机械原理课程设计汇本-压床机构的设计

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1、压床机构设计说明书院系：机电工程学院班级:机械XXX班学号:姓名:指导老师:目录一、设计题目压床机构的设计二、工作原理压床机械是由六杆机构中的冲头（滑块）向下运动来冲压机械零件的。图1为其参考示意图，其执行机构主要由连杆机构和凸轮机构组成，电动机经过减速传动装置（齿轮传动）带动六杆机构的曲柄转动，曲柄通过连杆、摇杆带动滑块克服阻力F冲压零件。当冲头向下运动时，为工作行程，冲头在0.75H内无阻力；当在工作行程后0.25H行程时，冲头受到的阻力为F；当冲头向上运动时，为空回行程，无阻力。在曲柄轴的另一端，装有供润滑连杆机构各运动副

2、的油泵凸轮机构。三、设计要求电动机轴与曲柄轴垂直，使用寿命10年，每日一班制工作，载荷有中等冲击，允许曲柄转速偏差为±5％。要求凸轮机构的最大压力角应在许用值[α]之内，从动件运动规律见设计数据，执行构件的传动效率按0.95计算，按小批量生产规模设计。四、原始数据见下表导杆机构运动分析转速n2(r/min)95距离x1(mm)50距离x2(mm)140距离y(mm)160冲头行程H(mm)150上极限角Φ1(°)120下极限角Φ2(°)60导杆机构动态静力分析工作阻力Fmax(N)4300连杆3质量m3(kg)60连杆3质心转动

3、惯量Js3(kg·m2)0.21滑块6质量m6(kg)34摇杆4质量m3(kg)40摇杆4质心转动惯量Js4(kg·m2)0.2凸轮机构设计从动件最大升程H20从动件运动规律余弦许用压力角30°推程运动角60°远休止角10°回程运动角60°五、内容及工作量1、根据压床机械的工作原理，拟定执行机构（连杆机构），并进行机构分析。2、根据给定的数据确定机构的运动尺寸,lCB=0.5lBO4，lCD=(0.25～0.35)lCO4。要求用图解法设计，并将设计结果和步骤写在设计说明书中。3、连杆机构的运动分析。分析出滑块6的位移、速度、加

4、速度及摇杆4的角速度和角加速度。4、连杆机构的动态静力分析。求出最大平衡力矩和功率。5、凸轮机构设计。根据所给定的已知参数，确定凸轮的基本尺寸（基圆半径ro、偏距e和滚子半径rr），并将运算结果写在说明书中。画出凸轮机构的实际廓线。6、编写设计说明书一份。应包括设计任务、设计参数、设计计算过程等。六、设计计算过程1.压床执行机构（六杆机构）的设计根据给定的数据，利用autocad绘制出当摇杆摆到两极限位置时，机构运动简图（图3）。图3摇杆摆到两极限位置时，机构运动简图由图3可知，因为（即压头的行程H）,而三角形为等边三角形，可推

5、出四边形为平行四边形，则则，由，则,,则,,在三角形中，，由得出=113.7，同理可得=210.8,所以,，所以得到四条杆长=48.55，=162.3，，利用上述求得的曲柄摇杆机构各杆的长度，利用一款四杆机构设计及运动分析软件（图4），输入四杆的杆长后可以得到：行程速比系数K=(180+)/(180-)得，K=1.105，摇杆的摆角=60。图4四杆机构的运动分析图5摇杆的角位移曲线图6摇杆的角速度曲线图7摇杆的角加速度曲线下面分析当摇杆分别摆到两极限位置时，滑块的速度及加速度。原始数据要求，杆件2的转速n=80r/min，则其角

6、速度为：=rad/s=8.38rad/s点A的线速度V=l=0.41m/s用相对运动图解法作出以下两个位置的速度多边形和加速度多边形。（1）上极限位置1）此时，机构运动简图如图8所示。图8摇杆摆到上极限位置时机构运动简图2)速度分析V=V+V因为V=0，所以V=V=0.41m/s方向垂直OA3)加速度分析a=a+a=a+a+a方向√√√√√大小0？√√？a=l=8.38*48.55mm/s=3.41m/sa=V/l=1.04m/s测得

7、/a=BO/CO=0.67所以a=8.67m/s测出<2=60，<1=71-60=11对y轴投影得：0=-asin<1+asin<2对x轴投影得：a=acos<1+acos<2解得a=1.91m/sa=9.47m/s（2）下极限位置1）此时，机构运动简图如图9所示。图9摇杆摆到下极限位置时机构运动简图2)速度分析V=V+V因为V=0，所以V=V=0.41m/s方向垂直OA’3)加速度分析a=a+a=a+a+a方向√√√√√大小0？√√？a=l=8.38*48.55mm/s=3.41m/sa=V/l=1.04m/s测得<1=12<

8、2=12所以,向y轴投影，有：-a*cos<1=a-a得：a=-2.42.m/s所以a=-2.42m/s又因为a/a=B’O4/C’O4=0.67所以a=-3.62m/sa=a+a+a方向√√√√大小？√0？对x轴投影：acos30=a+a对y轴投影：-asin