机械原理课程设计压床机构.docx

1、机械原理课程设计压床机构湖南科技大学课程设计课程设计名称： 机械原理课程设计学生姓名： 学 院： 专业及班级： 学 号： 指导教师： 2013 年 1 月 10 日课程设计任务书系主任： 日 期:机电学院机制 系学生班级：2010材成1、2、3班设计目的：在学习和了解机械的通用构件和机械运行基本原理的基础上，要求学生理论与实践相 结合，深入了解机械的通用构件和机械运行基本原理在工程常见机械中的应用，提高 学生将机械原理的基本概念和原理综合应用能力和实际动手能力。学生提交设计期限：在本学期2012年12月17日至2012年12月21日完成，设计必须学生本人交指导老师评阅三、 本设计参考材料：机械

2、原理 机械原理课程指导书四、 设计题目的选定：参考设计题目附后页，任选一题。五、 设计要求：1、 查阅相关资料；2、 提出整体系统设计方案；3、 详细设计所设计机构的原理、组成及参数等；4、 说明设计分析的步骤和计算过程；5、设计过程绘制相关设计的 CAD图纸。六、 设计成果及处理说明书主要章节：1设计成果（包括说明书、CAD图纸等）;2设计说明书格式及主要章节：a.封面（参照学院规定标准） ；b.设计任务书（包括选定设计题目与要求，可复印） ；c.目录d.说明书正文；（主要包括系统总体方案分析及参数确定；）e.设计总结及体会；f.参考文献七、 设计所得学分及成绩评定：本设计单独算学分及成绩：

3、占1个学分。考核与评分主要分四个方面：1.学生平时出勤及工作态度；2说明书、设计图纸的规范与正确程度及独立工作能力；3.答辩成绩（部分学生）。八、 设计进度与答疑：1、 确定设计题目及查阅资料，并确定方案：12.17 日；2、 虚拟仪器设计及撰写设计报告：12.18 日；3、 运行调试检测与修改，完成课程设计报告：12.1912.20 日；4、 提交设计报告，部分学生答辩：12.21日。学生签名： 指导老师签名： 学 号： 日 期： 日 期： 1. 设计要求 11.1压床机构简介-11 .2设计内容 2 2- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

4、- - - - 21.2.4 凸轮机构设计 2 22压床机构的设计 : 22.1 连杆机构的设计及运动分析 2 22. 1 . 2 长 度 计 算 32.1.3 机构运动速度分析 53凸轮机构设计 4齿轮机构设计 5心得体会 691112 13参考书籍 1. 设计要求1.1 压床机构简介图所示为压床机构简图。其中，六杆机构 ABCDE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 0.75H 内

5、无阻力；当在工作行程后 0.25H 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。 设计 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1.2. 设计内容：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12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 l 号图纸

6、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 ），阻力线图 （图 97）以及连杆机构设计和运动分析中所得的结果。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：机器运转的速度不均匀系数 有动态静力分析中所得的平衡力矩 M,驱动力矩Ma为常数，飞轮安装在曲柄轴A上要求：用惯性力法求飞轮动惯量 Jf.已知：从动件冲程H,许用压力角a 推程角，远休止角 S，回程角 ，从动件 的运动规律，凸轮与曲柄共轴。P min。要求：按a 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选取滚子半

7、径rg，绘制凸轮实际廓线已知：齿数Z5,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。要求：选择两轮变位系数Xi,X 2,计算此对齿轮传动的各部分尺寸2.压床机构的设计2.1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2.1.2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)mmr/mi n符号XX2yI3II3HCE/CDEF/DEn1BS2/BCDS/DE数据70200310601202101/21/4901/21/2X2 = 200mm 丫= 310mmW 3 = 60,W 3 = 1201.已知：X = 70mmH= 210

8、mmCE/CD=1/2, EF/DE=1/4由条件可得；/ EDE=60/ DE=DE DEE2等边三角形过D作DJ丄日巳，交E1E2于J，交F1F2于H DE1=DE / EQE=60/ JDE=30又 W 3 = 60/ JDI=90 HDJ是一条水平线， DHL F1F2 F1F2/ E1E2过 F2作 F2K丄E1E2 过 E1 作 EG丄 FiF2,. F2K= EiG在厶 F2KE和厶 EGF中，KE = GE, F2E2=EFi,/ FiKE=/ HGF=90 FiKEA EGF KE= GFiEiE?=E；K+KE F 1 F2=FiG+GFEiE=FiF2=H DEE2是等边

9、三角形DE=FiF2=H=210mm . DE=210mm EF/DE=1/4, CE/CD=1/2.EF=DE/4=210/4=52.5mm CD=2*DE/3=2*210/3=140mm连接 AD,有 tan / ADI=X/Y=70/310又 AD= X2 Y2 、702 3102 317.33mm令/ ADI= 责 sin =70/317.33 cos =310/317.33在三角形厶ADCPA ADC中，由余弦定理得：AC2= CD2 AD2 2AD.CD cos(120 ) =383.44mm1 2 2 0AC1= . CD AD 2AD.CD cos(60 )=245.41mm

10、AB=(AC2-AC1)/2= 69.015mm BC=(AC1+AC2)/2=314.425mmBS/BC=1/2 DS 3/DE=1/2由上可得各杆件的长度：表2杆件的长度表已知：n1=90r/min ；机构处于B,分析速度图6机构位置图VB = 1 l ab = 9.425 X 0.069015=0.650m/s方向 丄CD 丄AB 丄BC选取比例尺卩v=0.004m/(mm/s)，作速度多边形图7速度多边形VC 二 u v pc 二 0.3/0.5=.6m/sVcb = U V be = 0.009/0.05=0.180m/sVe 二 Uv pe =0.45/0.05=0.900m/s

11、Vf 二 Uv Pf 二 0.44/0.05=0.880m/sVfe 二 Uv ef 二0.01/0.05=0.200m/sVs2 = U v ps2 =0.031/0.05mm = 0.620m/sVS3 = U v ps3 = 0.022/0.05mm = 0.440m/s3 3 =生=0.60/0.140=4.290rad/s （ 顺时针）l CD3 4 = = 0.20/0.0525=3.809rad/s （ 顺时针）l EF表3速度表项目数值0.6500.6000.9000.8800.6200.449.4250.5724.2903.809单位m/sRad/saB=3 12LAB=9.

12、42R x 0.069015=6.130m/sanc=3 22LBC=0.5722x 0. 314425=0.103m/sna FE =aC=Ua3 42LEF=3.8092X 0.0525=0.762m/snt tnc = a cd+ a c= a b + a cb + a cb大小：? V ? V ? V方向：？ C D 丄CD B f 丄 BC C B选取比例尺卩a=0.04m/ (mm/s 2)，作加速度多边形图图8加速度多边形图p C =0.0033/0.01=3.300m/satCD=Ua n c =0.019/0.01=1.900m/saFn tEF + a EF大小：？方向：

13、V丄EFaF=0.032/0.01=3.200m/sas2=0.042/0.01=4.200m/sas3=0.025/0.01=2.500m/s2= atcB/Lcb=3.100 /0.314425=9.859 m/s 3= atcc/L cd=1.900/0.14=13.571 m/s表4 加速度表项目数值6.1303.3005.0003.2004.2002.5009.85913.571单位m/s2rad/s 23、凸轮机构设计表5凸轮参数符号ha S sSz单位mm()方 319306535752).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=9.425

14、rad/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c =27.5时，从动件速度v有最大值，且为v=292.93mm/s因而 e=v/2w=15.5mm 取 e=16mmvhwsin( / 0)/2 0a2 2 2hw cos( / 0)/2 0(4-3a)sh1 cos( / 0)/2sh1 cos( / 0)/2vhw sin( / 0)/2 (4-3b)ahw2 2 cos( / 0)/2 0再利用公式(4-13)和(4-12)可求的凸轮的基圆半径ro=4Ommr (ds/ d e)/ta n s)2 e2 (4-13)rt 0.4r 0

15、 (4-14)有基圆半径R)=40mm e=16mr滚子半径R=8mm在推程过程中：2 2由 a=2n h sin(2 nS / S 0)/ S 0 得当S 0 =650时，且00S =0,即该过程为加速推程段当S 0 =650时,且S =32.50,则有a=0,即该过程为减速推程段所以运动方程 S=h ( S / S 0) -sin(2 nS / S 0)/(2 n )在回程阶段，由 a=-2 n h2 si n(2 nS / S 0)/ S 0 2 得当S o =750时，且Ovs 37.5,则有a=37.5,则有a=0,即该过程为加速回程段所以运动方程 S=h1-( S / S O )+

16、sin(2 nS / S ) /(2 n )当S 0 =650时，且00S =0,即该过程为加速推程段当S 0 =650时,且S =32.50,则有a Xmi n5=0.3529 mmXe=-0.222 mm Xmin 6=-0.8824 mm分度圆直径：d5=m* Z5=66.0mmd6=m* Z6=192.0mm基圆直径：db5= d 5*cos =62.024mmdb6= d 6*cos = db6=180.433mm 齿厚：S5 =( /2 2x* tan )*m= 10.961mmS6 =( /2 2x* tan )*m= 8.628 mm 齿顶高：ha5=(h*a +x 5 )*m

17、=8.329mmha6=(h*a +x6)*m = 4.642mm 齿底高：h f 5 =( h *a +c* - x 5 )*m=4.62mmh f 6 =( h *a +c* - x 6 )*m=8.829mm齿顶圆直径和齿底圆直径：d a5= d 5+ 2h a5=83.618mmdf5= d 5-2h f 5 =56.675mmda6= d 6 +2h a6 =200.325 mmdf6= d 6-2h f 6 =173.382mm重合度:Z5(ta n a5 tan ) Z6(tan a6 tan )=1.3905 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

18、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，做机械原理课程设计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

19、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，到毕业时甚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1 潘存云，唐进元机械原理M湖南：中南大学出版社，20112 王湘江.机械原理课程设计指导书M湖南：中南大学出版社，20113刘鸿文.理论力学(第五版)M北京：高等教育出版社，201042010刘小年. Auto CAD 计算机绘图基础 M 湖南：湖南大学出版社，