压床机械设计.docx
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压床机械设计
机械原理课程设计说明书
题目：
压床机械设计
班级：
机械1305
姓名：
杨建
学号：
20133005
指导教师：
李翠玲
成绩：
2015年11月9日
1.设计题目1
2.设计要求1
2.1设计要求1
2.2设计数据2
3.机构运动尺寸设计
4.机构的结构分析
5.机构的运动分析
5.1运动分析虚参实参对照表
5.2运动分析的主程序清单
5.3运动分析的运行结果
6.机构的动态静力分析
6.1动态静力分析虚参实参对照表
6.2动态静力分析的主程序清单
6.3工艺阻力函数程序清单
6.4动态静力分析的运行结果
7.主要的收获和建议
8.参考文献
1.设计题目
压床机械设计
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。
Frnax
（L25EI
W
（c）执行机构运动简图
图1压床机械参考示意图
2.设计要求
2.1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
2.2设计数据
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
机构
运动
分析
转速n2（r/min）
95
92
90
88
90
92
95
90
88
90
距离xi（mm）
50
40
40
40
30
50
40
40
45
40
距离X2（mm）
140
170
200
135
140
190
150
180
145
160
距离y（mm）
160
180
180
160
160
200
140
180
170
175
冲头行程H（mm）
150
180
210
140
150
200
160
190
170
165
上极限角①i（°
120
120
120
120
120
120
120
120
120
120
下极限角①2（）
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
机构动态静力分析
工作阻力Fmax（N）
4300
4600
4100
4500
4200
3800
4200
4400
4300
4500
连杆3质量m3（kg）
60
64
68
70
72
74
76
80
82
84
连杆3质心转动惯量
Js3（kgm2）
0.21
0.24
0.28
0.30
0.35
0.38
0.40
0.42
0.46
0.33
滑块6质量m6（kg）
34
36
38
40
40
36
32
30
50
45
摇杆4质量m3（kg）
40
50
60
60
50
60
45
55
65
50
摇杆4质心转动惯量
Js4（kgm2）
0.2
0.22
0.24
0.26
0.22
0.3
0.25
0.32
0.28
0.23
3.机构运动尺寸设计
已知条件：
如图：
H=170mm,X45mm,y=170mm2X145mm上下极限角分别为60°、120°,Lc=0.5LBO。
由条件可知：
ZC04G=600，CiC4=C204，所以MQG是等边三角形，所以
Lco4=H=170mm。
LcB=H/3=56.67mmLBQ=2H/3=113.33mmLbia=LB2A2,LA2Q=La1Q。
（L_BiAiLajO2）-；2二LbiE-；2Lc2E-；2
（LB1A1-LA1O2）丄2=LB?
/-'”?
■LO2FJ“2
Lbiai+Lao2=v[（LbioCOs60+170）+（LBio4sin60-45）]
=V[（170V3/3-45）2+（170+170/3）2]=232.82mm
22
同理可得：
Lbiai-Lao2=V[（170V3/3-45）+（170-170/3）]=125.18mm所以：
LBA=179mmLAO2=53.82mm
Lcd=（0.25-0.35）Lcq4,所以取LcD=51mm
4.机构的结构分析
主动件
RRR
RRP
5.机构的运动分析
5.1运动分析虚参实参对照表
Bark
n1
n2
n3
k
r1
r2
gam
t
w
e
p
vp
ap
1
2
0
1
r12
0.0
0.0
t
w
e
p
vp
ap
Rrrk
m
n1
n2
n3
k1
k2
r1
r2
t
w
e
p
vp
ap
1
2
4
3
2
3
r23
r34
t
w
e
p
vp
ap
Bark
n1
n2
n3
k
r1
r2
gam
t
w
e
p
vp
ap
4
5
0
P3
r45
0.0
0.0
Pt
w
e
p
vp
ap
Rrpk
m
n1
n2
n3
k1
k2
k3
r1
r2
vr2
ar2
t
w
e
p
vp
ap
-1
5
7
6
4
5
6
R56
&r2
&vr2
「&ar2
t
w
e
p
vp
ap
Bark
n1
n2
n3
k
r1
r2
gam
t
w
e
p
vp
ap
2
0
8
「2
0.0
r28
0.0
Pt
w
e
p
vp
ap
Bark
n1
n2
n3
k
r1
r2
gam
t
w
e
p
vp
ap
4H
0
9
「3
0.0
r49
0.0
t
w
e
p
vp
ap
5.2运动分析的主程序清单
/*Note:
YourchoiceisCIDE*/
#include"subk.c"
#include"draw.c"
main（）
{
staticdoublep[20][2],vp[20][2],ap[20][2],del;
staticdouble
t[10],w[10],e[10],pdraw[370],vpdraw[370],apdraw[370],wdraw[370],edraw[370];
staticintic;
doubler12,r34,r23,r56,r45;
doublepi,dr;
doubler2,vr2,ar2;
inti;
FILE*fp;
char*m[]={"p","vp","ap"};
r12=0.05382;r34=0.113;r23=0.179;r56=0.051;r45=0.17;
t[6]=90.0;w[6]=0.0;e[6]=0.0;
e[1]=0.0;w[1]=9.2;del=10.0;
p[1][1]=0.0;
p[1][2]=0.0;
p[4][1]=0.045;
p[4][2]=0.17;
p[6][1]=-0.1;
p[7][1]=-0.1;
p[7][2]=-0.8;
pi=4.0*atan（1.0）;
dr=pi/180.0;
t[6]=90.0*dr;
printf（"\n20133005\n"）;
printf（"NoTHETA1S5V5A5w[3]e[3]\n"）;
printf（”degmm/sm/s/sradian/sradian/s/s\n"）;
if（（fp=fopen（"fil","w"））==NULL）
{
printf（"Can'topenthisfile.\n"）;
exit（0）;
}
fprintf（fp,"\n20133005\n"）;
fprintf（fp,"NoTHETA1S5V5A5w[3]e[3]\n"）;
fprintf（fp,"degmm/sm/s/sradian/sradian/s/s"）;
ic=（int）（360.0/del）;
for（i=0;i<=ic;i++）
{
t[1]=（i）*del*dr;
bark（1,2,0,1,r12,0.0,0.0,t,w,e,p,vp,ap）;rrrk（1,2,4,3,2,3,r23,r34,t,w,e,p,vp,ap）;
bark（4,5,0,3,r45,0.0,0.0,t,w,e,p,vp,ap）;
rrpk（-1,5,7,6,4,5,6,r56，&r2,&vr2,&ar2,t,w,e,p,vp,ap）;
printf（"\n%2d%8.3f%8.3f%8.3f%8.3f%8.3f%8.3f",i+1,t[1]/dr,p[6][2],vp[6][2],ap[6][2],w[3],e[3]）;
fprintf（fp,"\n%2d%8.3f%8.3f%8.3f%8.3f%8.3f%8.3f",i+1,t[1]/dr,p[6][2],vp[6][2],ap[6][2],w[3],e[3]）;
pdraw[i]=p[6][2];
vpdraw[i]=vp[6][2];
apdraw[i]=ap[6][2];
wdraw[i]=w[3];
edraw[i]=e[3];
if（（i%16）==0）{getch（）;}
}
fclose（fp）;
getch（）;draw1（del,pdraw,vpdraw,apdraw,ic,m）;draw2（del,wdraw,edraw,ic,m）;
}
5.3运动分析的运行结果
20133005
No
THETA1
S5
V5A5
w[3]
e[3]
deg
m
m/s
m/s/s
radian/s
radian/s/s
1
0.000
0.071
0.652
6.614
-3.614
-32.657
2
10.000
0.084
0.774
6.151
-4.240
-33.114
3
20.000
0.10
0.878
4.635
-4.857
-31.394
4
30.000
0.117
0.943
1.999
-5.406
-25.578
5
40.000
0.135
0.951
-1.169
-5.788
-13.483
6
50.000
0.153
0.901
-4.010
-5.869
6.144
7
60.000
0.169
0.802
-6.341
-5.517
31.586
8
70.000
0.183
0.661
-8.502
-4.670
56.975
9
80.000
0.194
0.481
-10.380
-3.405
74.642
10
90.000
0.201
0.273
-11.291
-1.916
80.202
11
100.000
0.204
0.062
-10.765
-0.430
75.031
12
110.000
0.204
-0.128
-9.106
0.892
63.792
13
120.000
0.200
-0.282
-7.094
1.980
50.821
14
130.000
0.193
-0.399
-5.361
2.826
38.616
15
140.000
0.185
-0.488
-4.152
3.456
28.097
16
150.000
0.175
-0.560
-3.430
3.903
19.317
17
160.000
0.164
-0.620
-3.006
4.198
11.982
18
170.000
0.151
-0.674
-2.623
4.364
5.728
19
180.000
0.138
-0.718
-2.010
4.420
0.227
20
190.000
0.124
-0.748
-0.986
4.376
-4.771
21
200.000
0.110
-0.753
0.422
4.241
-9.423
22
210.000
0.096
-0.730
1.990
4.020
-13.791
23
220.000
0.082
-0.679
3.427
3.720
-17.841
24
230.000
0.070
-0.603
4.510
3.346
-21.457
25
240.000
0.060
-0.510
5.140
2.910
-24.472
26
250.000
0.051
-0.410
5.337
2.423
-26.732
27
260.000
0.044
-0.310
5.205
1.901
-28.156
28
270.000
0.039
-0.214
4.895
1.359
-28.794
29
280.000
0.036
-0.125
4.559
0.812
-28.821
30
290.000
0.034
-0.040
4.324
0.268
-28.501
31
300.000
0.034
0.041
4.267
-0.269
-28.119
32
310.000
0.036
0.123
4.418
-0.800
-27.929
33
320.000
0.039
0.210
4.771
-1.331
-28.116
34
330.000
0.044
0.305
5.285
-1.870
-28.778
35
340.000
0.051
0.411
5.877
-2.426
-29.904
36
350.000
0.059
0.527
6.402
-3.007
-31.330
37
360.000
0.071
0.652
6.614
-3.614
-32.657
6.机构的动态静力分析
6.1动态静力分析虚参实参对照表
Rrpf
n1
n2
n3
ns1
ns2
nn1
nn2
nexf
k1
k2
P
vp
ap
t
w
e
fr
5
10
6
0
6
0
6
6
4
5
P
vp
ap
t
w
e
fr
Rrrf
n1
n2
n3
ns1
ns2
nn1
nn2
nexf
k1
k2
p
vp
ap
t
w
e
fr
4
2
3
9
8
5
0
0
3
2
p
vp
ap
t
w
e
fr
Barf
n1
ns1
nn1
k1
p
ap
e
fr
tb
1
1
2
1
p
ap
e
fr
&tb
6.2动态静力分析的主程序清单
/*Note:
YourchoiceisCIDE*/
#include"subk.c"
#include"subf.c"
#include"draw.c"
main（）
{
staticdoublep[20][2],vp[20][2],ap[20][2],del;
double
staticdoublet[10],w[10],e[10],tbdraw[370],tb1draw[370];
static
Sita1[370],fr1draw[370],sita2[370],fr2draw[370],sita3[370],fr3draw[370],fr3
bt3;
staticdoublefr[20][2],fe[20][2],tb,tb1,fr1,bt1,fr4,bt4,we1,we2,we3,we4;
staticintic;
doubler12,r34,r23,r56,r45,r49,r28,WEmax=0,we,TBmax,TBmin;
doublepi,dr;
doubler2,vr2,ar2;
inti;
FILE*fp;
char*m[]={"tb","tb1","fr1","fr2"};
sm[2]=82.0;sm[3]=65.0;sm[5]=50.0;
sj[2]=0.46;sj[3]=0.28;
r12=0.05382;r34=0.113;r23=0.179;r56=0.051;r45=0.17;r49=0.085;r28=0.0895;t[6]=90.0;w[6]=0.0;e[6]=0.0;
e[1]=0.0;w[1]=9.2;del=15.0;
p[1][1]=0.0;
p[1][2]=0.0;
p[4][1]=0.045;
p[4][2]=0.17;
p[6][1]=-0.1;
p[7][1]=-0.1;
p[7][2]=-0.8;
pi=4.0*atan（1.0）;
dr=pi/180.0;
t[6]=90.0*dr;
printf（"\n20133005\n"）;
printf（"NoHETA1fr1sita1fr4sita4tbtb1
we4\n"）;
printf（”degNradianNradianN.m
N.mW"）;
if（（fp=fopen（"filel","w"））==NULL）
{
printf（"Can'topenthisfile.\n"）;
exit（O）;
}
fprintf（fp,"\n20133005\n"）;
fprintf（fp,"NoHETA1fr1sita1fr4sita4tbtb1We\n
"）;
fprintf（fp,"degNradianNradianN.m
N.mW"）;
ic=（int）（360.0/del）;
for（i=0;i<=ic;i++）
{
t[1]=（i）*del*dr;
bark（1,2,0,1,r12,0.0,0.0,t,w,e,p,vp,ap）;
rrrk（1,2,4,3,2,3,r23,r34,t,w,e,p,vp,ap）;
bark（4,5,0,3,r45,0.0,0.0,t,w,e,p,vp,ap）;
rrpk（-1,5,7,6,4,5,6,r56，&r2,&vr2,&ar2,t,w,e,p,vp,ap）;
bark（2,0,8,2,0.0,r28,0.0,t,w,e,p,vp,ap）;
bark（4,0,9,3,0.0,r49,0.0,t,w,e,p,vp,ap）;
rrpf（5,10,6,0,6,0,6,6,4,5,p,vp,ap,t,w,e,fr）;
rrrf（4,2,3,9,8,5,0,0,3,2,p,vp,ap,t,w,e,fr）;
barf（1,1,2,1,p,ap,e,fr,&tb）;
fr仁sqrt（fr[1][1]*fr[1][1]+fr[1][2]*fr[1][2]）;
bt仁atan2（fr[1][2],fr[1][1]）;
fr4=sqrt（fr[4][1]*fr[4][1]+fr[4][2]*fr[4][2]）;
bt4=atan2（fr[4][2],fr[4][1]）;
we1=-（ap[8][1]*vp[8][1]+（ap[8][2]+9.81）*vp[8][2]）*sm[2]-e[2]*w[2]*sj[2];we2=-（ap[9][1]*vp[9][1]+（ap[9][2]+9.81）*vp[9][2]）*sm[3]-e[3]*w[3]*sj[3];extf（p,vp,ap,t,w,e,6,fe）;
we3=-（ap[6][2]+9.81）*vp[6][2]*sm[5]+fe[6][2]*vp[6][2];
we4=fabs（tb*w[1]）;
tb1=-（we1+we2+we3）/w[1];
if（WEmaxWEmax=we4;
if（TBmaxvtb）
TBmax=tb;
if（TBmin>tb）
TBmin=tb;
if（fabs（TBmin）>TBmax）
TBmax=TBmin;
printf（"\n%2d%8.3f%8.3f%8.3f%8.3f%8.3f%8.3f%8.3f%8.3f",i+1,t[1]/dr,fr1,bt1/dr,fr4,bt4/dr,tb,tb1,we4）;
fprintf（fp,"\n%2d%8.3f%8.3f%8.3f%8.3f%8.3f%8.3f%8.3f%8.3f",i+1,t[1]/dr,fr1,bt1/dr,fr4,bt4/dr,tb,tb1,we4）;
tbdraw[i]=tb;
tb1draw[i]=tb1;
fr1draw[i]=fr1;
sita1[i]=bt1;
fr2draw[i]=fr4;
sita2[i]=bt4;
fr3draw[i]=fr4;
sita3[i]=bt4;
if（（i%16）==0）{getch（）;}
}
printf（"\nWEmax=%10.3fWTBmax=%10.3fN.m",WEmax,TBmax）;fprintf（fp,"\nWEmax=%10.3fWTBmax=%10.3fN.m
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