机械原理课程设计--压床机构

1、湖 南 科 技 大 学课 程 设 计课程设计名称： 机械原理课程设计 学 生 姓 名： 学 院： 专业及班级： 学 号： 指导教师： 2021 年 1 月 10 日课 程 设 计 任 务 书机电学院 机制 系 系 主 任： 学生班级：2021材成1、2、3 班 日 期： 2021.12.13一、 设计目的：在学习和了解机械的通用构件和机械运行基本原理的基础上，要求学生理论与实践相结合，深入了解机械的通用构件和机械运行基本原理在工程常见机械中的应用，提高学生将机械原理的基本概念和原理综合应用能力和实际动手能力。二、 学生提交设计期限：在本学期2021年12月17日至2021年12月21日完成，设

2、计必须学生本人交指导老师评阅。三、 本设计参考材料：机械原理 机械原理课程指导书四、 设计题目的选定：参考设计题目附后页，任选一题。五、 设计要求：1、 查阅相关资料；2、 提出整体系统设计方案；3、 详细设计所设计机构的原理、组成及参数等；4、 说明设计分析的步骤和计算过程；5、 设计过程绘制相关设计的CAD图纸。六、 设计成果及处理说明书主要章节：1 设计成果（包括说明书、CAD图纸等）；2 设计说明书格式及主要章节：a. 封面（参照学院规定标准）；b. 设计任务书（包括选定设计题目与要求，可复印）；c. 目录d. 说明书正文；（主要包括系统总体方案分析及参数确定；）e. 设计总结及体会；

3、f. 参考文献七、 设计所得学分及成绩评定：本设计单独算学分及成绩：占1个学分。考核与评分主要分四个方面：1 学生平时出勤及工作态度；2 说明书、设计图纸的规范与正确程度及独立工作能力；3 答辩成绩（部分学生）。八、 设计进度与答疑：1、 确定设计题目及查阅资料，并确定方案：12.17日； 2、 虚拟仪器设计及撰写设计报告：12.18日；3、 运行调试检测与修改，完成课程设计报告：12.1912.20日；4、 提交设计报告，部分学生答辩：12.21日。学生签名： 指导老师签名： 学 号： 日 期： 2021.1.10 日 期： 目录1. 设计要求-1 1.1 压床机构简介-1 1.2 设计内容

4、-2 1.2.1机构的设计及运动分折-2 1.2.2机构的动态静力分析-2 1.2.3飞轮设计-2 1.2.4 凸轮机构设计-2 1.2.5齿轮机构设计-22压床机构的设计: -22.1 连杆机构的设计及运动分析-22.1.1作机构运动简图-22.1.2 长度计算-32.1.3机构运动速度分析-52.1.4机构运动加速度分析-73凸轮机构设计-94齿轮机构设计-115心得体会-126参考书籍 - -131. 设计要求1.1压床机构简介图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，

5、六杆机构使滑块克服阻力Fr,而运动,曲柄通过连杆，摇杆带动滑块克服阻力Q冲压零件。当冲头向下运动时，为工作行程，冲头在0.75H内无阻力；当在工作行程后0.25H行程时，冲头受到的阻力为Q，当冲头向上运动时，为空回行程，无阻力。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。设计数据见表6-2。 图1 机构简图 图2 凸轮简图 图3 齿轮机构 图4 阻力线图1.2.设计内容：1.2.1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

6、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。1.2.2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。1.2.3飞轮设计已知：机器运转的速度不均匀系数，有动态静力分析中所得的平衡力矩My，驱动力矩Ma为常数，飞轮安装在曲柄轴A上。要求：用惯性力法求飞轮动惯量JF.1.2.4凸轮机构构设计已知：

7、从动件冲程H，许用压力角推程角 ，远休止角s，回程角'，从动件的运动规律，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min。选取滚子半径rg，绘制凸轮实际廓线。1.2.5齿轮机构设计 已知：齿数Z5,Z6模数m分度角齿轮为正常齿制，工作情况为开式齿轮，齿轮与曲柄共轴。要求：选择两轮变位系数x1,x2,计算此对齿轮传动的各部分尺寸。2.压床机构的设计2.1作机构的位置简图 机构的极限点和中间的位置简图 图5 机构位置简图2.1.2 长度计算 表1 设计数据表设计内容连杆机构的设计及运动分析单位mm（º）mmr/min符号X1X2y3'

8、;3''HCE/CDEF/DEn1BS2/BCDS3/DE数据70200310601202101/21/4901/21/21. 已知：X170mmX2200mm，Y310mm 3'60°，3''120°H210mmCE/CD=1/2, EF/DE=1/4由条件可得；E1DE2=60°DE2=DE1DE1E2等边三角形过D作DJE1E2，交E1E2于J，交F1F2于H DE1=DE2 E1DE2=60°JDE1=30°又 360°JDI=90°HDJ是一条水平线，DHF1F2F1F2E1

9、E2过F2作F2KE1E2 过E1作E1GF1F2，F2KE1G在F2KE2和E1GF1中，KF2GE1，F2E2=E1F1, F1KE1=E2GF2=90°F1KE1E2GF2KE2= GF1E1E2=E2K+KE1, F1F2=F1G+GF2E1E2=F1F2=HDE1E2是等边三角形DE2=F1F2=H=210mm DE=210mmEF/DE=1/4, CE/CD=1/2 EF=DE/4=210/4=52.5mm CD=2*DE/3=2*210/3=140mm连接AD,有tanADI=X1/Y=70/310又AD=mm令ADI= 责sin=70/317.33 cos=310/3

10、17.33在三角形ADC和ADC中，由余弦定理得： AC2=383.44mm AC1=245.41mmAB=(AC2-AC1)/2= 69.015mm BC=(AC1+AC2)/2=314.425mmBS2/BC=1/2 DS3/DE=1/2BS2=BC/2=157.21 mm DS3=DE/2=105mm 由上可得各杆件的长度： 表2 杆件的长度表ABBCBS2CDDEDS3EF69.015mm314.425mm157.21mm140mm210mm105mm52.5mm2.1.3 机构运动速度分析已知：n1=90r/min；机构处于B，分析速度。 图6 机构位置图 = rad/s = =9.

11、425 rad/s 逆时针 = ·lAB = 9.425×0.069015=0.650m/s = + 大小 ? 0.65 ?方向 CD AB BC选取比例尺v=0.004m/(mm/s)，作速度多边形 图7 速度多边形· 0.03/0.05=0.600m/s· 0.009/0.05=0.180m/s· 0.45/0.05=0.900m/s · 0.44/0.05=0.880m/s·0.01/0.05=0.200m/s·0.031/0.05mm0.620m/s·0.022/0.05mm0.440m/s0.1

12、8/0.314425=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) 表3 速度表项目数值0.6500.6000.9000.8800.6200.449.4250.5724.2903.809单位m/sRad/s2.1.4机构运动加速度分析：aB=12LAB=9.4252×0.069015=6.130m/s2anCB=22LBC=0.5722×0. 314425=0.103m/s2anCD=32LCD=4.2902×0.14=2.577m/s2 anFE =42LEF=3.

13、8092×0.0525=0.762m/s2= anCD+ atCD= aB + atCB + anCB大小： ？ ？ ？ 方向： ？ CD CD BA BC CB选取比例尺a=0.04m/ (mm/s2),作加速度多边形图 图8 加速度多边形图aC=·=0.0033/0.01=3.300m/s2aE=·=0.05/0.01=5.000m/s2atCB=· =0.031/0.01=3.100m/s2atCD=·=0.019/0.01=1.900m/s2aF = aE + anEF + atEF大小： ? ?方向： FE EFaF=0.032/0.

14、01=3.200m/s2as2=0.042/0.01=4.200m/s2as3=0.025/0.01=2.500m/s2= atCB/LCB=3.100 /0.314425=9.859 m/s2= atCD/LCD=1.900/0.14=13.571 m/s2 表4 加速度表项目数值6.130 3.3005.000 3.2004.200 2.500 9.859 13.571单位m/srad/s3、 凸轮机构设计 表5 凸轮参数 符号hs单位mm（0）方案319306535752).凸轮机构设计 1.凸轮基本尺寸 凸轮的基本参数如表6-2，因而凸轮的角速度为w=9.425rad/s。利用余弦加速

15、度运动规律的推程的运动方程式（4-3a)，回程的运动方程式（4-3b)可知， 当=27.50时，从动件速度v有最大值，且为v=292.93mm/s因而e=v/2w=15.5mm 取e=16mm (4-3a) ( 4-3b)再利用公式（4-13)和 (4-12)可求的凸轮的基圆半径r0=40mmr0 (4-13)rt0.4r0 (4-14)有基圆半径R0=40mm e=16mm 滚子半径 R=8mm 在推程过程中：由a=2h2 sin(2/0)/02得 当0 =650时，且00<<32.50,则有a>=0,即该过程为加速推程段, 当0 =650时,且>=32.50, 则有

16、a<=0,即该过程为减速推程段 所以运动方程S=h (/0) -sin(2/0)/(2) 在回程阶段，由a=-2h2 sin(2/0)/ 0 2得 当0 =750时，且00<<37.50,则有a<=0,即该过程为减速回程段, 当0 =750时,且>=37.50, 则有a>=0,即该过程为加速回程段 所以运动方程S=h1-(/0)+sin(2/0) /(2) 当0 =650时，且00<<32.50,则有a>=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 (

17、/0) -sin(2/0)/(2) 表6 凸轮位置数据0050100150200250300350S00.060.431.383.025.308.0510.95单位(mm)40045050055600650S13.7015.9817.6218.5718.9419.00单位(mm)10001050110011501200125013001350S19.0018.9618.7118.0816.9415.2913.1810.7614001450150015501600165017001750S8.245.823.712.060.920.0400单位(mm)凸轮廓线如下: （a） (b) 图9 (a)

18、凸轮轮廓图 (b)位移和角度关系图4.齿轮机构设计 已知:齿轮,齿轮为正常齿制，工作情况为开式传动，齿轮与曲柄共轴。由于其中一齿轮齿数小于17，要避免产生根切现象必存在变位系数，必要增大其中心距，取a=130mm,求得=21,142°经计算后取变位系数 ：x5=0.393 mm > 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=（）

19、*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: =1.3905心得体会 做机械原理课程设计是第一次做课程设计，一开始都不知道课程设计是什么东西，通过老师的指导已经自己的学习终于有了自己的思路。在课程设计中充分体现从学习到运用再到实践的过程。短短的一周课程设计，过的很快却过得非常忙碌充

20、实，学到了很多东西。课程设计综合性非常强，做机械原理课程设计涉及到机械原理课理论知识、理论力学理论知识、CAD计算机绘图，做课程设计把以前所学的这些知识重新温习了一遍。要做好这一门课程设计，就必须学会联系并综合运用这些知识，还要适当的去查阅一些其他的资料。做完课程设计最大的收获就是我觉得CAD熟练多了，许多以前没有掌握的技巧现在学会了。相当于把以前学过的内容深一层地复习了一遍，知识的运用更灵活了。在课程设计中我深深地体会到我们学习中的许多不足之处。首先学习知识太过于散乱，各科内容很少有机会联系结合起来，更是也很少有机会让我们去实践，去把这些知识运用到一起，做成一个实际有意义的作品出来。再者我们

21、的课程经常学完了就不管了，用不了多久就忘得一干二净，到毕业时甚至有些课程究竟学到了什么东西都不知道。还有许多学生对实习、实验等实践性课程不重视，只重视有考试的课程，实践严重不足。我们应该把理论用于实践，只有通过实践才能创造有价值的东西。6.参考文献1 潘存云，唐进元. 机械原理 M湖南：中南大学出版社，20212 王湘江. 机械原理课程设计指导书 M湖南：中南大学出版社，20213 刘鸿文. 理论力学（第五版） M北京：高等教育出版社，20214 刘小年. Auto CAD计算机绘图基础 M湖南：湖南大学出版社，2021 教师见习报告总结期待已久的见习已经结束了，在龙岩三中高中部见习听课，虽然

22、只是短短的两个星期，但感触还是蛮深的，以前作为一名学生坐在课室听课，和现在作为一名准教师坐在课室听课是完全不同的感受，感觉自己学到了一些在平时课堂上学不到的东西。在这里，我获得的不仅是经验上的收获，更多是教学管理，课堂教学等的理念，以及他们带给我的种种思考。教育见习实践过程：听课。教育见习的主要目的是让学生在指导教师的引导下，观摩教师上课方法、技巧等。听课是教育见习的主要内容。我院规定在一周的见习中需完成至少6课的见习任务。我在教师的安排指导下，分别对高一、高二物理专业课型为主，其他课型齐头的方式，积极主动的完成了听课任务，收到良好的效果。我听的第一节课是高二（8）班，这是一个平衡班，水平不如

23、实验班高。在上课前。科任老师已经跟我说了这个班的纪律是比较差的，而且成绩也不是很好。在我听课期间，确实有几个学生在课堂上说话，但是我发现了一个有趣的现象，这个现象我在往后的几个班都发现了，就是绝大部分的学生的学习热情都好高涨，积极举手发言，积极参与课堂活动。我跟老师们提起这个现象的时候，科任老师就跟我说，一个班里不可能所有的学生都能全神贯注地听完一节课，所以作为一名教师，应该想办法吸引学生的注意力，调动的积极性，比如可以以小组为单位，以抢答计分的形式调动学生的积极性，这样课堂气氛就会活跃起来了。在为期两周的见习工作中，我真的有很大的感触，我第一次感受到自己已经从一名学生向一名教师靠近，走在校园

24、里，每当有学生叫我一声老师，我在感到无比自豪的同时，还感受到了自己的责任。见习工作结束了，我要回到学校继续我的学习了，但是我会好好记住我从*中学学到的一切，并应用于我的专业学习中去。一、教学管理理念 在龙岩三中，从领导阶层到一位普通的科任老师，都秉承以学生为主体的宗旨进行学校的管理，进行教学工作的开展。作为一个课程改革的示范学校，一个教育实验基地。这所学校鼓励着老师做各种研究，各种改革。每个班主任都有着自己的管理经验与管理宗旨。有了这种思想的自由，自然这里也就充满着探索与尝试，从而有所创造与进步。在我见习的班集体中，班主任对他的学生说：“我要让你们成为学习型的管理者，也是管理型的学习

25、者。”这样一句简单的话，让我感到这里老师进行班级管理的良苦用心。他们关心的不只是学生的学习，更多的是从一个完整的人的概念出发，去培养学生多方面的素质。二、教学理念 在见习期间，借着录课的机会，我听了很多的市级，校级的公开棵，还有理科实验班的课。在这些课堂上，让我看到教学改革正在悄然进行，有意识的老师正在努力体会“以学生为主体”的课堂模式。学生的创造也逐步成为教师追求的教学效果。其次，这里的老师也都在适应着多媒体教学，信息化教学，使得课堂更加生动，资源更加丰富，学生获取学习资源的渠道也就更多。尽管，这种教学理念、教学模式的推广仍然有很长的路，但似乎也并不遥远，相信，这股改革的浪潮会给教育领域带来很大的冲击。 三、实际工作经验 在上面，是我在这所学校感受最深刻，也是认为最有意义的收获。实际工作经验上，由于在指导老师的指导下，也获取了许多。 在班主任工作上，我认识到了一个老师的表率作用是很大的，学生时刻看老师，作为一个老师，应该从自己严格要求，并影响感染学生。这就要求师生之间的相互交流必须是贴心的，也是带有希望的。见习