機械原理課程設(shè)計——壓床.doc

目錄一. 設(shè)計要求-31. 壓床機構(gòu)簡介-32. 設(shè)計內(nèi)容-3(1) 機構(gòu)的設(shè)計及運動分折-3(2) 機構(gòu)的動態(tài)靜力分析-3(4) 凸輪機構(gòu)設(shè)計-3二壓床機構(gòu)的設(shè)計: - 41. 連桿機構(gòu)的設(shè)計及運動分析- 4(1) 作機構(gòu)運動簡圖- 4(2) 長度計算- 4(3) 機構(gòu)運動速度分析- 5(4) 機構(gòu)運動加速度分析-6(5) 機構(gòu)動態(tài)靜力分析-8三凸輪機構(gòu)設(shè)計-11四飛輪機構(gòu)設(shè)計-12五齒輪機構(gòu)設(shè)計-13六心得體會-14七、參考文獻-14一、壓床機構(gòu)設(shè)計要求1.壓床機構(gòu)簡介圖96所示為壓床機構(gòu)簡圖。其中，六桿機構(gòu)ABCDEF為其主體機構(gòu)，電動機經(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構(gòu)各運動副用的油泵凸輪。 2.設(shè)計內(nèi)容：（1）機構(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)計連桿機構(gòu) , 作機構(gòu)運動簡圖、機構(gòu)12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)以及連桿機構(gòu)設(shè)計和運動分析中所得的結(jié)果。要求：確定機構(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）凸輪機構(gòu)構(gòu)設(shè)計已知：從動件沖程H，許用壓力角 推程角。，遠休止角，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)容作在2號圖紙上二、壓床機構(gòu)的設(shè)計1、連桿機構(gòu)的設(shè)計及運動分析設(shè)計內(nèi)容連桿機構(gòu)的設(shè)計及運動分析單位mm（º）mmr/min符號X1X2y'''HCE/CDEF/DEn1BS2/BCDS3/DE數(shù)據(jù)50140220601201501/21/41001/21/2（1） 作機構(gòu)運動簡圖：（2）長度計算：已知：X150mm，X2140mm，Y220mm， 60°，120°，H140mm，CE/CD=1/2, EF/DE=1/2, BS2/BC=1/2, DS3/DE=1/2。由條件可得；EDE=60°DE=DEDEE等邊三角形過D作DJEE，交EE于J，交F1F2于HJDI=90°HDJ是一條水平線，DHFFFFEE過F作FKEE 過E作EGFF，F(xiàn)KEG在FKE和EGF中，KEGF，F(xiàn)E=EF, FKE=EGF=90°FKEEGFKE= GFEE=EK+KE', FF=FG+GFEE=FF=HDE'E是等邊三角形DE=EF=H=150mm EF/DE=1/2, CE/CD=1/2 EF=DE/4=150/4=37.5mm CD=2*DE/3=2*150/3=100mm連接AD,有tanADI=X1/Y=5/22又AD=X²+Y²=148.7mm在三角形ADC和ADC中，由余弦定理得：AC=AD²+CD²+2AD*CD*cos(60-19.7)=174mmAC=AD²+CD²-2AD*CD*cos(120-19.7)=275mmAB=(AC-AC)/2=48mm BC=(AC+AC)/2=224.5mm由上可得：ABBCBS2CDDEDS3EF48mm224.5mm112.25mm100mm150mm75mm37.5mm比例尺 0.05mm/(m/s)（3）機構(gòu)運動速度分析：已知：n1=90r/min； = rad/s = 100/60*2 =10.46 逆時針 = ·lAB = 10.46×0.048=0.523m/s = + 大小 ? 0.523 ?方向 CD AB BC選取比例尺v=0.01(mm/s)/mm，作速度多邊形· 0.58m/s· 0.315m/s· 0.87m/s · 0.85m/s·0.08m/s1.4rad/s (逆時針)5.8rad/s (順時針)2.13rad/s (順時針) 項目數(shù)值0.580.870.8509.4250.5724.2903.809單位m/sRad/s（4）機構(gòu)運動加速度分析：aB=12LAB=5.47m/s2anCB=22LBC=0.196m/s2anCD=32LCD=3.364m/s2 anFE =42LEF=0.17m/s2= anCD+ atCD= aB + atCD + anCB大小： ？ ？ ？ 方向： ？ CD CD BA BC CB選取比例尺a=0.1(mm/s2)/mm,作加速度多邊形圖acd=·=3.7m/s2aE=·=5.4m/s2atCB=· =8.9m/s2atCD=·=1.4m/s2aF = aE + anEF + atEF大?。?? ?方向： FE EFaF=·=1.3m/s2as2=·=4.5m/s2as3=·=2.8m/s2= atCB/LCB=39.7 rad/s2= atCD/LCD=14radm/s2項目數(shù)值5.47 3.75.5 1.34.5 2.8 39.7 14單位m/srad/s（5）機構(gòu)動態(tài)靜力分析G2 G3G5Js2Js3方案6604403000.280.085單位 N Kg.m21）各構(gòu)件的慣性力，慣性力矩：Fi2=m2 *as2=G2*as2/g=303N（與as2方向相反）Fi3=m3*as3= G3*as3/g=125N（與as3方向相反）Fi5= m5*aF=G5*af/g=40N（與aF方向相反）Fr=11000*0.1=1100 N.m（返回行程）Ms2=Js2*2=11.1N.m （順時針）Ms3=Js3*3=1019N.m （逆時針）Ls2= Ms2/Fi2=36mmLs3= Ms3/Fi3=10mm2）計算各運動副的反作用力(1)分析構(gòu)件5對構(gòu)件5進行力的分析，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= 300.0N；F65=100.0NF43=F45（方向相反）(2)對構(gòu)件2受力分析對構(gòu)件2進行力的分析，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 Ft32= 322N桿2對S2點求力矩，可得：Ft12*LBS2 Fi2*Ls2 -Ft32*Ls2 =0Ft12=224N(3) 對構(gòu)件3受力分析對構(gòu)件2進行力的分析，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*COS15º*LG3 =0Ft63=97.9N構(gòu)件3力平衡：Fn23+ Ft23+F43+FI3+Ft63+Fn63+G3=0則 Fn23=900N ；Fn63=330N構(gòu)件2力平衡：F32 +G2+FI2+Ft12+Fn12=0 則 Fn12=860N ；F12=890N (4)求作用在曲柄AB上的平衡力矩Mb F61=F21=890N. Mb=F21* L =890×48×0.001=44.5N.m（逆時針）項目FI2FI3FI5MS2MS3Ft63數(shù)值3031254011.11.1977.6單位NN.mN項目Ft12Fn23Ft23F12F45F65F61數(shù)值22490097.9890300160.0890.0單位N三、凸輪機構(gòu)設(shè)計符號hs單位mm（0）方案11730552585有基圓半徑R0=40mm e=8mm 滾子半徑 R=8mm在推程過程中：由a=2h2 sin(2/0)/02得當(dāng)0 =650時，且00<<32.50,則有a>=0,即該過程為加速推程段,當(dāng)0 =650時,且>=32.50, 則有a<=0,即該過程為減速推程段所以運動方程S=h (/0) -sin(2/0)/(2) 在回程階段，由a=-2h2 sin(2/0)/ 0 2得當(dāng)0 =750時，且00<<37.50,則有a<=0,即該過程為減速回程段,當(dāng)0 =750時,且>=37.50, 則有a>=0,即該過程為加速回程段所以運動方程S=h1-(/0)+sin(2/0) /(2)當(dāng)0 =650時，且00<<32.50,則有a>=0,即該過程為加速推程段,當(dāng)0 =650時,且>=32.50, 則有a<=0,即該過程為減速推程段所以運動方程S=h (/0) -sin(2/0)/(2) 0050100150200250300350S00.341.342.924.977.299.712單位(mm)40045050055S1415.616.6517單位(mm)808509009501000105011001150S17116.8316.4115.7314.8113.612.2410.812001250130013501400145015001550S9.67.656.224.683.322.211.20.單位(mm)凸輪廓線如下: 五、 齒輪機構(gòu)設(shè)計已知:齒輪,齒輪為正常齒制，工作情況為開式傳動，齒輪與曲柄共軸。由于其中一齒輪齒數(shù)小于17，要避免產(chǎn)生根切現(xiàn)象必存在變位系數(shù)，必要增大其中心距，取a=130mm,求得=21,142°經(jīng)計算后取變位系數(shù) ：x5=0.393 mm > Xmin5=0.3529 mmx6=-0.222 mm > Xmin6=-0.8824 mm分度圓直徑：d=m* Z=66.0mmd=m* Z=192.0mm基圓直徑：d= d*cos=62.024mmd= d*cos= db6=180.433mm齒厚：S=（）*m= 10.961mmS=（）*m= 8.628 mm齒頂高：h=（h+x）*m=8.329mmh=（h+x）*m = 4.642mm齒底高：h=（ h+c- x）*m=4.62mmh=（ h+c- x）*m=8.829mm齒頂圓直徑和齒底圓直徑：d= d+ 2h=83.618mmd= d-2h=56.675mmd= d+2h=200.325 mmd= d-2h=173.382mm六、心得體會機械原理課程設(shè)計這是我入大學(xué)的一次做課程設(shè)計。開始我不知道什么是課程設(shè)計，因此有些茫然和不知所措，但在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的互相幫助下還是按時完成了設(shè)計。這次課程設(shè)計讓我體會很深，也學(xué)到了很多新東西?！凹埳系脕斫K覺淺，覺知此事要躬行”，不經(jīng)過實踐，我們又怎么能將書里的知識與實際聯(lián)系在一起。在這次課程設(shè)計中，充分利用了所學(xué)的機械原理知識，根據(jù)設(shè)計要求和運動分析，選用合理的分析方案，從而設(shè)計出比較合理的機構(gòu)來。這次課程設(shè)計，不僅讓我們把自己所學(xué)的知識運用到實際生活中去，設(shè)計一些對社會有用的機構(gòu)，也讓我們深刻體會到團體合作的重要性，因為在以后的學(xué)習(xí)和工作中，但靠我們自己個人的力量是遠遠不夠的，必須積聚大家的智慧，才能創(chuàng)造出令人滿意的產(chǎn)品來。通過這次試驗我才親身體會到自己學(xué)的知識與實際動手之間還有一定的差距。首先在畫圖方面，如何布局才能使圖讓人清晰易懂，不顯得空曠和不浪費紙張。其實要事先想好在哪一部分畫什么，并確定相應(yīng)的比例尺。在對結(jié)構(gòu)進行力的分析的時候，首先要確定各桿的運動方向，再確定其受力方向。在畫圖的時候要力求精確，只有這樣才能使計算結(jié)果與實際相差不大。在畫圖的過程中，間接的幫我們復(fù)習(xí)了以前的知識，比如機械制圖，理論力學(xué)等。同時，這次課程設(shè)計也為我們以后的畢業(yè)設(shè)計打下了一個基礎(chǔ)，我相信，經(jīng)過這次設(shè)計，我們畢業(yè)設(shè)計的時候不再會象現(xiàn)在這么茫然了，也一定能做好它。七、參考文獻1.機械原理（第七版）孫恒,陳作模 等主編2.材料力學(xué)（第五版）劉鴻文主編3.機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書羅洪田主編13