机械原理压床机构设计说明书黄海.docx

机械原理压床机构设计说明书黄海.docx

《机械原理压床机构设计说明书黄海.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械原理压床机构设计说明书黄海.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

机械原理压床机构设计说明书黄海

东莞理工学院城市学院

机电工程系

机械原理课程设计说明书

设计题目：

压床机构设计

学生姓名：

黄海

学号：

6

指导老师：

蹇永良老师

日期:

2013年12月26日

压床机构设计任务书

1.1设计题目：

压床机构综合与传动系统设计

1.2压床机构简介

如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z1-z2、z3-z4、z5-z6将转速降低，然后带动曲柄1转动，六杆机构使滑块5克服阻力Fr而运动。

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。

压床机构简图

1.3设计任务：

1、六杆机构的设计及运动分析

（1）机构的设计及运动分折

已知：

中心距x1、x2、y,构件3的上、下极限角ψ3＇、ψ3＂，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n1。

要求：

设计连杆机构,作机构运动简图、机构某个位置φ1=45o的速度多边形和加速度多边形。

以上内容与后面的动态静力分析一起画在2号图纸上。

六杆机构已知参数

设计内容

连杆机构的设计及运动分析

单位

mm

（º）

mm

r/min

符号

X1

X2

y

ψ3＇

ψ3＂

H

CE/CD

EF/DE

n1

BS2/BC

DS3/DE

数据１

50

140

220

60

120

150

1/2

1/4

90

1/2

1/2

数据２

60

160

240

60

120

160

1/2

1/4

90

1/2

1/2

数据３

70

170

250

60

120

200

1/2

1/4

90

1/2

1/2

数据４

80

180

250

60

120

240

1/2

1/4

90

1/2

1/2

数据５

80

200

240

60

120

210

1/2

1/4

90

1/2

1/2

数据６

70

200

280

60

120

240

1/2

1/4

90

1/2

1/2

数据７

70

190

300

60

120

210

1/2

1/4

90

1/2

1/2

数据８

80

180

280

60

120

210

1/2

1/4

120

1/2

1/2

数据９

80

180

300

60

120

210

1/2

1/4

120

1/2

1/2

数据１０

70

200

310

60

120

240

1/2

1/4

120

1/2

1/2

数据１１

65

195

280

60

120

240

1/2

1/4

120

1/2

1/2

数据１２

70

200

300

60

120

240

1/2

1/4

120

1/2

1/2

数据１３

75

205

310

60

120

240

1/2

1/4

120

1/2

1/2

数据１４

75

210

300

60

120

210

1/2

1/4

120

1/2

1/2

数据１５

80

220

310

60

120

210

1/2

1/4

120

1/2

1/2

（2）机构的动态静力分析

要求：

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。

已知：

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）。

G2

G3

G5

Frmax

Js2

Js3

方案Ⅲ

1600

1040

840

11000

1.35

0.39

单位

N

Kg.m2

2、凸轮机构构设计

（1）设计任务

用图解法设计一偏置直动滚子盘形凸轮机构；画出从动件的图线；画出凸轮的理论轮廓曲线；画出凸轮的实际轮廓曲线；以上三图均绘制在A2图纸上。

（2）已知条件

从动件在推程作简谐运动；从动件回程作等加速等减速运动。

凸轮机构设计数据如下表：

参数

方案

偏距e

（mm）

基圆半径rb

（mm）

滚子半径rT

（mm）

行程H（mm）

推程运动角

δt

（º）

远何止角δs

（º）

回程运动角

δh

（º）

近休止角δ’s

（º）

1

10

60

10

30

150

30

120

60

2

10

70

10

35

120

60

100

80

3

10

60

10

30

180

50

100

30

4

15

60

12

30

120

40

120

80

5

15

60

12

30

150

30

90

90

6

15

80

12

40

150

30

120

60

7

15

80

12

40

180

30

90

60

8

15

80

12

40

120

60

110

70

9

10

85

12

50

150

50

90

70

10

10

85

10

50

150

30

90

90

11

10

90

10

60

180

30

100

50

12

10

85

10

50

110

80

90

80

13

10

75

10

40

150

50

100

60

14

15

85

10

50

160

40

100

60

15

15

90

10

60

180

30

80

70

3、整理、编辑关于课程设计的计算说明书，并装订成册。

1.4进度安排：

序号

阶段

主要内容

时间安排

1

准备

1、明确任务、分工与准备

2、应用解析法或图解法确定机构尺寸

第一天上午（0.5天）

2

六杆机构的设计计算

1、机构的运动分析；机构的位移、速度与加速度

主要构件2、3、5的静力分析

第一天下午至第三天上午（2天）

3

凸轮机构的设计绘图

1、绘制机构的运动图线

2、绘制凸轮机构的理论轮廓线与实际轮廓线

第三天下午到第四天上午（1天）

4

编写设计说明书

整理编写设计说明书

第四天下午到第五天上午（1天）

5

答辩

组织答辩，上交设计文件

第五天下午（0.5天）

一、压床机构设计要求1

1.1压床机构简介1

1.2方案选择1

1.3六杆机构设计2

1．4六杆机构的设计及运动分析3

1．4．1连杆机构的设计及运动分析3

1．4．2机构运动速度分析：

4

1．4．3机构运动加速度分析：

6

二、凸轮机构设计7

2．1凸轮设计任务7

2．1．1设计任务7

2．1．2已知条件7

2．2凸轮机构构设计8

2．2．1推程阶段：

8

2．2．2回程阶段：

8

2．2．3画凸轮从动件位移曲线图8

2．2．4画凸轮轮廓线图9

三、设计小结10

四、参考资料10

一、压床机构设计要求

1.1压床机构简介

如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z1-z2、z3-z4、z5-z6将转速降低，然后带动曲柄1转动，六杆机构使滑块5克服阻力Fr而运动。

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。

压床机构简图

1.2方案选择

方案一：

曲柄滑块机构

简单的连杆机构，用曲柄带动滑块实现压床上下的来回运动。

设计的机构简图如：

图1

图1

方案二：

曲柄六杆机构

所设计的机构简图如图2所示，多了另一个支点，能使滑块移动更平稳。

图2

两种设计方案优的缺点比较

对方案一：

该方案机构简单，不需要很多的铰接点，生产成本低，但是该机构的稳定性能不佳，在使用过程中需要一个滑槽提供移动副，会使冲头在运动过程中产生滑动摩擦，从而降低了该机构的效率。

所以，在实际工程中，这种机构的实用性能有待商榷。

对方案二：

该机构在原先的四杆机构的基础上多了一个固定铰链点的杆件，并通过杆件将冲头的移动副设置成不需要依靠机架提供，这样就使得机构的效率大大提高了，而且六杆机构也使得机构更稳定，在实际工程中也有了更加广阔的应用空间，所以，综合以上的两种机构的优缺点，方案二为最佳可行方案，按照所选取的数据，可以设计出满足要求的机构。

结论：

选择方案二——曲柄六杆机构

1.3六杆机构设计

已知：

中心距x1、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n1。

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3号图纸上。

已知数据如表1-1：

表1-1

设计内容

连杆机构的设计及运动分析

单位

mm

（º）

mm

r/min

符号

X1

X2

y

ρ'

ρ''

H

CE/CD

EF/DE

n1

BS2/BC

DS3/DE

数据

70

200

280

60

120

240

1/2

1/4

90

1/2

1/2

1．4六杆机构的设计及运动分析

1．4．1连杆机构的设计及运动分析

分析如图1-1：

由表1-1可知：

X1＝70mm，X2＝200mm，

Y＝280mm，＝60°，＝120°，

H＝240mm，CE/CD=1/2,EF/DE=1/4,BS2/BC=1/2,DS3/DE=1/2。

由条件可得；∠EDE'=60°

∵DE=DE'∴△DEE'等边三角形

过D作DJ⊥EE'，交EE'于J，交FF’于H

∵∠HDI=1/2∠EDE''+∠IDE''

=60°/2+60°=90°

∴HDJ是一条水平线

∴DH⊥FF'∴FF'∥EE'

过F'作F'K⊥EE'过E'作E'G⊥FF'，

∴F'K＝E'G

在△FKE和△E'GF'中，KE＝GF'，FE=E'F',图：

1-1

∠FKE=∠E'GF'=90°

∴△F'KF'≌△E'GF'∴KE=GF'

∵EE'=EK+KE',FF'=FG+GF'

∴EE'=FF'=H

∵△DE'E是等边三角形

∴DE=FF'=H=240mm

∵EF/DE=1/4,CE/CD=1/2

∴EF=DE/4=210/4=52.5mm；CD=2*DE/3=2*240/3=160mm

连接AD,有tan∠ADI=X1/Y=70/280

又∵AD==288.62mm

∴在三角形△ADC1和△ADC2中，由余弦定理得：

AC'==366.46mm

AC''==211.41mm

∴AB=（AC'-AC''）/2=77.53mm

BC=（AC'+AC''）/2=288.94mm

∵BS2/BC=1/2,DS3/DE=1/2

∴BS2=BC/2=288.94/2=144.47mm；DS3=DE/2=240/2=120mm

由上可得：

AB

BC

BS2

CD

DE