压床机构设计-压床机构受力分析

课 程 设 计 说 明 书题目： 机械原理课程设计 二级学院 年级专业学 号学生姓名 指导教师 教师职称 目录一. 设计要求-11. 压床机构简介-12. 设计内容-1(1) 机构的设计及运动分折-2(2) 机构的动态静力分析-3(4) 凸轮机构设计-3二压床机构的设计: -41. 连杆机构的设计及运动分析-4(1) 作机构运动简图-4(2) 长度计算-4(3) 机构位运动速度分析-5(4) 机构运动加速度分析-6(5) 机构动态静力分析-8三凸轮机构设计-11四飞轮机构设计-125 齿轮机构设计-126 心得体会-147 参考-15一、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(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，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号图纸上二、压床机构的设计设计内容连杆机构设计及运动分析齿轮机构设计符号单位方案370200310601202101/21/4901/21/21132206设计内容连杆机构的动态静力分析及飞轮机构设计凸轮机构设计符号从动件加速度规律单位方案3160010408401.350.39110001/301930653575正弦1、 连杆机构的设计及运动分 （1） 长度计算：已知： 由条件可得： 等边三角形 在三角形ADC和 AB=(AC-AC)/2=69.015mm BC=(AC+AC)/2=314.425mmBS2/BC=1/2, DS3/DE=1/2 BS2=BC/2=314.46/2=157.2125mm DS3=DE/2=210/2=105mm由上可得：ABBCBS2CDDEDS3EF69.015mm314.425mm157.2125mm140mm210mm105mm52.5mm （3） 位置8机构运动速度分析：已知：n1=90r/min； = rad/s = =9.425 逆时针 = = 9.4250.069015=0.650m/s = + 大小 ? 0.65 ?方向 CD AB BC选取比例尺=0.01(m/s)/mm，作速度多边形 0.01x60=0.600m/s 0.01x18=0.180m/s 0.01x90=0.900m/s 0.01x88=0.880m/s0.01x20=0.200m/s0.01x620.620m/s0.01x440.440m/s0.18/0.314425=0.572rad/s (逆时针)0.60/0.140=4.290rad/s (顺时针)0.20/0.0525=3.809rad/s (顺时针) 项目数值0.6500.6000.9000.8800.6200.449.4250.5724.2903.809单位m/sRad/s 位置8机构运动加速度分析：=9.42520.069015=6.130m/s2=0.57220. 314425=0.103m/s2=4.29020.14=2.577m/s2 =3.80920.0525=0.762m/s2=+ = + + 大小： ？ ？ ？ 方向： ？ CD CD BA BC CB选取比例尺=0.01 (mm/s2)/mm,作加速度多边形图=0.01x330=3.300m/s2=0.01x500=5.000m/s2= =0.01x310=3.100m/s2=0.01x190=1.900m/s2 = + + 大小： ? ?方向： FE EF=0.01x320=3.200m/s2as2=0.01x420=4.200m/s2as3=0.01x250=2.500m/s2= /=3.100 /0.314425=9.859 m/s2= /=1.900/0.14=13.571 m/s2项目数值6.130 3.3005.000 3.2004.200 2.500 9.859 13.571单位m/srad/s（4） 位置5运动速度分析已知：n1=90r/min； = rad/s = =9.425 逆时针 = = 9.4250.069015=0.650m/s = + 大小 ? 0.65 ?方向 CD AB BC选取比例尺=0.01(m/s)/mm，作速度多边形 0.01x60=0.600m/s 0.01x18=0.180m/s 0.01x90=0.900m/s 0.01x88=0.880m/s0.01x20=0.200m/s0.01x620.620m/s0.01x440.440m/s0.18/0.314425=0.572rad/s (逆时针)0.60/0.140=4.290rad/s (顺时针)0.20/0.0525=3.809rad/s (顺时针) 项目数值0.6500.6000.9000.8800.6200.449.4250.5724.2903.809单位m/sRad/s 位置5机构运动加速度分析：=9.42520.069015=6.130m/s2=0.57220. 314425=0.103m/s2=4.29020.14=2.577m/s2 =3.80920.0525=0.762m/s2=+ = + + 大小： ？ ？ ？ 方向： ？ CD CD BA BC CB选取比例尺=0.01(m/s2)/mm,作加速度多边形图=0.01330=3.300m/s2=0.01500=5.000m/s2= =0.01310=3.100m/s2=0.01190=1.900m/s2 = + + 大小： ? ?方向： FE EF=0.01320=3.200m/s2=0.01320=4.200m/s2=0.01250=2.500m/s2= /=3.100 /0.314=9.859 m/s2= /=1.900/0.14=13.571 m/s2项目数值6.130 3.3005.000 3.2004.200 2.500 9.859 13.571单位m/srad/s（5）机构动态静力分析G2 G3G5方案16001040840110001.350.39单位 N Kg.m21）各构件的惯性力，惯性力矩：FI2=16004.200/9.8=685.7N（与方向相反）=/g=10402.500/9.8=265.3N（与方向相反）= /g=8403.200/9.8=274.3N（与方向相反）Fr=11000*0.1=1100 N.m（返回行程）=1.359.859=13.3N.m （顺时针）=0.3913.571=5.3N.m （逆时针）= /=13.310/685.7141000=19.4mm= =5.293/265.31000=19.951mm2）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 =20N/mm，作其受力图构件5力平衡：=0则= 1140.0N；=160.0N（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 =20N/mm，作其受力图 杆2对B点求力矩，可得： 864.222120.2776+16001.6873- 314.425=0 Ft32= 339.1786N 杆2对点求力矩，可得： 157.2125-864.22211.0243-339.1786157.2125=0 =399.781N (3) 对构件3受力分析对构件2进行力的分析，选取比例尺 =0.05mm/N，作其受力图 杆3对点C求 140-572.60417.153-365.24234.3066+ *COS15*17=0 =77.6N 构件3力平衡：+ +=0 则 =2401.0N ；=172.1N 构件2力平衡： 则 =1752.458N ；=1798.258N (4)求作用在曲柄AB上的平衡力矩 =1798.258N. Mb=* L =1798.25867.32190.001=121.062N.m（逆时针）项目数值685.714265.306274.28613.3105.29340.68172.177.6单位NN.mN项目Fn12Ft12Fn23Ft23F34F45F65F61数值3575.038.682401.0298.91140.01140.0160.03575.0单位N三、凸轮机构设计符号h单位mm（0）方案31930653575有基圆半径R0=40mm e=8mm 滚子半径 R=8mm在推程过程中：由a=2h2 sin(2/)/得当0 =650时，且00=0,即该过程为加速推程段,当0 =650时,且=32.50, 则有a=0,即该过程为减速推程段所以运动方程S=h (/) -sin(2/)/(2) 在回程阶段，由a=-2h2 sin(2/)/ 得当0 =750时，且0037.50,则有a=37.50, 则有a=0,即该过程为加速回程段所以运动方程S=h1-(/)+sin(2/) /(2)当0 =650时，且00=0,即该过程为加速推程段,当0 =650时,且=32.50, 则有a Xmin5=0.3529 mmx6=-0.222 mm Xmin6=-0.8824 mm分度圆直径：d=m* Z=66.0mmd=m* Z=192.0mm基圆直径：d= d*cos=62.024mmd= d*cos= db6=180.433mm齿厚：S=（）*m= 10.961mmS=（）*m= 8.628 mm齿顶高：h=（h+x）*m=8.329mmh=（h+x）*m = 4.642mm齿底高：h=（ h+c- x）*m=4.62mmh=（ h+c- x）*m=8.829mm齿顶圆直径和齿底圆直径：d= d+ 2h=83.618mmd= d-2h=56.675mmd= d+2h=200.325 mmd= d-2h=173.382mm重合度: =1.390 六、心得体会 通过课程设计学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在实验课上，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正学会，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。在此过程中，我们通过查找大量资料，请教老师，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。七、参考书籍1.孙恒,陈作模，葛文杰，机械原理（第七版）.高等教育出版社，2006-5-1.2.刘鸿文材料力学（第五版）.高等教育出版社，2011-1-1.3.王湘江，何哲明机械原理课程设计指导书.中南大学出版社，2011-12-1.