受力模擬分析：14四、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)17五、齒輪設(shè)計(jì)195.1.全部原始數(shù)據(jù)195.2.設(shè)計(jì)方法及原理195.3.設(shè)計(jì)及計(jì)算過(guò)程19參考文獻(xiàn)21一、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)圖示為壓床機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，其中六桿機(jī)構(gòu)為主體機(jī)構(gòu)。圖中電動(dòng)機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器帶動(dòng)三對(duì)齒輪將轉(zhuǎn)速降低，然后帶動(dòng)曲柄1轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)六桿機(jī)構(gòu)使滑塊5克服工作阻力而運(yùn)動(dòng)。為了減少主軸的速度波動(dòng)，在曲柄軸A上裝有大齒輪并起飛輪的作用。在曲柄軸的另一端裝有油泵凸輪，驅(qū)動(dòng)油泵向連桿機(jī)構(gòu)的供油?！瞐〕壓床機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)：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。作圖局部亦畫(huà)在運(yùn)動(dòng)分析的圖樣上。：從動(dòng)件沖程H，許用壓力角[α

]．推程角δ。，遠(yuǎn)休止角δ?，回程角δ'，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律見(jiàn)表9-5，凸輪與曲柄共軸。要求：按[α]確定凸輪機(jī)構(gòu)的根本尺寸．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(shí)際廓線。以上內(nèi)容作在2號(hào)圖紙上設(shè)計(jì)內(nèi)容連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析符號(hào)單位mm度mmr/min數(shù)據(jù)I50140220601201501/21/41001/21/2II60170260601201801/21/4901/21/2III70200310601202101/21/4901/21/2連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析及飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量確實(shí)定[δ]G2G3G5N1/3066044030040000.281/30106072055070000.641/3016001040840110001.35凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)［a］ΦΦSΦˊ0mm0161204080207518130387520901813542652075二、壓床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，在Ｃ點(diǎn)處，力的方向與速度方向相同，所以傳動(dòng)角優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，在Ｃ點(diǎn)處，力的方向與速度方向相同，所以傳動(dòng)角，傳動(dòng)效果最好；滿足急回運(yùn)動(dòng)要求；缺點(diǎn)：有死點(diǎn)，造成運(yùn)動(dòng)的不確定，需要加飛輪，用慣性通過(guò)；優(yōu)點(diǎn)：能滿足要求，以小的力獲得很好的效果；優(yōu)點(diǎn)：能滿足要求，以小的力獲得很好的效果；缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)過(guò)于分散：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，滿足急回運(yùn)動(dòng)要求；優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，滿足急回運(yùn)動(dòng)要求；缺點(diǎn)：機(jī)械本身不可防止的問(wèn)題存在。綜合分析：以上三個(gè)方案，各有千秋，為了保證傳動(dòng)的準(zhǔn)確性，并且以滿足要求為目的，我們選擇方案三。：,,，如右圖所示，為處于兩個(gè)極限位置時(shí)的狀態(tài)。根據(jù)條件可得：在三角形和中用余弦公式有：由上分析計(jì)算可得各桿長(zhǎng)度分別為：工程數(shù)值單位：,逆時(shí)針；大小√方向鉛垂√選取比例尺，作速度多邊形如下圖；由圖分析得：××121.5=0.486m/s×××××∴＝＝rad/s(順時(shí)針)ω＝＝rad/s(逆時(shí)針)ω＝＝rad/s(順時(shí)針)速度分析圖：工程數(shù)值單位2×2=2×2=2×2=2×2=anCD+atCD=aB+atCB+anCB大?。海俊?？√？√方向：？C→D⊥CDB→A⊥BCC→B選取比例尺μa=0.04(m/s2)/mm,作加速度多邊形圖=×2=×2=×61.3=2.452m/s2=×113.52=4.5408m/s2aF=aE+anFE+atFE大小：√？√?方向：√↑F→E⊥FE=×129.42=5.1768m/s2=×2=×2=×2=2〔逆時(shí)針〕=2〔順時(shí)針〕工程數(shù)值單位m/srad/s3.3.機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析G2G3G5FrmaxJs2Js3方案I6604403004000單位NK21．各構(gòu)件的慣性力，慣性力矩：=660×〔與方向相同〕=440×〔與方向相反〕=300×5.177/9.8=158.480N〔與方向相反〕=4000/10=400N=×〔順時(shí)針〕=×〔逆時(shí)針〕==2．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，選取比例尺作其受力圖構(gòu)件5力平衡：那么=-10×47.44=(2)分析構(gòu)件2、3單獨(dú)對(duì)構(gòu)件2分析：桿2對(duì)C點(diǎn)求力矩，可得：?jiǎn)为?dú)對(duì)構(gòu)件3分析：桿3對(duì)C點(diǎn)求矩得：解得:對(duì)桿組2、3進(jìn)行分析：R43+Fg3+G3+Rt63+Fg2+G2+Rt12+Rn12+Rn63=0大?。骸獭獭獭獭獭獭蹋?？方向：√√√√√√√√√選取比例尺μF=10N/mm，作其受力圖那么Rn12=10×156.8=1568N；Rn63=10×49.28=492.8N.(3)求作用在曲柄AB上的平衡力矩Mb：工程Fg2Fg3Fg5MI2MI3MbRn63Rt63數(shù)值單位NN工程Rn12Rt12R34R45R56R61數(shù)值單位N3.4.基于soildworks環(huán)境下受力模擬分析：裝配體環(huán)境下的各零件受力分析Soildworks為用戶提供了初步的應(yīng)力分析工具————simulation，利用它可以幫助用戶判斷目前設(shè)計(jì)的零件是否能夠承受實(shí)際工作環(huán)境下的載荷，它是COMOSWorks產(chǎn)品的一局部。Simulation利用設(shè)計(jì)分析向?qū)橛脩籼峁┝艘粋€(gè)易用、分析的設(shè)計(jì)分析方法。向?qū)б笥脩籼峁┯糜诹慵治龅男畔?，如材料、約束和載荷，這些信息代表了零件的實(shí)際應(yīng)用情況。Simulation使用了當(dāng)今最快的有限元分析方法——快速有限元算法〔FFE〕,它完全集成在windows環(huán)境中并與soildworks軟件無(wú)縫集成，被廣泛應(yīng)用于玩具、鐘表、相機(jī)、機(jī)械制造、五金制品等設(shè)計(jì)之中。連桿受力情況Soildworks中的simulation模塊為我們提供了很好的零件應(yīng)力分析途徑，通過(guò)對(duì)構(gòu)件的設(shè)置約束點(diǎn)與負(fù)載，我們很容易得到每個(gè)零件在所給載荷后的應(yīng)力分布情況。由于不知道該零件的具體材料，所以我選用了soildworks中的合金鋼材料，并且在軸棒兩端加載了兩個(gè)負(fù)載，經(jīng)過(guò)soildworkssimulation運(yùn)算后得到上圖的應(yīng)力分布圖，通過(guò)不同色彩所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力，我們可以清楚的看到各個(gè)應(yīng)力的分布情況，雖然負(fù)載與理論計(jì)算的數(shù)據(jù)有偏差，不過(guò)對(duì)于我們了解零件的應(yīng)力分布已經(jīng)是足夠了。四、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)符號(hào)h[α]δ0δ01δ0＇單位mm〔0〕方案11730552585有,即有。取,取。在推程過(guò)程中：由得當(dāng)δ0=550時(shí)，且00<δ0,那么有a>=0,即該過(guò)程為加速推程段,當(dāng)δ0=550時(shí),且δ0,那么有a<=0,即該過(guò)程為減速推程段所以運(yùn)動(dòng)方程δ0050100150200250300350400450500550S0單位(mm)在回程階段，由得:當(dāng)δ0′=850時(shí)，且00<δ0,那么有a<=0,即該過(guò)程為減速回程段,當(dāng)δ0′=850時(shí),且δ0,那么有a>=0,即該過(guò)程為加速回程段所以運(yùn)動(dòng)方程δ80085090095010001050110011501200S17δ12501300135014001450150015501600165S0單位(mm)凸輪廓線如下:五、齒輪設(shè)計(jì)考慮到負(fù)傳動(dòng)的重合度雖然略有增加，但是齒厚變薄，強(qiáng)度降低，磨損增大：正傳動(dòng)的重合度雖然略有降低，但是可以減小齒輪機(jī)構(gòu)的尺寸，減輕齒輪的磨損程度，提高兩輪的承載能力，并可以配湊中心距，所以優(yōu)先考慮正傳動(dòng)。變位因數(shù)選擇⑴求標(biāo)準(zhǔn)中心距:⑵選取，由此可得嚙合角⑶求變位因數(shù)之和：，然后在齒數(shù)組合為的齒輪封閉線上作直線，此直線所有的點(diǎn)均滿足變位因數(shù)之和1.1044和中心距122.5mm的要求，所以，滿足兩齒根相等的要求。2、計(jì)算幾何尺寸由可知，該傳動(dòng)為正傳動(dòng)，其幾何尺寸計(jì)算如下：a.中心距變動(dòng)系數(shù)：b.齒頂高變動(dòng)系數(shù)：c.齒頂高：d.齒根高:e.齒全高：f.分度圓直徑：g.齒頂圓直徑:h.齒根圓直徑：i.基圓直徑：j.節(jié)圓直徑：k.頂圓壓力角：l.重合度：滿足重合度要求。m.分度圓齒厚：參考文獻(xiàn)[1].孫恒,陳作模,葛文杰.《機(jī)械原理【M】》.7版.北京：高等教育出版社,2001.[2].崔