机械原理课程设计2012311144_许建国

1、 工程技术学院课程设计课 程： 机械原理 专 业： 车辆工程 年 级： 2012级 学 号： 2012311144 姓 名： 许建国 指导教师： 张海东 日 期： 2014.7.7 云南农业大学工程技术学院 目录一 设计任务 3二 数据设计及杆件分析 4三 速度和加速度分析 5四 连杆机构运动分析8 五 设计心得 8六 参考文献 9七 教师评语 101. 设计任务 1、 设计题目 冲模成型机中上冲模机构的设计与运动分析2、冲模成型机中上冲模机构简介冲模成型机是压力加工中常用的设备，其常用结构如图1所示，该机由三个机构组成，即：上冲模机构、下冲模机构和送料机构。其工作过程由以下几个步骤秦秦顺序完

2、成：1、送料器送料后返回，上冲模下行压制板料，下冲模固定不动；2、上冲模压制到位，下冲模固定不动；3、上冲模上行回位，下冲模上顶压坯脱模；4、送料器推坯下料，下冲模固定不动；5、送料器到位后上料准备回位，下冲模下行回位，准备循环。其中上冲模机构由一个曲柄摇杆机构（1、2、3）和一个三杆滑块机构（3、4、5）并联，其功能及运动特点如下：1、曲柄1做回转运动，带动摇杆3在一定范围内摆动，并且具有急回特性；2、摇杆3与连杆4铰接，进而带动冲头5做直线运动。3、上冲模在冲压完成后停歇0.3-0.4秒，之后有一个急回过程。图1 冲模机结构简图3、设计数据与要求上冲模机构设计数据如表1所示。表1 上冲模机

3、构设计数据分组号12345每分钟压制次数2025303540上冲模最大行程100mm110mm115mm120mm125mm 4、设计任务 （1） 根据图1所示的冲压成型机机构方案，依据设计数据和设计要求，设计上冲模机构，画出机构运动简图，并分析组成机构的基本杆组；（2） 假设曲柄等速转动，请用矢量方程图解法对机构进行运动分析，并画出各杆的上冲模的位移、速度和加速度变化规律曲线；（3）编写课程设计说明书。二、数据设计及杆件分析1、杆件长度和构件位置的设计 如设计图纸所示：设杆长BC=CD=CE=200mm,=30。且由要求知w=2f=3.14rad/s;所以B点速度为3.140.0761=0.

4、24m/s上冲模最大行程h=115mm.由所画的图可知B和B”为两极性位置。由运动关系可知F=57.5mm，所以FD=arccos=44.6同理D=67.7，且=151.5mm.即：=30+D-90=7.7设AB=X，所以A=（200+X）mm, A=(200-x)mm又因为 cos=（200+X）+141.5-(200-x)/2x141.5x（200+X）1解释：x=76.1mm由三角函数计算得AD=247mm且 AB+ADCD+BC所以符合要求同时：=，即极位夹角为9.4所以行程比K=1.11 当ABC在同一直线上且曲柄转过一周即在360度时，根据各杆件尺寸定出各转动副的位置，选定比例尺1

5、:2，画出各运动副和表示各杆件的线段，在原动机件上标出表示运动方向的箭头，即可得出机构运动简图。2、分析组成机构的基本干组 对于该机构，其自由度F=3n-2PL-PH, F=3x5-2x7-0=1.以曲柄为原动件，对机构进行机构分析，从远离原动件开始拆杆组，基本杆组中运动副全为低副，则符合3n-2PL=0.将原动件1和机架6与其余杆件拆开，剩下的杆件所组成的杆组的自由度为0.从远离原动件的一端拆下构件5和构件4为一个II级杆组，拆下构件2和构件3也为一个II级杆组，最后剩下原动件1和机架6，由于拆出的最高级别的杆组为II杆组，所以该机构为II级机构。机构运动简图和基本杆组图见图纸。 三速度和加

6、速度分析1、对机构进行运动分析 已知曲柄转速n=30r/min=0.5r/s,曲柄的角速度W=2n=2x0.5r/s=3.14rad/s,所以B点的速度=ABxW=0.239m/s.方向垂直于曲柄。又因为曲柄等速转动，所以A点的加速度大小和方向都等于它的法向加速度，B=ABxW2=0.75m/s2. 对于连杆2的角速度W2和角加速度2及B点和C点的速度VB,VC和加速度B，C, 及杆件4角速度W4和角加速度4及E点的速度VE和加速度E，运用矢量方程图解法来计算。由运动合成原理可知，C点的速度: 大小：？ ？方向: 选取速度比例尺，由p点开始画出速度多边形，由速度多边形得=vpc=0.236m/

7、sWc=1.18rad/sE点的速度： 大小： ? ？ 方向： 由速度多边形得C点的加速度 大小: ？ ？方向: 选取加速度比例尺a =0.002（m/s2）/mm，有p开始画出加速度多边形，由加速度多边形得E点的加速度： 大小: ? ?方向: 由加速度多边形得2、由图纸1得出上冲模机构上冲模的位移X=11.3mm3、画出上冲模机构各杆的上冲模的位移、速度和加速度变化规律曲线四.连杆机构运动分析 由上冲模机构的工作过程可知，其原动件为曲柄1，执行构件为滑块5。循着运动传递的路线可以看出，此上冲模机构由曲柄1，构件2、3、4及滑块5和机架6等6个构件组成。其中，曲柄1和机架6在O点构成转动副，曲

8、柄1和构件2也构成转动副，其轴心在B点,而构件2还与构件3、4在C两点分别构成转动副,构件3还与机架6在D点构成转动副,滑块5与构件4以及机架6分别构成转动副和移动副。 将上冲模机构的组成情况搞清楚后，再选定视图平面和比例尺，并根据该机构的运动尺寸定出各转动副A、B、C、D、E的位置，画出各转动副和表示各构件的线段，在原动件上标出表示运动方向的箭头，即可得其机构运动简图，如A1图纸所示。五.设计心得经本次设计，本组成员了解掌握了机械设计的方法和步骤。通过对上冲模机构运动，速度及工作简图的设计让我们进一步掌握了机械原理，加深了各知识点的理解和运用。课程设计是一种学习同事优秀品质的过程,我们过去有

9、位老师说得好,有有些事情的产生只是有原因的,别人能在诸如学习上取得了不一般的成绩,那绝对不是侥幸或者巧合,那是自己付出劳动的成果的彰显,那是自己辛苦过程的体现.这种不断上进,认真一致的心态也必将导致一个人在生活和学习的各个方面做的很完美,有位那种追求的锲而不舍的过程是相同的,这就是一种优良的品质,它将指引着一个人意气风发,更好走好自己的每一步.这次设计我们本着认真准确的原则，使我们增强了自信心，也为我们将来工作打下良好的基础。本次设计使我们在实践理论方面都有了很大的提高，也为机械设计的课程做了充分的准备。本次设计不是很完美，但我们坚信以后我们将做得更好。在设计过程中我们真正懂得搞设计的艰难，我们以后将更加努力学习相关知识。同时也谢谢老师给的这次设计机会以及在本次设计中给予的指导，同时对在本次设计中给予帮助的同学在此表示感谢。六.参考文献【1】机械原理第七版 西北工业大学机械原理及机