机械原理压床设计.doc

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 10日 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。1.2设计数据 1.1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。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。1.3飞轮设计已知：机器运转的速度不均匀系数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。以上内容作在2号图纸上。1.4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号图纸上压床机构设计二、连杆机构的设计及运动分析设计内容连杆机构的设计及运动分析单位mm（）mmr/min符号X1X2yHCE/CDEF/DEn1BS2/BCDS3/DE数据50140220601201801/21/41001/21/21、 作机构运动简图如图所示机构运动速度分析：项目LABLBCLDELEFLBS2LDS3LCD数值69.01314.4221052.5157.21105140单位 mm已知：n1=90r/min； = rad/s = =9.425 逆时针 = lAB = 9.4250.069010.65 m/s = + 大小 ? 0.65 ?方向 CD AB BC选取比例尺v=0.005m/s/mm，作速度多边形图 0.005121.2=0.606m/s 0.00525.68=0.128m/s 0.005181.8=0.909m/s 0.005182.6=0.913/s0.00534.95=0.175m/s0.005125.1mm 0.626m/s0.00590.88mm 0.454m/s0.128/0.31442=0.407rad/s (顺时针)0.606/0.140=4.329rad/s (逆时针)0.175/0.0525=3.333rad/s (顺时针) 机构运动加速度分析：项目数值0.650.6060.9090.9130.6260.4549.4250.4074.3293.333单位m/sRad/saB=12LAB=9.42520.06901=6.130m/s2anCB=22LBC=0.40720.31442=0.052m/s2anCD=32LCD=4.32920.14=2.624m/s2 aC= anCD+ atCD= aB + atCB + anCB大小： ？ ？ ？ 方向： ？ CD CD BA BC CB选取比例尺a=0.05m/s/mm,作加速度多边形图aC=0.0585.63=4.282m/s2ae=0.05128.45=6.422m/s2atCB=0.05178.4=8.919 m/s2atCD=0.0567.70=3.385 m/s2aF = aE + anEF + atEF大小： ？ ?方向： FE EFaF=0.05119.49=5.975 m/s2as2=0.0556.81=2.841m/s2as3=0.0564.22=3.211 m/s22= atCB/LCB=8.919 /0.31442=28.37 m/s23= atCD/LCD=3.385/0.14=24.18 m/s2机构动态静力分析G2 G3G5FrmaxJs2Js3方案16001040840110001.350.39单位 N Kg.m2一各构件的惯性力，惯性力矩：FI2=m2*as2=G2*as2/g=16002.841/9.8=463.84N（与as2方向相同）FI3=m3*as3= G3*as3/g=10403.211/9.8=340.76N（与as3方向相反）FI5= m5*aF=G5*aF/g=8405.975/9.8=512.14N（与aF方向相反）Fr=Frmax/10=11000/10=1100NMI2=Js2*2=1.3528.37=38.30N.m （逆时针）MI3=Js3*3=0.3924.18=9.430N.m （逆时针）Ln2= 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F=20N/mm，作其受力图构件5力平衡：F45+F65+Fr+FI5+G5=0则F45=F*L=20122.09=2441.8NF65=FL65=2014.49=289.8NF43=-F45(2)1.对构件2受力分析杆2对点C求力矩得：FI2*L1 +Ft12*LBC-G2*L3=0；463.840.1414+Ft120.31442-16000.06822=0；解得Ft12=138.56N杆2对B点求力矩，可得： FI2*L4+G2L2 -Ft32*LBC =0 463.8423.70+160068.22- Ft32314.42=0 Ft32= 382.12N 2. 对构件3受力分析由杆3对点C求力矩得：F43*L1-G3*L2+FI3*L3-Ft63*LCD =0；2441.869.81-104034.37+340.760.5648-Ft63140=0；解得Ft63=963.64N构件3对E点求矩得：Fn23*L6-Ft23*L5-FI3*L4-G3*L7-Ft63*LDE=0Fn2367.70-382.1217.78-340.7654.77-1040103.69-963.64210=0Fn23=4757.33N.3.求力Fn12，Fn63对杆组23进行力的分析得：F43+FI3+G3+Ft63+Fn63+ FI2+G2+Fn12+Ft12=0大小： ？ ？ 方向： 选取比例尺F=20N/mm，作其受力图则 Fn12=20341.22=6824.4N； Fn63=20110.7=2214.1N.(3)求作用在曲柄AB上的平衡力矩Mb Mb=F21LAB=261.97100.04928=129.10N.m F61=F21=261.9710=2619.7N.项目FI2FI3FI5MI2MI3MbFn63Ft63数值463.84340.76512.1438.309.4302214.1963.64单位 N N.m N项目Fn12Ft12Fn23Ft23F34F45F56F61数值6824.4138.564757.33382.122441.82441.8289.8单位 N二 凸轮机构设计符号h0010单位mm（0）方案11730552585所以有 H/r0=0.45, 即有 r0=H/0.45=17/0.45=37.778mm取r0=39mm 取rr=5.6mm在推程过程中： 由a=2H2 cos(/0)/（202）得当0 =550时，且=0,即该过程为加速推程段,当0 =550时,且=22.50, 则有a=0,即该过程为减速推程段所以运动方程S=H1-cos(/0)/20050100150200250300350400450500550S00.3441.3492.9344.9697.299.7112.09114.06615.65116.65617单位 (mm)在回程阶段，由a=-2H2 cos(/0)/（202）得当0 =850时，且=42.50,则有a=42.50, 则有a=