机械原理课程设计压床机构1013071841文档格式.docx

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本设计单独豊学分及成绩：

占1个学分。

課核与评分主要分四个方面:

设计进度与答疑:

4、提交设计报告，部分学生答辩：

Ho

指导老

学生签名:

师签名:

学号:

求

••

期

要

日

录设目

1介-1容

构

机

床

压

分动运及

计设的构机

算-3析-5

分度速动运构机

计-9计11会

轮

凸

齿

1.设计要求

压床机构简介

图所示为压床机构简图。

其中，六杆机构ABCDEF为其主体机构，电动机经联轴器带动减速器的三对齿轮zl-z2、z3-z4、zo-z6将转速降低，然后带动曲柄1转动，六杆机构使滑块克服阻力Fr,而运动，曲柄通过连杆，摇杆带动滑块克服阻力Q冲压零件。

当冲头向下运动时，为工作行程，冲头在内无阻力；

当在工作行程后行程时，冲头受到的阻力为Q,当冲头向上运动时，为空回行程，无阻力。

为了减小主轴的速度波动，在曲轴A上装有飞轮，在曲柄轴的另一端装有供润滑连杆机构各运动副用的油泵凸轮。

设讣数据见表6-2。

图1机构简图图2凸轮简图

图3齿轮机构图4阻力线

图

•设计内容：

已知：

中心距xl、x2、y,构件3的上、下极限角，滑块的冲程H,比值CE/CD、EF/DE,各构件质心S的位置，曲柄转速nl。

要求：

设计连杆机构，作机构运动简图、机构1〜2个位置的速度多边形和加速度多边形、滑块的运动线图。

以上内容与后面的动态静力分析一起画在1号图纸上。

各构件的重量G及其对质心轴的转动惯量Js（曲柄1和连杆4的重力和转动惯量（略去不计），阻力线图（图9-7）以及连杆机构设计和运动分析中所得的结果。

确定机构一个位置的各运动副中的反作用力及加于曲柄上的平衡力矩。

作图部分亦画在运动分析的图样上。

机器运转的速度不均匀系数S,有动态静力分析中所得的平衡力矩驱动力矩血为常数，飞轮安装在曲柄轴A上。

用惯性力法求飞轮动惯量Jf.

从动件冲程H,许用压力角［a］.推程角4）,远休止角巾s,回程角C'

从动件的运动规律，凸轮与曲柄共轴。

按代］确定凸轮机构的基本尺寸.求出理论廓线外凸曲线的最小曲率半径P.no选取滚子半径"

，绘制凸轮实际廓线。

齿数Z“Z6模数m分度角a齿轮为正常齿制，工作情况为开式齿轮，齿轮与曲柄共轴。

选择两轮变位系数X1,心计算此对齿轮传动的各部分尺寸。

2.压床机构的设计

作机构的位置简图

机构的极限点和中间的位置简图

图5机构位置简图

长度计算

表1设计数据表

设计内容

连杆机构的设计及运动分析

单位

mm

（o）

r/min

符号

Xx

X2

y

屮

3

H

CE/CD

EF/DE

nl

BS：

/BC

DS3/DE

数据

70

200

310

60

120

210

1/2

1/4

90

1.已知：

XL=70mm

X：

=200mm,Y=310mm屮/=60°

屮3’'

=120°

H=210mm

CE/CD二1/2,EF/DE二1/4

由条件可得；

ZE:

DE：

=60°

VDE2=DE1

•••△DEE等边三角形

过D作DJ丄E战,交EE于J,交FR于H

IDE^DE：

ZE：

DE2=60°

ZJDE’二30°

又•・・屮3’=60°

•••ZJDI二90°

・・・HDJ是一条水平线，

・・・DH丄F：

F,

・・・FF〃EE

过F：

：

作F：

K丄EE过E1作E：

G丄FE,F：

K=E：

G

在△F：

KE:

:

和△EiGF】中，KF：

=GEi，F^EfER,

ZF1KE1=ZE:

GF;

=90°

AAF^Ex^AE^GF：

•••KE：

二GF’

IE：

EfE：

K+KEi,F：

F：

=F:

G+GF2

.•.e：

e2=f：

f：

=h

•••△DEE是等边三角形

/.DE2=FiFpH二21Omm・°

・DE二210mm

TEF/DE二1/4,CE/CD二1/2

・•・EF二DE/4二210/4=CD二2*DE/3二2*210/3=140mm

连接AD,有tanZADI二Xi/Y二70/310

又•・•AD二y/x2+Y2=J7（f+31（）2=317.33mm

令ZADI=^责sin。

二70/cos。

二310/

・••在三角形AADC和△ADC'

中，由余弦定理得:

AG二JCD2+AD2-2AD.CDcos（l20°

-0）=

AC：

二y/CD^AD1-2AD.CDcos^0°

-0）二

・•・AB二（AC2-ACl）/2=BC=（ACl+AC2）/2=

BSj/BC二1/2DSs/DE二1/2

BS^—BC/2=minDS3二DE/2=10onun

山上可得各杆件的长度：

表2杆件的长度表

AB

BC

BS:

CD

DE

DS3

EF

140mm

210mm

105mm

机构运动速度分析

nl二90r7min；

机构处于B,分析速度。

图6机构位置图

©

二—*2^rad/s=一・2龙二rad/s逆时针16060

V二6W）-Iab二X二S

■•■•■IO

vc二vb+va

大小

方向丄CD丄AB丄BC

选取比例尺nv二（mm/s）,作速度多边形

图7速度多边形

Vc=U\，•PC—-s

Vcb=Uv•be—-s

Ve=Uv•Pe==s

Vf~llv-Pf==s

VFE~Wv•ef—-S

Vs2=UVPs2==s

（逆时针）

（顺时针）

表3速度表

项

目

数

值

单

位

m/s

Rad/s

Qb=31"

LAB—X=s"

hcF32'

LBC二X0.314425二s'

aV^3:

LCD=X=s2

a°

re=w42LEF=X=s2

大小：

VVV

选取比例尺ua=（mm/s2）,作加速度多边形图

图8加速度多边形图

ITC

aE+

大小:

a-==s

q；

二a*□>

/Lci>

==m/s"

表4加速度表

项目

数值

m/s2

rad/s2

3.凸轮机构设计

h

[a]

8

Ss

8，

（°

）

方案3

19

30

65

35

75

表5凸轮参数

2）.凸

轮机构

设计

1.

凸轮基本尺寸

凸轮的基本参数如表6-2,因而凸轮的角速度为w二s。

利用余弦加速度运动规律的推程的运动方程式（4-3a）,回程的运动方程式（4-3b）可知，

当。

二时，从动件速度V有最大值，且为V二S

因而e=v/2w=取e二16mm

v=/d0）/26Q

<

a=^2/?

vv2cos（7h5/Jo）/2J（）2（4一3&

s=h[\-cos（^/Jo）]/2

s=力[1+cos（加/J0r）]/2

*v=-/nr^sin（（5r/J0,）/2J,（4~3b）

a=-hw2^2cos（（5r/Jor）/2J（/

再利用公式（4-13）和（4-12）可求的凸轮的基圆半径ro=40mm

ro>

y][（ds/dd-e）/tana-s）1+e2（4_13）

（4-14）

有基圆半径R（）=40mme=16mm滚子半径R=8mm

在推程过程中：

由a=2nh3‘sin（2n5/60）/60’得

当60=65。

时，且0°

6<

则有a>

=0,B|J该过程为加速推程段，

当50=65。

时,且5>

=,则有a<

=0,即该过程为减速推程段

所以运动方程S=h[（6/50）-sin（25/80）/（2八）]

在回程阶段，由a=-2nho=sin（2n8/80*）/5O'

2得

380'

二75。

5<

则有aUO,即该过程为减速回程段,

当§

0’二75°

时,且各〉二，则有a>

=0,即该过程为加速回程段所以运动方程S=h[l-（S/60'

）+sin（2n5/80）/（2町]当60二65。

则有&

>

二0,即该过程为加速推程段，当60二65。

时，且5>

=,则有乳二0,即该过程为减速推程段所以运动方程S二h[（6/80）-sin（2Ji0）/（2叮]

表6凸轮位置数据

（）：

5°

10°

15；

20°

25c

30°

35°

S

（mm）

40°

45°

50°

55

60°

65°

100°

105°

110°

115°

120°

125°

130°

135°

140°

145°

150°

155°

160°

165°

170°

175°

凸轮廓线如下:

图9Q）凸轮轮廓图（b）位移和角度关系图

4.齿轮机构设计

已知:

齿轮ZS=1L乙=32,分度圆压力角0=20"

，模数加=6，齿轮为正常齿制，工作情况为开式传动，齿轮Ze与曲柄共轴。

由于其中一齿轮齿数小于17,要避免产生根切现象必存在变位系数，必要增大其中心距，

取二130mm,求得a'

=21,142°

经计算后取变位系数：

X5二mm>

Xmin5=mm

x6=mm>

Xmin6=mm

分度圆直径：

d5=m*Z5=

dEZ6=

基圆直径：

db5=d5*cosa=

d/>

6=d§

水cosa二db6二

齿厚：

S5=（II/2+2x*tana）*m=

S6=（II/2+2x*tana）*m=mm

齿顶咼：

h“5二（h*+x5）二

h“6二（h；

+x6）=

齿底高：

h朽二（h；

+c•一x5）*m=

h”二（h：

+c•-x6）

齿顶圆直径和齿底圆直径:

d“5二d5+2h“5二

d/5=d5-2h/5=

d«

6=d6+2ha6=mm

d/6=d6-2h/6=

重合度：

$=g【乙（伽q亦-tanQ）+Z6（tanaae~tanQ）1二

5.心得体会

做机械原理课程设计是第一次做课程设计，一开始都不知道课程设计是什么东西，通过

老师的指导已经自己的学习终于有了自己的思路。

在课程设计中充分体现从学习到运用再到实践的过程。

短短的一周课程设计，过的很快却过得非常忙碌充实，学到了很多东西。

课程设计综合性非常强，做机械原理课程设讣涉及到机械原理课理论知识、理论力学理论知识、CAD计算机绘图，做课程设计把以前所学的这些知识重新温习了一遍。

要做好这一门课程设计，就必须学会联系并综合运用这些知识，还要适当的去查阅一些其他的资料。

做完课程设计•最大的收获就是我觉得CAD熟练多了，许多以前没有掌握的技巧现在学会了。

相当于把以前学过的内容深一层地复习了一遍，知识的运用更灵活了。

在课程设计中我深深地体会到我们学习中的许多不足之处。

首先学习知识太过于散乱，各科内容很少有机会联系结合起来，更是也很少有机会让我们去实践，去把这些知识运用到一起,做成一个实际有意义的作品出来。

再者我们的课程经常学完了就不管了，用不了多久就忘得一干二净，到毕业时其至有些课程究竟学到了什么东西都不知道。

还有许多学生对实习、实验等实践性课程不重视，只重视有考试的课程，实践严重不足。

我们应该把理论用于实践，只有通过实践才能创造有价值的东西。

6.参考文献

［11潘存云，唐进元.机械原理M湖南：

中南大学出版社，2011

［2］王湘江.机械原理课程设计指导书［M］湖南：

［3］刘鸿文.理论力学（第五版）［M］北京：

高等教育出版社，2010

［4］刘小年.AutoCADip算机绘图基础［M］湖南:

湖南大学出版社,2010