机械原理压床机构设计说明书

1、机械原理课程设计说明书设计题目：压 床机构设计目录.设计要求31. 压床机构简介32. 设计容3(1) 机构的设计及运动分折 3(2) 机构的动态静力分析3(3) 凸轮机构构设计3.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) 计算长度42. 机构运动速度分析53. 机构运动加速度分析64. 机构动态静力分析8(1).各构件的惯性力，惯性力矩 8（2）.计算各运动副的反作用力凸轮机构设计14一、压床机构设计要求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、

2、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。以上容与后面的动态静力分析一起画在I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Js（曲柄1和连杆4的重力和转动 惯量（

3、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。大全要求：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a .推程角3。，远休止角3 ?，回程 角 5 '，从动件的运动规律见表9-5,& 凸轮与曲柄共轴。要求：按a 确疋凸轮机构的基 本尺寸.求出理论廓线外凸曲线的最小曲率半径p。选 取滚子半径r，绘制凸轮实际廓线。 以上容作在2号图纸上二、压床机构的设计1、连杆机构的设计及运动分析表9-5设计容连杆机构的设计及运动分析单位mm(o )mmr/min符号X1

4、X2y1 pII pHCE/CDEF/DEn1BS2/BCDS3/DE数据70200310601202101/21/4901/21/2已知：Xi = 70mm, X2 = 200mm, Y = 310mm,1 11収二60°,収二 120°, H 二210mm, CE/CD=1/2, EF/DE=1/4, BS2/BC=1/2, DS3/DE=1/2。由条件可得；/ EDE'=60°t DE=DE'/ DEE'等边三角形过D作DJ± EE'，交EE'于J,交F1F2于HvZ HDI=1/2 / EDE"+

5、Z IDE'' =60° +30°/2 =90° HDJ 是一条水平线二 DH 丄 FF'二 FF' / EE'过 F'作 F'K丄 EE'过 E'作 E'G丄FF',/ F'K = E'G在厶 FKE 和厶 E'GF'中，KE = GF' ,FE=E'F',Z FKE= Z E'GF'=90 F'KF'E'GF't EE'=EK+KE', FF'=F

6、G+GF' DE=EF=H=210mm EF=DE/4=210/4=52.5mm KE= GF' EE'=FF' =H DE'E是等边三角形t EF/DE=1/4, CE/CD=1/2CD=2*DE/3=2*210/3=140mm连接 AD,有 tan/ ADI=X i/Y=70/310又 t AD=W(? + 3101 =317.80 mm在三角形厶ADCi和厶ADC2中，由余弦定理得：AcJc+AD2 -12 72°) 十，AC'=、=383.44mmAC'' =-AD2 - 2ADC *00(60' -12

7、.72') 45.42mm AB=(AC '-AC'' )/2=69.01mmBC=(AC '+AC'' )/2=314.43mm BS2/BC=1/2, DS3/DE=1/2BS2=BC/2=314.46/2=157.22mmDS3=DE/2=210/2=105mm=2EJ6 /C由上可得:ABBCBS2CDDEDS3EF69.01mm314.43mm157.22mm140mm210mm105mm52.5mm2、机构运动速度分析:已知：n 1=90r/min;=?260rad/s =90?260=9.425 rad/s 逆时针VB =1

8、 lAB = 9.425X 0.06901m/*0.650 m/sVc =VB +Vcb大小?0.65?方向丄CD丄AB丄BC选取比例尺p, v=0.005m/s/mm,作速度多边形速度多边形u尸0. 005ni/ s/mmjjVc 二 Uv pc=0.005X 54.22 m/s =0.271m/sVcb 二 Uv bc=0.005X 125.03 m/s =0.625m/sVe 二 Uv pe=0.005X 82.76 m/s =0.414m/sVf 二 Uv pfp（a）=0.005X 65.22 m/s =0.326m/s=0.005X 38.03 m/s =0.190m/sVs2 =

9、 U V Ps? = 0.005X 77.87 m/s = 0.389m/sVS3 = U v Ps3 = 0.005X 41.38 m/s = 0.207m/s.2 = 注=0.625/0.31443=1.98&ad/S （逆时针） I Be3 3 =生=0.271/0.140=1.936rad/s（顺时针）I CD3 4 =注=0.190/0.0525=3.619ad/s（逆时针）1 EF项目BeEFVS2S31234数值0.6500.2710.1060. 3899.4251.9881.9363.619大小：？"? V V ?方向：？ C D 丄 CD BA C B方向

10、V V单位m/srad/s3、机构运动加速度分析：aB = 3 i2Iab=9.4252x 0.06901 m/s =6.130m/S a；B = 3 22Ibc=1.9882 X 0.31443 m/s =1.243m/S a；D = 3 32Icd=1.9362x 0.140 m/s =0.525m/S= n + t =+ n + tac = acDacD = aBacBacB丄BC选取比例尺 卩a=0.05 m/s2/mm,作 加速度多边形图 aC = Ua 而=0.05X 86.36 m/s2=4.318m/s2aE = Ua P'e'=0.05X 129.54 m/s

11、?=6.477m/s2a；B=Ua nCc=0.05X 50.98 m/s2=2.549 m/s2a；D=Ua ndC'=0.05X 85.76 m/s2=4.288 m/s2加速度多边形th二Q 05/3/mmaF=aEnt+ aEF +aEF大小?VV?FE 丄 EFaF = u a P' f ' =0.05X 125.87 m/g=6.294 m/s2 as2=Ua P's2 =0.05X 102.17 m/s2=5.109m/s2as3=Ua P'Ss =0.05x64.77 m/s?= 3.239m/S 2= a；B/lcB=2.549 /0.

12、31443 rad/S=8.107 rad/s> 3= aCD/lcD=4.288/0.14 rad/W=30.629 rad/W项目aBacaEaFas2as323数值6.1304.3186.4776.2945.1093.2398.10730.629单位m/s2rad/s24、机构动态静力分析G2G3G5FrmaxJs2Js3万案川16001040840110001.350.39单位NKg.m21.各构件的惯性力，惯性力矩：Fi2=m2* aS2=G2* aS2/g=1600X 5.109/9.8 N =834.12 N （与 aS2方向相同） Fi3=m3* aS3= G3* aS3

13、/g=1040x 3.239/9.8 n =343.73 n （与 aS3 方向相反） FI5=m5* aF=G5* aF/g=840X 6.294/9.8 N =539.49 N （与 aF 方向相反） Fr=Frmax/10=11000/10=1100NMS2=Js2* 2=1.35x 8.107 N- m =10.94 N- m（逆时针）MS3=Js3* 3=0.39x 30.629 N- m =11.95 N- m（逆时针）hn2= M S2/FI2=10.94/834.12 mm =13.12 mmhn3= Ms3/Fi3=11.95/343.73 mm =34.77 mm2.计算各

14、运动副的反作用力(1)分析构件5和4对构件5进行力的分析，选取比例尺 F45= 2549NF65=590N构件5力平衡：F65+F45+FI5 + F 叶G5= 0p, F=50N/mm,作其受力图对构件4进行力的分析，其受力图如右图平衡有：F 34+F 54= 0F34=-F54=F45= 2549N(2)对构件2受力分析杆2对B点求力矩：可得：Fl2*Ll2b +G2*L G 2b Ft32* LBC =0即：一834.12X 13.52X 2+1600X 25.8X 2 Ft32X 314.43=0.Ft32= 190.78N杆2对C点求力矩：可得：Ft21* LbC + FI2* L|

15、2c G2*L G 2c=0即：Ft21* 314.43 + 834.12X 26.65X 21600X 25.8X 2=0.Ft21 = 121.18N(3) 对构件3受力分析杆3对点C求力矩得：F43* L F43c+ Fl3* LfI3c-G3*LG3c- Ft63*LDC=0Fn63= 1844.5N解得：Fn2i = 5459.5n(5)求作用在曲柄AB上的平衡力矩Mb即：2549X 26.83X 2 + 343.73X 17.36X 2- 1040X 31.31 X 2- Ft63X 140= 0 二 Ft63= 597.06N杆3对D点求力矩：G 3* LG3d+ F43* L

16、F43d Fl3* LFI3d-Ft32* LFt32d+ Fn32*LF n32d=0即：1040X 31.31X 2+ 2549X 80.5X 2 343.73X 52.12X 2 190.78X 9.01 X 2 Fn32X 69.42X 2 = 0二 Fn32 = 3142.07N(4)求力 Fn21, Fn63总1r41 厂L厂2323Mb二 Fi2*Lfi2=5461 X 0.02523=137.78 N.mF6i=Fi2=109.22X 50 N =5461 N.项目2 SM3SMbM36 nF3 +o数 值9401511877.3T单位Nm N.N项目Fn12Ft12匸nF 2

17、3Ft23F34F45F56F61数值5459.5121.183142.07190.78254925495905461单位N三、凸轮机构设计符号ha S 0S 01S 0 /单位mm(0)方案31930653575有 H/r0=0.45,即有 r0=H/0.45=17/0.45=37.778mm取 r0=48mm 取 rr=5mm在推程过程中：由 a=n 2H w 2 cos(nS /S 0)/ (2 3 02)得当S 0 =65°时，且00< 3 <32.5°,则有a>=0,即该过程为加速推程段当S 0 =650时，且S >=32.50,则有a<=0,即该过程为减速推程段所以运动方程 S=h ( S / S 0) -sin(2 nS / S 0)/(2 n )S005010015020025030035040045050055600650S 0().056 0).434 .38k02，4.80，8.0410.9513.6915.9817.6118.5618.9519单位(mm)在回程阶段，由 a=-2n hw 2 si n(2nS /S 0' )/ S 0' 2 得当S 0' =750时，且00<S <