2022年机械原理课程设计——压床.pdf

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1、一、压床机构设计要求1.压床机构简介图 96 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。2.设计内容：（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，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

2、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 号图纸上。（2）机构的动态静力分析已知：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精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 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。（3）凸轮机构构设计已知

3、：从动件冲程H，许用压力角 推程角 。 ，远休止角 ?，回程角 ，从动件的运动规律见表9-5，凸轮与曲柄共轴。要求： 按 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 。选取滚子半径r，绘制凸轮实际廓线。 以上内容作在 2 号图纸上精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 二、压床机构的设计1、连杆机构的设计及运动分析（1） 作机构运动简图：（2）长度计算：已知： X170mm，X2200mm，Y310mm，1360，113

4、120，H210mm，CE/CD=1 /2, EF/DE=1 /2, BS2/BC=1 /2, DS3/DE=1 /2。由条件可得； EDE =60DE=DE DEE 等边三角形过 D 作 DJ EE ，交 EE 于 J，交 F1F2于 HJDI=90 HDJ是一条水平线，DHFF FF EE 过 F作 FKEE 过 E 作 E GFF ，FK E G在FKE和E GF 中，KE GF ，FE=E F, FKE= E GF =90FKE E GF KE= GF EE =EK+KE, FF =FG+GF 设计内容连杆机构的设计及运动分析单位mm（o）mmr/min符号X1X2yHCE/CDEF/

5、DEn1BS2 /BCDS3 /DE数据70200310601202101 /21/4901/21/2精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - - - EE =FF =HDEE是等边三角形DE=EF=H=210mm EF/DE=1 /2, CE/CD=1 /2 EF=DE/ 4=180/4= CD=2*DE/ 3=2*180/3=140mm连接 AD,有 tanADI=X1/Y=70/310又AD=222270310317.33XYmm在三角形

6、ADC和ADC 中，由余弦定理得：AC=mmAC =mmAB=(AC-AC )/2= BC=(AC+AC )/2=BS2/BC=1 /2, DS3/DE=1 /2 BS2=BC/2=2= DS3=DE/2=210/2=105mm由上可得：ABBCBS2CDDEDS3EF140mm210mm105mm比例尺(m/s)精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 11 页 - - - - - - - - - - （3）机构运动速度分析：已知： n1=90r/min；1= 2601?nrad/s

7、= 26090?= 逆时针vB= 1lAB = =sCv= Bv+ Cbv大小方向CD AB BC选取比例尺 v=(mm/s)，作速度多边形vCuvpc=svCBuvbc=svEuvpe=svFuvpf=svFEuvef=svS2uv2pss精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 11 页 - - - - - - - - - - vS3uv3pss2BCCBlv=s (逆时针 )3CDClv=s (顺时针 )4EFFElv=s (顺时针 ) 项目BCEFvS23S1234数值单位m/s

8、Rad/s（4）机构运动加速度分析：aB=12LAB=s2anCB=22LBC= 0. 314425=s2anCD=32LCD= =s2 anFE = 42LEF= =s2ca= anCD+ atCD= aB + atCB + anCB大小：方向：CD CD BA BC CB选取比例尺 a= (mm/s2),作加速度多边形图精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 11 页 - - - - - - - - - - aC=uacp=s2aE=uaep=s2atCB=ua=s2atCD=ua

9、n c=s2aF = aE + anEF + atEF大小：方向：FE EFaF=ua fp=s2as2=ua=s2as3=ua=s22= atCB/LCB= /= m/s23= atCD/LCD= m/s2项目aBaCaEFa2Sa3Sa23数值单位m/s2rad/s2（5）机构动态静力分析G2 G3G5FrmaxJs2Js3方案1600104084011000精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 单位N1） 各构件的惯性力，惯性力

10、矩：FI2=m2*as2=G2*as2/g=1600=（与 as2方向相反）FI3=m3*as3= G3*as3/g=1040=（与 as3方向相反）FI5= m5*aF=G5*aF/g=840=（与 aF方向相反）Fr=11000*=1100 （返回行程）MS2=Js2*2= （顺时针）MS3=Js3*3= （逆时针）LS2= MS2 /FI2=1000=LS3= MS3 /FI3=1000=2） 计算各运动副的反作用力(1)分析构件 5对构件 5 进行力的分析，选取比例尺F=20N/mm ，作其受力图构件 5 力平衡： F45+F65+FI5+G5=0则 F45= ；F65=F43=F45

11、 （方向相反）(2)对构件 2 受力分析对构件 2 进行力的分析，选取比例尺精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - - F=20N/mm，作其受力图杆 2 对 B 点求力矩，可得：FI2*LI2+G2*L2 -Ft32*LBC =0+1600 Ft32=0Ft32= 杆 2 对 S2点求力矩，可得：Ft12*LBS2 -FI2*LS2 -Ft32*LCS2 =0Ft12 对构件 3 受力分析对构件 2 进行力的分析，选取比例尺F=N，作其受

12、力图精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 杆 3 对点 C求力矩得： Ft63*LCD F43*LS3- FI3*LI3+G3*COS15 o*LG3 =0Ft63G3*COS15o*17=0Ft63=构件 3 力平衡： Fn23+ Ft23+F43+FI3+Ft63+Fn63+G3=0则 Fn23= ；Fn63=构 件2力 平 衡 ： F32 +G2+FI2+Ft12+Fn12=0 则 Fn12= ；F12=(4)求作用在曲柄AB

13、上的平衡力矩 MbF61=F21=.Mb=F21* L =（逆时针）精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 项目FI2FI3FI5MS2MS3MbFn63Ft63数值单位NN项目Fn12Ft12Fn23Ft23F34F45F65F61数值单位N四、飞轮设计Mb12345678910 1112Nm将各点的平衡力矩（即等效阻力矩）画在坐标纸上，如下图所示，平衡力矩所做的功可通过数据曲线与横坐标之间所夹面积之和求得。依据在一个工作周期内，曲

14、柄驱动力矩（设为常数）所做的功等于阻力矩所做的功，即可求得驱动力矩Md（常数） 。在图纸中，横坐标为曲柄转角，一个周期为2，将一个周期分为36 等份；纵坐标轴为力矩。根据盈亏功的原理， 求得各盈亏功， 并根据图纸上的能量指示图，以曲柄的平均力矩为分界线，求出各区段盈亏功如下：W1= W2=W3= W4= W5=W6= W7= W8=W9= W10= W11= 由此得到 Wmax=W9=JF=900 Wmax/(2 *n2 * )JF= 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共 11 页 - - - - - - - - - -