机械原理课程设计压床机构的设计说明.docx
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机械原理课程设计压床机构的设计说明
压床机构设计说明书
院系:
机电工程学院
班级:
机械XXX班学号:
姓名:
指导老师:
一、设计题目
压床机构的设计
二、工作原理
压床机械是由六杆机构中的冲头(滑块)向下运动来冲压机械零件的。
图
1为其参考示意图,其执行机构主要由连杆机构和凸轮机构组成,电动机经过
减速传动装置(齿轮传动)带动六杆机构的曲柄转动,曲柄通过连杆、摇杆带动滑块克服阻力F冲压零件。
当冲头向下运动时,为工作行程,冲头在0.75H内无阻力;当在工作行程后0.25H行程时,冲头受到的阻力为F;当冲头向上运动时,为空回行程,无阻力。
在曲柄轴的另一端,装有供润滑连杆机构各运动副的油泵凸轮机构。
三、设计要求
电动机轴与曲柄轴垂直,使用寿命10年,每日一班制工作,载荷有中等冲击,允许曲柄转速偏差为土5%。
要求凸轮机构的最大压力角应在许用值[a之内,从动件运动规律见设计数据,执行构件的传动效率按0.95计算,按小批量生产规模设计。
四、原始数据
见下表
导杆
机构运动分析
转速%(r/min)
95
距离xi(mm)
50
距离X2(mm)
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
导杆
工作阻力Fmax(N)
4300
机构
连杆3质量m3(kg)
60
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
机构
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
60°
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
60
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
V
VV
V
大小
0
?
V
V
?
222
aA=W!
lOA=8.38*48.55mm/s=3.41m/s
n
aba=V
BA/IAB=1.04m/s
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