機(jī)械原理課程設(shè)計——壓床 (1)

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1、真誠為您提供優(yōu)質(zhì)參考資料，若有不當(dāng)之處，請指正。一、壓床機(jī)構(gòu)設(shè)計要求1.壓床機(jī)構(gòu)簡介圖96所示為壓床機(jī)構(gòu)簡圖。其中，六桿機(jī)構(gòu)ABCDEF為其主體機(jī)構(gòu)，電動機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器帶動減速器的三對齒輪z1-z2、z3-z4、z5-z6將轉(zhuǎn)速降低，然后帶動曲柄1轉(zhuǎn)動，六桿機(jī)構(gòu)使滑塊5克服阻力Fr而運動。為了減小主軸的速度波動，在曲軸A上裝有飛輪，在曲柄軸的另一端裝有供潤滑連桿機(jī)構(gòu)各運動副用的油泵凸輪。 2.設(shè)計內(nèi)容：（1）機(jī)構(gòu)的設(shè)計及運動分折已知：中心距x1、x2、y, 構(gòu)件3的上、下極限角，滑塊的沖程H，比值CECD、EFDE，各構(gòu)件質(zhì)心S的位置，曲柄轉(zhuǎn)速n1。要求：設(shè)計連桿機(jī)構(gòu) , 作機(jī)構(gòu)運動簡圖、機(jī)構(gòu)12

2、個位置的速度多邊形和加速度多邊形、滑塊的運動線圖。以上內(nèi)容與后面的動態(tài)靜力分析一起畫在l號圖紙上。（2）機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析已知：各構(gòu)件的重量G及其對質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動慣量Js(曲柄1和連桿4的重力和轉(zhuǎn)動慣量（略去不計)，阻力線圖(圖97)以及連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計和運動分析中所得的結(jié)果。要求：確定機(jī)構(gòu)一個位置的各運動副中的反作用力及加于曲柄上的平衡力矩。作圖部分亦畫在運動分析的圖樣上。（3）凸輪機(jī)構(gòu)構(gòu)設(shè)計已知：從動件沖程H，許用壓力角推程角。，遠(yuǎn)休止角，回程角，從動件的運動規(guī)律見表9-5，凸輪與曲柄共軸。要求：按確定凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸求出理論廓線外凸曲線的最小曲率半徑。選取滾子半徑r，繪制凸輪實際廓線。以上內(nèi)

3、容作在2號圖紙上二、壓床機(jī)構(gòu)的設(shè)計1、連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計及運動分析設(shè)計內(nèi)容連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計及運動分析單位mm（）mmr/min符號X1X2yHCE/CDEF/DEn1BS2/BCDS3/DE數(shù)據(jù)70200310601202101/21/4901/21/2（1） 作機(jī)構(gòu)運動簡圖：（2）長度計算：已知：X170mm，X2200mm，Y310mm， 60，120，H210mm，CE/CD=1/2, EF/DE=1/2, BS2/BC=1/2, DS3/DE=1/2。由條件可得；EDE=60DE=DEDEE等邊三角形過D作DJEE，交EE于J，交F1F2于HJDI=90HDJ是一條水平線，DHFFFFEE過

4、F作FKEE 過E作EGFF，F(xiàn)KEG在FKE和EGF中，KEGF，F(xiàn)E=EF, FKE=EGF=90FKEEGFKE= GFEE=EK+KE, FF=FG+GFEE=FF=HDEE是等邊三角形DE=EF=H=210mm EF/DE=1/2, CE/CD=1/2 EF=DE/4=180/4=52.5mm CD=2*DE/3=2*180/3=140mm連接AD,有tanADI=X1/Y=70/310又AD=mm在三角形ADC和ADC中，由余弦定理得：AC=mmAC=mmAB=(AC-AC)/2=69.015mm BC=(AC+AC)/2=314.425mmBS2/BC=1/2, DS3/DE=1

5、/2 BS2=BC/2=314.46/2=157.2125mm DS3=DE/2=210/2=105mm由上可得：ABBCBS2CDDEDS3EF69.015mm314.425mm157.2125mm140mm210mm105mm52.5mm比例尺 0.05mm/(m/s)（3）機(jī)構(gòu)運動速度分析：已知：n1=90r/min； = rad/s = =9.425 逆時針 = lAB = 9.4250.069015=0.650m/s = + 大小 ? 0.65 ?方向 CD AB BC選取比例尺v=0.004m/(mm/s)，作速度多邊形 0.03/0.05=0.600m/s 0.009/0.05=

6、0.180m/s 0.45/0.05=0.900m/s 0.44/0.05=0.880m/s0.01/0.05=0.200m/s0.031/0.05mm0.620m/s0.022/0.05mm0.440m/s0.18/0.314425=0.572rad/s (逆時針)0.60/0.140=4.290rad/s (順時針)0.20/0.0525=3.809rad/s (順時針) 項目數(shù)值0.6500.6000.9000.8800.6200.449.4250.5724.2903.809單位m/sRad/s（4）機(jī)構(gòu)運動加速度分析：aB=12LAB=9.42520.069015=6.130m/s2a

7、nCB=22LBC=0.57220. 314425=0.103m/s2anCD=32LCD=4.29020.14=2.577m/s2 anFE =42LEF=3.80920.0525=0.762m/s2= anCD+ atCD= aB + atCB + anCB大?。?？ ？ ？ 方向： ？ CD CD BA BC CB選取比例尺a=0.04m/ (mm/s2),作加速度多邊形圖aC=0.0033/0.01=3.300m/s2aE=0.05/0.01=5.000m/s2atCB= =0.031/0.01=3.100m/s2atCD=0.019/0.01=1.900m/s2aF = aE + a

8、nEF + atEF大?。?? ?方向： FE EFaF=0.032/0.01=3.200m/s2as2=0.042/0.01=4.200m/s2as3=0.025/0.01=2.500m/s2= atCB/LCB=3.100 /0.314425=9.859 m/s2= atCD/LCD=1.900/0.14=13.571 m/s2項目數(shù)值6.130 3.3005.000 3.2004.200 2.500 9.859 13.571單位m/srad/s（5）機(jī)構(gòu)動態(tài)靜力分析G2 G3G5FrmaxJs2Js3方案16001040840110001.350.39單位 N Kg.m21）各構(gòu)件的慣性

9、力，慣性力矩：FI2=m2*as2=G2*as2/g=16004.200/9.8=685.714N（與as2方向相反）FI3=m3*as3= G3*as3/g=10402.500/9.8=265.306N（與as3方向相反）FI5= m5*aF=G5*aF/g=8403.200/9.8=274.286N（與aF方向相反）Fr=11000*0.1=1100 N.m（返回行程）MS2=Js2*2=1.359.859=13.310N.m （順時針）MS3=Js3*3=0.3913.571=5.293N.m （逆時針）LS2= MS2/FI2=13.310/685.7141000=19.410mmLS

10、3= MS3/FI3=5.293/265.3061000=19.951mm2）計算各運動副的反作用力(1)分析構(gòu)件5對構(gòu)件5進(jìn)行力的分析，選取比例尺F=20N/mm，作其受力圖構(gòu)件5力平衡：F45+F65+FI5+G5=0則F45= 1140.0N；F65=160.0NF43=F45（方向相反）(2)對構(gòu)件2受力分析對構(gòu)件2進(jìn)行力的分析，選取比例尺F=20N/mm，作其受力圖桿2對B點求力矩，可得： FI2*LI2+G2*L2 -Ft32*LBC =0 864.222120.2776+16001.6873- Ft32314.425=0 Ft32= 339.1786N桿2對S2點求力矩，可得：F

11、t12*LBS2 -FI2*LS2 -Ft32*LCS2 =0Ft12157.2125-864.22211.0243-339.1786157.2125=0Ft12=399.781N(3) 對構(gòu)件3受力分析對構(gòu)件2進(jìn)行力的分析，選取比例尺F=0.05mm/N，作其受力圖桿3對點C求力矩得：Ft63*LCD F43*LS3- FI3*LI3+G3*COS15*LG3 =0Ft63140-572.60417.153-365.24234.3066+ G3*COS15*17=0Ft63=77.6N構(gòu)件3力平衡：Fn23+ Ft23+F43+FI3+Ft63+Fn63+G3=0則 Fn23=2401.0N

12、 ；Fn63=172.1N構(gòu)件2力平衡：F32 +G2+FI2+Ft12+Fn12=0 則 Fn12=1752.458N ；F12=1798.258N (4)求作用在曲柄AB上的平衡力矩Mb F61=F21=1798.258N. Mb=F21* L =1798.25867.32190.001=121.062N.m（逆時針）項目FI2FI3FI5MS2MS3MbFn63Ft63數(shù)值685.714265.306274.28613.3105.29340.68172.177.6單位NN.mN項目Fn12Ft12Fn23Ft23F34F45F65F61數(shù)值3575.038.682401.0298.911

13、40.01140.0160.03575.0單位N四、飛輪設(shè)計Mb123456789 10 11 12Nm-28.6-51.3-63.5-37.6-71.6-50.0-9.4-1.145.40.5251.5-160.4將各點的平衡力矩（即等效阻力矩）畫在坐標(biāo)紙上，如下圖所示，平衡力矩所做的功可通過數(shù)據(jù)曲線與橫坐標(biāo)之間所夾面積之和求得。依據(jù)在一個工作周期內(nèi)，曲柄驅(qū)動力矩（設(shè)為常數(shù)）所做的功等于阻力矩所做的功，即可求得驅(qū)動力矩Md（常數(shù)）。在圖紙中，橫坐標(biāo)為曲柄轉(zhuǎn)角，一個周期為2，將一個周期分為36等份；縱坐標(biāo)軸為力矩。根據(jù)盈虧功的原理，求得各盈虧功，并根據(jù)圖紙上的能量指示圖，以曲柄的平均力矩為分界線，求出各區(qū)段盈虧功如下： W1=8.578 W2=-22.124 W3=1366.911 W4=-939.895 W5=8.750 W6=-3981.715 W7=647.629 W8=-2048.790 W9=4429.004 W10=-568.770 W11=1016.037 由此得到Wmax=W9=4429.004JF=900Wmax/(2 *n2 *)JF= 1495.84 kg.m212 / 12