机械原理课程设计压床机构的设计说明Word格式.docx
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140
距离y(mm)
160
冲头行程H(mm)
150
上极限角①i(°
)
120
下极限角①2(°
60
工作阻力Fmax(N)
4300
机构
连杆3质量m3(kg)
动态
连杆3质心转动惯量JS3(kgm2)
0.21
静力
滑块6质量m6(kg)
34
分析
摇杆4质量m3(kg)
40
摇杆4质心转动惯量JS4(kgm2)
0.2
从动件最大升程H
20
凸轮
设计
从动件运动规律
余弦
许用压力角[Of]
30°
推程运动角&
60°
远休止角ds
10°
回程运动角屈
五、内容及工作量
1、根据压床机械的工作原理,拟定执行机构(连杆机构),并进行机构分析。
2、根据给定的数据确定机构的运动尺寸,Icb=0.5Ibo4,Icd=(0.25〜
0.35)lco4。
要求用图解法设计,并将设计结果和步骤写在设计说明书中。
3、连杆机构的运动分析。
分析出滑块6的位移、速度、加速度及摇杆4的角速度和角加速度。
4、连杆机构的动态静力分析。
求出最大平衡力矩和功率。
5、凸轮机构设计。
根据所给定的已知参数,确定凸轮的基本尺寸(基圆半径r。
、偏距e和滚子半径rr),并将运算结果写在说明书中。
画出凸轮机构的实际廓线。
6、编写设计说明书一份。
应包括设计任务、设计参数、设计计算过程等。
六、设计计算过程
1.压床执行机构(六杆机构)的设计
根据给定的数据,利用autocad绘制出当摇杆摆到两极限位置时,机构运动简
图(图3)。
图3摇杆摆到两极限位置时,机构运动简图
由图3可知,因为DU=150(即压头的行程H),而三角形CC1O4为等边三角
形,可推出四边形CC1D1D为平行四边形,则CO4二GO4二CG二DDi=150
则CD=0.35CO4=52.5,由CB=0.5BQ,则BO^100,
在三角形QQE中,QO4=(40160)=165,由
O2B-O2B1
以。
2人=22=48.55,AB-OqA+OzE=1623,
所以得到四条杆长O2A=48.55,AB=162.3,BO4/OO
O2O4=(4C216(f)=165
利用上述求得的曲柄摇杆机构各杆的长度,利用一款四杆机构设计及运动分析软件(图4),输入四杆的杆长后可以得到:
行程速比系数
=60
K=(1800+^”(1800二)得,K=1.105,摇杆的摆角〉
图4四杆机构的运动分析
图5摇杆的角位移曲线
图6摇杆的角速度曲线
图7摇杆的角加速度曲线
下面分析当摇杆分别摆到两极限位置时,滑块的速度及加速度。
原始数据要求,杆件2的转速n=80r/min,则其角速度w1为:
80*2*n」
w1=rad/s=8.38rad/s
点A的线速度VA=WjIOa=0.41m/s
用相对运动图解法作出以下两个位置的速度多边形和加速度多边形
(1)上极限位置
1)此时,机构运动简图如图8所示
图8摇杆摆到上极限位置时机构运动简图
2)速度分析
O2A3)加速度分析
aB
=anb
+atb=aa+a、+a
t
BA
方向
V
VV
大小
?
V
222
aA=W!
lOA=8.38*48.55mm/s=3.41m/s
n
aba=V
BA/IAB=1.04m/s
测得<
a=500
<
b=400
所以
B*cosb=aA
2
B=5.81m/s
所以aB=5.81m/s2
又因为
a
b/ac=BO4/CO4=0.67
测出<
2=600,<
仁710-600=110
对y轴投影得:
0=-aCsin<
1+atDCsin<
对x轴投影得:
aD=aCcos<
1+atDCcos<
(2)下极限位置
1)此时,机构运动简图如图9所示
图9摇杆摆到下极限位置时机构运动简图
方向垂
VA'
=VB'
+VB'
A'
因为Vb'
=0,所以vA'
A'
=0.41m/s
直O2A'
3)加速度分析
VVV
aA=w12lOA=8.382*48.55mm/s2=3.41m/s2
测得<
1=120<
2=120
所以,向y轴投影,有:
-atB
'
*cos<
1=a
-aB'
A'
得:
atb'
=-2.42.m/s2
所以aB
=-2.42m/s2
又因为ab'
/ac'
=B'
4/C'
4=0.67
所以aC'
=-3.62m/s2
ad'
=ac'
+ad,c'
+ad,c
方向VVVV
大小?
对x轴投影
cos30=aC'
+aD,c
对y轴投影:
-ad'
sin30=0
解得ad'
=0m/s2atd'
c'
=3.62m/s22.设计凸轮轮廓曲线,确定凸轮基本尺寸
(1)余弦加速度运动规律,
其推程时的速度方程为V冗hwsin(n/:
。
)/(2、:
回程时的速度方程为V=-nnwsin(n/-;
)/(2'
□)
(2)确定基圆半径
由BE=OP=V/W,得到许多BiEi的值,它们等于与新建中心轴的距离,再用光滑的曲线连接各断点,基圆半径为凸轮最低点与两边极限直线夹角的交点的连线长度
具体过程:
凸轮推程时,
BE=OP=V/W=V=nisin(n/、。
)/(2、。
),则
当:
=0、
70时,BE=0
当、:
=7时,
BE=7.9
=14
时,BE=15.1
=21
时,
BE=20.8
=28
时,BE=24.5
当.=35
BE=25.7
=42
时,BE=24.5
当、=49
同理,凸轮回程时,BE=OP=V/W=-
亦sin(n/、o)/(2、o)
60。
时,BE=0
=6时,
BE=9.3
当'
=12时,BE=17.6
=18时,BE=20.9
当.=30时,BE=30
时,BE=20.9
最后绘制出图形,测得基圆半径为r°
=39.54mm
由确定基圆半径的公式r。
_.[(ds/d、_e)/tan[-]-s]2e2
代入一个特殊值,得出两个式子:
r2°
_[..3(彳-e)-」]2•e2,
62
及r2°
一[[、.3(-e)-h]2e2
由两式相减得e=7.7mm
当、.=24时,BE=28.5当;
.=36时,BE=28.5
⑶利用几何法绘制凸轮轮廓曲线
步骤:
1)根据基圆半径和偏心距画出部分。
2)将基圆的一部分70。
角五等分,作为推程的部分,再以10。
和60。
分别画远休和回程的部分。
3)再过各等分线与基圆的交点做该偏置圆的切线。
4)利用反转法原理画该凸轮的轮廓曲线。
5)画滚子半径圆(圆心绕着凸轮的工作轮廓线)。
R1=0.2ro=7.9mm。
六、设计总结与体会
对于机械原理,我对其一直表示很害怕,因为我听学长学姐说机械原理这门课很难学,很
多人都挂在这上面了。
因此,我在平时花费在机械原理的时间也比其他课多很多,期末考
试成绩也不错。
机械原理课程设计
这是我入大学的一次做课程设计。
开始我不知道什么是课程设
计,因此有些茫然和不知所措,但在老师的指导和同学的互相帮助下还是按时完成了设
计。
这次课程设计让我体会很深,也学到了很多新东西。
纸上得来终觉浅,觉知此事要躬行”,不经过实践,我们又怎么能将书里的知识与实际联系在一起。
在这次课程设计中,充分利用了所学的机械原理知识,根据设计要求和运动分析,选
用合理的分析方案,从而设计出比较合理的机构来。
这次课程设计,不仅让我们把自己所
学的知识运用到实际生活中去,设计一些对社会有用的机构,也让我们深刻体会到团体合作的重要性,因为在以后的学习和工作中,但靠我们自己个人的力量是远远不够的,必须
积聚大家的智慧,才能创造出令人满意的产品来。
通过这次试验我才亲身体会到自己学的知识与实际动手之间还有一定的差距。
首先在
画图方面,如何布局才能使图让人清晰易懂,不显得空旷和不浪费纸张。
其实要事先想好
在哪一部分画什么,并确定相应的比例尺。
在对结构进行力的分析的时候,首先要确定各
杆的运动方向,再确定其受力方向。
在画图的时候要力求精确,只有这样才能使计算结果与实际相差不大。
在画图的过程中,间接的帮我们复习了以前的知识,比如机械制图,理
论力学等。
同时,这次课程设计也为我们以后的毕业设计打下了一个基础,我相信,经过这次设计,
我们毕业设计的时候不再会象现在这么茫然了,也一定能做好它。
参考文献
1•孙恒,陈作模,葛文杰主编•机械原理•北京:
高等教育出版社,2006
2濮良贵,纪名刚主编.机械设计.北京:
高等教育出版社,2007
电子版机械设计手册R2.0》
3•机械设计课程设计指导书龚溎义罗圣国李平林张力乃黄少颜编龚溎义
主编高等教育出版社1990年4月第二版
4•机械设计课程设计图册龚溎义潘沛霖陈秀严国良编龚溎义主编(哈尔滨工业大学)高等教育出版社1989年5月第三版
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- 机械 原理 课程设计 机构 设计 说明