机械原理课程设计压床机构设计说明书.docx

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1、机械原理课程设计压床机构设计说明书 机械原理课程设计说明书设计题目：压床机构设计 学院机械工程学院 班级机械0000班 设计者 学号0000000000 指导老师 2022 年1 月13 日 机械工程学院 目 录 一. 设计要求- -3 1.压床机构简介- -3 2. 设计内容-3 (1) 机构的设计及运动分折-3 (2)机构的动态静力分析-3 (3) 凸轮机构构设计-3 二压床机构的设计: - -4 1. 连杆机构的设计及运动分析- -4 (1) 作机构运动简图-4 (2) 计算长度-4 2. 机构运动速度分析- -5 3. 机构运动加速度分析- -6 4. 机构动态静力分析- -8 (1)

2、各构件的惯性力，惯性力矩-8 (2)计算各运动副的反作用力-8 三凸轮机构设计- -11 四、齿轮设计- -13 五、参考文献- -13 机械工程学院 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

3、上、下极限角，滑块的冲程 H，比值 CECD、EFDE，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：从动件冲程 H，许用压力角 推程角。

4、，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。 机械工程学院 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 二、压床机构的设计 1、连杆机构的设计及运动分析 （图见附录） 表 9 - 5 已知：X170mm，X2200mm，Y310mm， 1 60，11 120，H210mm，CE/CD=1/2, EF/DE=1/4, BS /BC=1/2, DS /DE=1/2。 3 3 2 3 由条件可得；EDE=60DE=DE DEE等边三角 形过D 作DJE E，交 EE于J，交F1F2

5、于H HDI=1/2EDE+IDE =60+302 =90 HDJ是一条水平线DHFFFFEE 过 F作 FKEE 过 E作 EGF F，FKEG 在FKE和EGF中，KEGF，FE=EF,FKE=EGF=90 FKFEGFKE=GF EE=EK+KE,FF=FG+GFEE=FF=HDEE 是等边三角 形 DE=EF=H=210mmEF/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tanADI=X1/Y=70/310 又 AD= mm 在三角形ADC 1 和ADC 2 中，由余弦定理得： 机械工程学院

6、AC = =383.44mm AC = =245.42mm AB=(AC -AC )/2=69.01mm BC=(AC +AC )/2=314.43mm BS 2/BC=1/2, DS 3/DE=1/2 BS 2=BC/2=314.46/2=157.22mm DS 3=DE/2=210/2=105mm 由上可得： AB BC BS 2 CD DE DS 3 EF 69.01mm 314.43mm 157.22mm 140mm 210mm 105mm 52.5mm 2、十二点机构运动速度分析： 已知：n 1=90r/min ； n 1 90 1 = 2 60 rad/s = 2 60 =9.42

7、5 rad/s 逆时针 v B = 1 l AB = 9.4250.06901m/s0.650 m/s v C = v B + v CB 大小 ? 方向 CD 0.65 AB ? BC 选取比例尺v=0.01m/s/mm ，作速度多边形（图见附录） v C u v pc 0.0135.0 m/s =0.350m/s v CB u vbc 0.0146.0 m/s =0.460m/s 项目 1 v CB v v F 4 9.42 5 0.650 0.090 0.620 0.100 0.940 12 9.425 0.650 0.460 0.350 0160 0.480 单位 rad/s m/s 2

8、 3 l 3 4 v E u v pe 0.0152.0 m/s =0.520m/s v F u v pf 0.0148.0 m/s =0.480m/s v F E u v ef 机械工程学院 0.0116.0 m/s =0.160m/s v S u v ps 2 0.0123.00 m/s 0.23m/s v S u v ps 3 0.0126.53m/s 0.27m/s v CB 0.090/0.31443=0.0286rad/s (逆时针) 2 BC v C l CD v FE l EF 0.350/0.140=2.500rad/s (顺时针) 0.010/0.0525=3.048ad/

9、s (逆时针) C FE 3、机构运动加速度分析： 2 2 2 a B =1 l AB =9.425 0.06901 m/s =6.130m/s n 2 2 2 a CB =2 l BC =1.988 0.31443 m/s =1.243m /s n 2 2 2 a CD =3 l CD =1.936 0.140 m/s =0.525m/s n t = + n t a C = a CD + a CD a B a CB + a CB 大小： ？ ？ ？ 方向： ？ CD C D BA CB BC 选取比例尺a=0.1 m /s 2/mm,作加速度多边形图(图见附录) a C = u a p c

10、项目 a a a E a F a S 2 a S 3 2 3 4 6.130 4.2 6.6 80 6.0 3.0 4.653 17.857 12 6.130 4.318 6.477 6.294 5.109 3.239 8.107 30.629 单位 m/s 2 rad/s 2 t t = 3 a CD n C =0.0586.36 m/s 2 =4.318m/s 2 a E = u a p e =0.05129.54 m /s 2=6.477m /s 2 a CB = u a c =0.0550.98 m/s 2=2.549 m /s 2 a CD u a n d c =0.0585.76

11、m/s 2=4.288 m /s 2 n t a F = a E + a EF + a EF 大小 ? ? 方向 FE EF a F = u a a S 2 = u a p f =0.05125.87 m/s 2=6.294 m/s 2 2 2 a S 3 = u a p s 2 =0.05102.17 m/s =5.109m/s p s 3 =0.0564.77 m /s = 3.239m/s 2 2 t 2 2 2 = a CB /l CB =2.549 /0.31443 rad/s =8.107 rad/s = t /l CD =4.288/0.14 rad/s 2=30.629 rad

12、/s 2 B C 方案 G 2 G 3 G 5 F rmax J s2 J s3 12 点 1600 1000 840 11000 1.35 0.39 单位 N Kg.m 2 F I2=m 2* a S 2 =G 2* a S 2 /g=16006.000/9.8 N =979.59 N （与 a S 2 方向相同） F I3=m 3* a S 3 = G 3* a S 3 /g=10003.250/9.8 N =331.63 N （与 a S 3 方向相反） F I5=m 5* a F =G 5* a F /g=8408.000/9.8 N =685.71N （与 a F 方向相反） F r

13、 =F rmax /10=11000/10=1100N M S2=J s2* 2 =1.354.656 N m =6.28N m （逆时针） M S3=J s3* 3 =0.3917.857 N m =6.968 N m （逆时针） h n2= M S2/F I2=10.94/979.59 mm =6.41 mm h n3= M S3/F I3=11.95/331.63m m =20.99 mm 2计算各运动副的反作用力 (1)分析构件 5 和 4 对构件 5 进行力的分析，选取比例尺 F=25N/mm ，作其受力图 构 件 5 力 平 衡 ： F 65+F 45+F I5+Fr+G 5=0 F 45= 2717N F 65=703N 对构件 4 进行力的分析，其受力图如右图 平 衡 有 ： 34 54 0 F 34=-F 54=F 452717N (2)对构件 2 受力分析杆2 对B 点求力矩：