机械原理课程设计说明书19417new

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1、一、机构简介压床机械是由六杆机构中冲头（滑块）向下运动来冲压机械零件的。其执行机构主要由连杆机构和凸轮机构组成。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冲压零件。当冲头向下运动时，为工作行程，受到一定的阻力；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的油泵凸轮机构。1、六杆机构数据的选择：题号转速n2(r/min)距离x1/mm距离x2/mm距离y/mm冲头行程上极限角下极限角CE/CDFE/ED19550140160150120°60°0.50.252、凸轮数据选择：从动件最大升程H推程运动角

2、远休止角回程运动角从动件运动规律基圆半径滚子半径偏心距e20mm60°10°60°余弦25mm8mm0mm设计要求：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。拟定多个执行机构，并对这些机构进行分析比较。选取最优越的执行机构，并将执行机构按照选择给定的数据用图解法进行分析。做出主要的机构设计，要求步骤详尽。对所选择的机构做出速度分析，绘制出滑块、摇杆的位移曲线、速度曲线和加速的曲线。根据题目要求选择适当的原动机，做出系统运动循环图。-8-二、

3、执行机构的选择与比较1、曲柄摇杆机构本题中选取的冲头行程为150mm,为了满足这个条件，我们可以采用曲柄滑块机构。曲柄滑块机构可以满足使圆周运动转化为直线运动。图中AB为曲柄，AB由电机带动绕A点做圆周运动，连杆BC带动滑块C做上下往复运动，设计适当的杆长，使该机构的运动情况满足题目中的要求。该机构的优点：机构简单，行程较短，机械效率较高，而且此机构制作起来方便，造价低。满足运动要求该机构的缺点：各个杆件所承担的作用加大，而且每个杆件都受力，因此对强度要求较高，机构容易损坏。-8-2、齿轮齿条机构该执行方案也能够实现周转运动转化为直线运动。此外，该

4、机构较之上一个曲柄滑块机构，其工作原理更简单，执行起来也更加方便。对于题目中所要求的条件，特别是冲头行程条件都能够很好的满足。使用本执行机构时，通过设定和控制齿轮的转速以及其旋转方向，使其带动齿条做上下往复运动，与此同时齿条可以带动冲头按与之相同的轨迹进行往复运动，开始工作。该机构的优点：工作原理简单，控制工作方便。齿轮齿条的啮合能够保证传递的准确性。该机构的缺点：齿轮齿条长期啮合往复运动，再加上齿条上携带较重的冲头，容易使齿轮和齿条磨损，影响运动的稳定性。加之齿条竖直放置，其安全性无法保证。-8-3、六杆机构此为设计方案中提出的在执行机构设计中选

5、取六杆机构。它是集中曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构的优点提出来的。电动机带动曲柄AB作圆周运动，AB带动连杆运动，在连杆BC作用下，摇杆CD往复摆动。该执行机构中杆件EF和摇杆CD相连，EF在摇杆CD的作用下带动冲头做往复运动。实现冲压过程。该机的构优点：集合曲柄滑块和四连杆机构的各种优点，运动路径适当，结构的强度满足要求，而且其造型美观，实用性好。经过对比，本题中采用第三种机构执行方案。-8-三、主要机构设计1、六杆机构的设计首先根据距离x1和距离y利用勾股定理可以确定固定点A、D的位置；根据数据在D点画出摇杆CD的上极限角和下极限角；根据距离x2可

6、以确定滑块的滑轨位置；根据六杆机构简图，由E1E2//F1F2，F1F2=150mm，由三角形E1E2D为等边三角形，所以E1D、E2D均为150mm，由EF=3/4ED，可确定EF=37.5mm。分别以E1、E2为圆心以37.5mm为半径画圆，与导轨交于F1F2两点。由EC=0.5CD，摇杆CD=100mm，连接AC1、AC2并量出其长度，分别为213.2mm，115.9mm。再由AC1=AB1+B1C1；AC2=B2C2-AB2；联立两式得BC=164.55mm，AB=48.65mm此为六杆机构的设计过程。2、凸轮机构的设计本次机构设计中选择最

7、简单的凸轮形式，即对心式直动滚子盘形凸轮。在完成六杆机构标准图形的基础上，选取合适的基圆半径，本题中根据六杆机构中曲柄的尺寸，来确定基圆半径为25mm合适。再由从动件最大升程、推程运动角、远休止角、回程运动角及余弦运动形式，再由作图法中的反转法，便可以做出凸轮的理论轮廓线。最后选取适合大小的滚子半径，本题中选取8mm。-8-四、机构的运动分析上面三个图中S3、w3、α3曲线分别为滑块的位置线图、速度线图和加速度线图。S4、w4、α4曲线分别为摇杆的位置线图、速度线图和加速度线图。五、原动机的选择根据题目中所要求的曲柄的转速为95r/min，以此为条

8、件选择电动机型号。此处选用直流电动机。经过查阅设计手册和电动机型号手册后，本题中选择的电动机参数如下表所示：型号额定功率额