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机械原理课程设计说明书设计题目：压床机构设计工程院（系）机械制造专业班级学号设计者指导老师完成日期2009年7月10z
1日z
2一、压床机构设计要求1•压床机构简介及设计数据1.1压床机构简介图9—6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。團3-6表百设计敵据1.2设计数据iStit连杆机构的设计尺远訪脅析齿枪机构呐设汁*14HCE■EFDERS?Hensi7>e工!5dmmm(*)mmr/minc>mm苏案i5014022060120ISO1/21/41001/41/21i205方3K160)702«060120lao1/21/4901/21/2ro35206方塞■702003106012€2\01/2l/A$01/21/2M3220&设计内容凸轮机构的址讣连朴机构的踰高静力分靳从也耗转阈博■的唏崔A2』春0JoiJob<-?2G、GsJS3.占mmC)迟切■N|1*K”m2N右案1z1730552&856604403000.28608540001/30方案1is3030EG举轴速K)6o7205500+640-2?DOQ1/30
3方案■193065357Sit薇16W1040840h35€■3911O0C1/30
41.1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1〜2个位置的速度多边形和加速度多边形、滑块的运动线图。以上容与后面的动态静力分析一起画在I号图纸上。1.2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9—7）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。1.3飞轮设计已知：机器运转的速度不均匀系数S.由两态静力分析中所得的平衡力矩Mb;驱动力矩Ma为常数，飞轮安装在曲柄轴A上。要求：确定飞轮转动惯量J。以上容作在2号图纸上。1.4凸轮机构构设计z已知：从动件冲程H,用压力角［a-］.推程角So,远休止角S?，回程角8'从动件的运动规律见表9-5，凸轮与曲柄共轴。要求：按［a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p。选取滚子
5半径r,绘制凸轮实际廓线。以上容作在2号图纸上压床机构设计、连杆机构的设计及运动分析设计容连杆机构的设计及运动分析单位mm（o）mmr/min符号XiX2yIpIIpHCE/CDEF/DEn1BS2/BCDS3/DE数据50140220601201/21/41001/21/21、作机构运动简图如图所示z
6b项目LabLbcLdeLefLbS2L.DS3Lcd数值69.01314.4221052.5157.21105140单位mm机构运动速度分析:已知：ni=90r/min;n^i小..90小„=—?2rad/s=?216060=9.425逆时针Vb.Iab=9.425X0.06901〜0.65m/sVbVCbzz0.65大小？z
7向丄CD丄AB丄BC选取比例尺pv=0・005m/s/mm，作速度多边形图VC二Uv•pc=0.005X121.2=0.606m/sVcb二Uv•bc=0.005X25.68=0.128m/sVe二Uv•pe=0.005X.8=0.909m/sVf=Uv•Pf=0.005X182.6=0.913/sVfe二Uv•ef二0.005X34.95=0.175m/sVs2=Uv•ps2—0.005X125.1mm=0.626m/szVs3—Uv•Ps3—0.005X90.88mm—0.454m/sVCBlBC=0.128/0.31442=0.407rad/s（顺时针）zz（逆时针）（顺时针）33—生—0.606/0.140=4.329rad/slCD34—竺—0.175/0.0525=3.333rad/sIef机构运动加速度分析:项目BCEFVS2S31234数值0.650.6060.9090.9130.6260.4549.4250.4074.3293.333单位m/sRad/sab=312Lab=9.4252x0.06901=6.130m/s2anCB=322Lbc=0.4072x0.31442=0.052m/s2a"cd=332Lcd=4.3292X0.14=2.624m/s2z
8nttnac=aaB+a大小：？"?v?v向：？CTD丄CDB—A丄BCC—B选取比例尺0=O.O5m/s/mm,作加速度多边形图aC=ua•P'c'=0.05x85.63=4.282m/s2ae=ua•P'e'=0.05x128.45=6.422m/s2atcB=Ua•m'c'=0.05x.4=8.919m/s2atCD=ua•h'c'=0.05x67.70=3.385m/saF=aE+aef+a大小：v?v?向：vF—E丄EFntEFaF=ua•P'f'=0.05x119.49=5.975m/s2as2=ua•P'S2‘=0.05x56.81=2.841m/s2as3=ua•P'S3'=0.05x64.22=3.211m/s2z
9a2=atcB/LcB=8.919/0.31442=28.37m/s2a3=atcD/Lcd=3.385/0.14=24.18m/s2机构动态静力分析G2G3G5FrmaxJs2Js3案川16001040840110001.350.39单位NKg.m2.各构件的惯性力，惯性力矩:Fi2=m2*as2=G2*as2/g=1600x2.841/9.8=463.84N（与as2向相同）Fi3=m3*as3=G3*as3/g=1040x3.211/9.8=340.76N（与as3向相反）Fi5=m5*af=G5*aF/g=840x5.975/9.8=512.14N（与af向相反）Fr=Frmax/10=11000/10=1100N(逆时针)(逆时针)MI2=Js2*a2=1.35x28.37=38.30N.mMI3=Js3*a3=0.39x24.18=9.430N.mLn2=Mi2/Fi2=38.30/463.84=82.57mmLn3=Mi3/Fi3=9.430/340.76=27.67mm二.计算各运动副的反作用力(1)求力F45,F65对构件5进行力的分析，选取比例尺尸20N/mm,作其受力图构件5力平衡：F45+F65+Fr+Fl5+G5=0则F45=严=20x122.09=2441.8NF65=p，fL65=20x14.49=289.8NF43=-F45(2)1.对构件2受力分析杆2对点C求力矩得：Fl2*L1+Ff12*Lbc-G2*L3=0；z
10463.84X0.1414+Fti2X0.31442-1600X0.06822=0;解得F"i2=.56N杆2对B点求力矩，可得：Fl2*L4+G2L2-Ft32*Lbc=0463.84X23.70+1600X68.22-Ft32X314.42=0Ft32=382.12N2.对构件3受力分析由杆3对点C求力矩得：F43*L1-G3*L2+Fl3*L3-Ft63*Lcd=0;2441.8X69.81-1040X34.37+340.76X0.5648-Ft63X140=0;解得Ft63=963.64N构件3对E点求矩得：Fn23*L6-Ft23*L5-Fl3*L4-G3*L7-尸63*LdE=0Fn23X67.70-382.12X17.78-340.76X54.77-1040X103.69-963.64X210=0F23=4757.33N.3.求力Fn12,尸63对杆组23进行力的分析得：F43+F13+G3+Ft63+Fn63+F12+G2+Fn12+Ft12=0大小："""“?VV?V向：VVVVVVVVV选取比例尺pF=20N/mm，作其受力图则尸12=20X341.22=6824.4N;尸63=20X110.7=2214.1N.⑶求作用在曲柄AB上的平衡力矩Mbz
1136B构件1IIMb=F2iLab=261.97X10X0.04928=129.10N.mF61=F21=261.97X10=2619.7N.项目FI2FI3Fl5Ml2MI3MbFn63Ft63数值463.84340.76512.1438.309.4302214.1963.64单位NN.mN项目F°12Ft12尸23尸23F34F45F56F61数值6824.4.564757.33382.122441.82441.8289.8单位N凸轮机构设计符号h[a8080180/单位mm(0)|案11730552585z
12所以有H/ro=O.45,即有ro二H/0.45=17/0.45=37.778mm取ro=39mm取“=5.6mm在推程过程中：由a=nH®2cos(nBSo)/(2肘)得当&=550时，且S<=22.50,则有a>=0,即该过程为加速推程段，当So=550时,且S>=22.50,则有a<=0,即该过程为减速推程段所以运动程S=H[1-cos(n/So)]/28o05010015020025030035040045050055z
130S00.341.342.934.967.29.712.14.15.6516.651749499116单位(mm)在回程阶段，由a=-=42.50,则有a>=0,即该过程为加速回程段所以运动程S=H[1+cos(n880')]/280050100150200250300350400S1716.8516.4215.7214.7813.6212.2810.829.28565229648450500550600650700750800850S7.716.1744.7113.3782.2181.2730.5740.14506单(mm)位z
