压床课程设计说明书---压床机构综合

1、机械原理课程设计设计说明书设计题目：压床机构综合设计者：*指导老师：*目录1.设计题目1.1设计任务1.2设计题目简介1.3设计条件及设计要求22.运动方案设计52.1机械预期的功能要求52.2机构运动方案的选定52.3设计任务52.3.1构件尺寸的确定以及杆组分析62.3.2曲柄驱动力矩的计算6 2.3.3飞轮转动惯量的确定2.3.4运动仿真82.3.5执行机构运动简图3.应用前景94.个人小结95.参考资料10附录101.1设计题目及任务题目：压床机构综合压床是应用广泛的锻压设备，用于钢板矫直、压制零件等。本次设计的主要任务是：（1）.针对图所示的压床执行机构方案，依据设计要求和已知参数，

2、确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图，并分析组成机构的基本杆组；（2）.在压床工作过程中，冲头所受的阻力变化曲线如图所示，在不考虑各处摩擦、构件重力和惯性力的条件下，分析曲柄所需的驱动力矩；（3）.取曲柄轴为等效构件，要求其速度波动系数小于10，确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量；（4）.用软件（vb、matlab、adams或solidworks等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。（5）.图纸上绘出最终方案的机构运动简图（可以是计算机图）压床六杆机构某压床的运动示意图 1.2设计题目简介如上图所示，左图为压床的驱动机构，电动机经联轴器带动三级齿

3、轮(、)减速器将转速降低，并带动冲床执行机构（六杆机构abcdef）的曲柄ab转动，六杆机构使冲头5上下往复运动，实现冲压工艺。1.3题目给定的数据如下表：(mm)(mm)(mm)(°)(°)h(mm)(rpm)（kn）50140220601201500.50.251006 冲头在整个行程中受到的阻力如下图：压床阻力曲线图2.1该设计的主要功能是实现冲头的冲压工艺，要求冲头在接触工件后具有足够大的压力，同时也要考虑到要有足够的时间间隙完成胚料的供给和取出。2.2由于考虑到题目给定方案可能不是最优方案，这里另外提出几中方案，并经过计算比较最终选定最优方案进行设计。第一种方案:

4、 ab为主动杆带动bc杆和冲头3实现冲压工艺。该方案的特点是结构简单，成本低廉。但由于冲头运动速度较慢，而ab杆直接由电动机驱动，所以需要复杂的减速装置。而且冲头运动间歇短不利于送料。故该方案被舍弃。第二种方案：电动机驱动ab杆从而带动冲头实现冲压工艺。该机构运动比较平稳，而且不需要太多的减速装置。所以相比第一种机构有很大的优势。故最终选择该方案作为执行方案。2.31分析:因为压床的冲头在行程快结束的时候才开始受力，则要求与滑块相连的杆与竖直导轨的夹角不能大于45°，因此可得出杆de的极限位置大致如左图所示。题目要求角c1dc2=60°可得e1e2=h=150mm，且de1

5、=e1e2=150mm。又因为ef=0.25de,ce=0.5cd，所以可以求出杆ef=37.5，ec=50，cd=100。可以假设ab杆长为x,bc杆长为y,令x+y=m,x-y=n.分别在两个三角形中用余弦定理可得由上式可解得m=272.5，n=173.9所以x=223.2，y=49.3。即是bc=223.2，ab=49.3。杆组分析：该机构主要有4根杆和一个滑块组成。杆ab，bc和cd组成一个曲柄摇杆机构，作为整个机构的驱动装置。而杆de,ef和滑块5构成曲柄滑块机构，主要充当执行机构。电机转动驱动曲柄ab转动，从而带动bc以及杆de的摆动，从而使滑块5沿着导杆上下移动以此来达到冲压的目

6、的。压床阻力曲线图2.3.2由上图可以看出冲头在下降到0.75h处时阻力开始增大，这说明在行进到0.75h的时候开始接触到工件，而且可以看到阻力跟行程是呈线性关系的。而在回程的时候阻力一直保持不变，且等于工作行程的前段阻力。对机构在任意位置进行受力分析如下图：在此时刻假设冲头所受阻力为fh则有：所以 杠杆定理 所以 所以所以由以上各式可以得出转矩t的表达式2.3.4运动仿真用adams仿真可以得到位移曲线如下图：速度曲线如下图：加速度曲线如下图：2.3.5机构运动简图3应用前景随着机械制造技术的进步和自动化的普及，电动机的速度会越来越快，而且应用的范围也会大大的扩展，同时由于范围的扩大也会增加很多需要用到低速的器械，减速箱在这里就发挥着至关重要的作用。把减速箱设计的更小巧，效率更高就能节省更多的能源，因此减速箱的设计也占有举足轻重的地位。4.个人小结第一次做设计，开始的时候一点思路都没有，后来通过慢慢学习别人的范例，慢慢掌握了设计的方法。过程中也遇到过很多困难，比如方案的设计和选择，以及本设计中要求连架杆de的摆角为60°这就要求杆bc和ab的长度来限制de杆的摆角。后面做仿真