压床设计说明书

1、一、压床机构设计容（一）、压床机构简介压床机械是由六杆机构中的冲头（滑块）向下运动来冲压机械零件的。 附图1参考示意图，其执行机构主要由连杆机构和凸轮机构组成。电动机 经过减速传动装置（齿轮传动）带动六杆机构的曲柄转动，曲柄通过连杆、 摇杆带动滑块克服阻力F冲压零件。当冲头向下运动时，为工作行程，冲 头在0.75H无阻力；当在工作行程后0.25H行程时，冲头受到的阻力为F； 当冲头向上运动时，为空回行程，无阻力。在曲柄轴的另一端，装有供润 滑连杆机构各运动副的油泵凸轮机构。（二）、设计要求电动机轴与曲柄轴垂直，使用寿命10年，每日一班制工作，载荷有中 等冲击。允许曲柄转速偏差为5%。连杆机构和

2、凸轮机构的参数见设计数 据，要求凸轮机构的最大压力角应在许用值a之。执行机构的传动效率 按0.95计算。按小批量生产规模设计。（三）、设计数据（见附表1）（四）、设计容1、设计题目（包括设计条件和要求）；2、原动机的选择（此次设计不做）；3、根据电机转速和主轴转速的比值，选择传动机构并比较（此次设计 不做）；4、根据压床的工作原理，拟定23个其他形式的执行机构（连杆机 构），并对这些机构进行分析对比。5、机械系统运动方案的拟定与评价；6、画出运动方案布置图或机械运动简图；7、制定机械系统的运动循环图；8、根据给定的数据确定六杆机构和凸轮机构的运动尺寸。要求用图解 法设计，并将设计结果和步骤写在

3、设计说明书中。有条件的学生可以再进 行解析法设计，并对凸轮机构运用TB或VB语言进行计算机辅助设计计算；9、六杆机构的运动分析；要求在说明书中取工作行程的开始、中间、 结束的三位置进行图解法运动分析，并运用TB或VB语言进行计算机辅助 计算，输出计算结果及位移、速度、加速度运动曲线；10、六杆机构的动态静力分析；要求在说明书中取工作行程的开始、 中间、结束的三位置进行图解法运动分析。有条件的学生可运用TB或VB 语言进行计算机辅助计算，输出计算结果；11、列出主要参考资料并编号；12、设计的心得体会和收获；13、在说明书中列出必要的计算公式、设计计算的全部过程。若上机 设计，应打印上机设计的程

4、序清单、结果及主要的曲线图。对于程序中的 符号和变量要做出说明，并列出数学模型中的符号与程序中符号的对照表 等。（五）、设计工作量1、整个压床机械运动方案图（A3），采用autocad绘制；2、六杆机构要求的三个位置的速度、加速度、力的矢量图（A3），采 用autocad绘制；3、设计说明书一份（应包含设计主要容，附件含打印计算机程序机）。4、以组为单位进行答辩，答辩要求制作PPT。a）机械系统示意图0.75H0.25HFb）冲头阻力曲线图滑块6曲柄x.c）执行机构运动简图Fmax附图1压床机械示意图j 11/ 1*/ /x1 /附表1:压床机械设计数据设计容连杆机构的设计及运动分析单位mm(

5、)mmr/min符号X1X2y ， p ， pHCB/BO4CD/CO4n1数据40135160601201401/21/489设计容连杆机构的动态静力分析项目m3m4m6FrmaxJs3Js4数据80603445000.400.31单位kgNKg.m2设计容凸轮机构设计符号ha505S5 0单位mm（0）方案32030601060二、压床执行机构方案选型设计（一）、方案创新设计方案一：方案二：方案四：（二）方案评价：评价指标专家记分、评分法评分表方案1方案2方案3方案4相对评3相对平均滞标得3卜相对评4林目对平均滞标得4卜相对评分目对平均滞标得3卜相对评分相对平均H指标得分精确性0.750.

6、448.750.50F0.387.500.750.5010.000.500.448.75稳定性0.500.500.500.75适应性0.500.500.500.50扩展性0.000.000.250.00平稳性0.500.5616.880.50r0.44F13.130.50F0.56r16.880.75r0.50F15.00传力性? 0.750.250.750.50丁作效率M 0.750.500.500.25承载能力7 0.250.500.500.50冲击性0.500.387.500.75r0.448.750.75F0.387.500.50r0.387.50振动0.250.500.250.25噪

7、声0.500.250.250.50耐磨性0.250.250.250.25设计工作 大小量 0.750.757.500.50r0.606.000.500.656.500.50r0.606.00制造成本顼 0.750.750.750.75维修难易吉 0.750.250.500.50能耗0.500.750.500.25安装方便度 1.000.751.001.00复杂程度r 0.750.757.500.75r0.757.500.500.585.830.50r0.585.83尺寸0.750.750.750.50重量0.750.750.500.75环保性1.001.0010.001.00r0.929.17

8、1.00F0.676.671.00r0.929.17实用性1.000.750.250.75宜人性1.001.000.751.00评C得分58.1352.0453.3852.25（三）、方案确定压床机构设计要求使用寿命为10年，载荷有中等冲击，按小批量生产 规模。通过对这几个方案的综合评价分析，因此，选用执行机构方案一。三、运动循环图的确定四、压床连杆机构的设计 TOC o 1-5 h z 由条件可得；ZCO C = 60 O C = O C 1 4 24 14 2.ACO C等边三角形 1 4 2过O作OE 1 CC ,交CC于E,交DD于F 441 21 21 2.O4EF是一条水平线.OE

9、 1 DD D D CC 21 21 21 2过D作D G 1 CC过C作C H 1 DD111 2221 2.D G = C H在DGC和AC HD中 11220 ZD GC = ZC HD = 90。1122DG = C HdC = DC1 12 2.DGCACHD . GC = HD 12212GC + GC = HD + HD.D D = CC = H.DEE是等边三角形1 21 2A DD = CC = H = 140mm 12120 BC = 0. 5BO ,CD = 0. 25CO连接O 2O，在 A O O E 中，tan424016014 . 04 。O4 0在A O=x/(

10、O2E 2B O中B O 42 +Y 2)164 . 9 mm2B2O4x cos4BC = 46. 67mm, BO4 = 93. 33mm90。46。BC=46 . 67 mm , BO 4 = 93 . 33 mmB O = JB O 42 + O O 2 - 2B O x O O x cos P22七 2242424B2O 4= 120 . 5 mm同理知： 在A B1O4O2中ap = 90。a = 90。 30。 14 . 04。= 46。2/ BOO = p + =60。+ 46。= 106。利用余弦定理得B O = O 2 + O O 2 2B O O O COS / BOO

11、1214.24142414= 793.33 2 + 164 . 92 2 x 93 . 33 x 164 . 9 x COS 106。= 210 . 7根据极位定理B O = A B + A OB1 O2 = A1 B1 + X O2. AB = 165 . 59 mmO 2 A = 40 . 09 mm由上可得：。人ABBCCDAS3O4S445.09mm165.59mm93.33mm46.67mm35mm82.79mm70mm五、凸轮轮廓设计（一）、先确定凸轮机构的基本尺寸设初步确定凸轮的基圆半径为r0 = 50mm，推杆滚子半径rr = 10mm，推 杆的运动规律为余弦加速度运动规律。（

12、二）、求理论轮廓线对于对心直动滚推杆盘形凸轮机构，凸轮的理论廓线的坐标可令e = 0，S 0 = r，可得：y = (r + s) cos 8（a）x = （r + s） sin 8式中，位移s应分段计算。兀1)推程阶段 801 = 600 = jcoscos01,32)远休止阶段0210。18=20mm183)回程阶段60O03cos+ cos03,34)近休止阶段230O23兀04180mm23兀18取计算间隔为10。，将以上各相应值带入式（a）计算理论廓线上各点的坐 标值，计算结果见下表s （ O）xy0050108.91550.5602018.81151.683303051.96240

13、41.78149.7925052.59744.1346060.622357065.77823.9418064.01311.2879060010054.164-9.55111048.244-17.55912043.301-2513039.329-33.00114032.139-38.30215025.000-43.30116017.101-46.9851708.682-49.2401800-50190-8.682-49.240200-17.101-46.985 . .350-8.68249.240360050根据表中数据，凸轮的轮廓曲线如下：三、连杆机构运动分析（一）、运动速度分析已知：n1 =

14、 89 r/ min ；气=金 2兀=89 x 2兀=9.32 rad/s 逆时针VA = 02 lo2A = 9. 32 x 0. 04509 m/s = 0.42m/s大小0.65方向 CD AB BC=日. pb = 0.005x 5a3m/s = 0. 267ms Va =日. Ob = 0.005x 53 3mjs = 0. 267m/s=日 pc = 0.005x 79 95m/s = 0. 399m侣=日. pd = 0.005x 69 38m/s = 0.347m/s VDCVS3Vs4日. Cd = 0.005x 30.32m, s = 0.1516ms日. p* = 0.0

15、05x 65.1m s = 0.326m.s0.005x 39 98m. s = 0. 200m, s日 ps =4V= .BA1AB.267= 1.612 rad /s0.1655945V_ B1O4BV一 DC 广CD0.2670.093330.15160.035=2. 861 rad .fs14.331 rad /s（逆时（逆时（顺时选取比例尺七二0.005叫牖，作速度多边形项目VAVBVBAVCVDVCDVS3VS4o2o3o4o5数值0.420.2670.2670.3990.3470.1520.3260.2009.3201.6122.8614.331单位m./srad/s（二）、运动

16、加速度分析a = ml。A = 9. 3202 X 0. 04509 m/s2 = 3. 917 m/s2 an =们2七=1.6 1 22 X 0.16 5 59 m/s2 = 0.430 m/s2 an = s2lBo = 2.8612 x 0. 0933 m/s2 = 0. 764 m/s2BO44anCD=S 2l5 CD=4. 3312 x 0. 035 m/s2 = 0. 657 m saB=anBO4+ atBO4= a + a n + atABABA大小：?丁?丁丁?方向：BO4BO4A-qBABA选取比例尺a=0.05 m/s2/mm,作加速度多边形图a= r pb= 0.0

17、5 x 53.19m/s2= 2. 659m/s2a= r p c= 0.05 x 79 79m.,$2= 3. 989m.s2Ct= r njP= 0.05 x 45. 73m,/s2= 2. 287ms2Ct = r n b = 0.05 x 50. 95m s2 = 2. 548m.s2BO4aO4a D = a C + a： + a大小：？/?方向：丁DCDCa =日Daa=日Sa3a=日Sa4ata=_ BA3 ps3lBA pd = 0. 05 x 91. 62 m .Us 20. 05 x 62. 78 m/s2 ps= 0. 05 x 39. 89 m/s22.287 rad,S20. 16559-13. 811BO2.548 rad /s 2 0. 093334. 58 mS23. 139 m；s21. 995 m 2rad /s 227. 301 rad /s 2项目aAaBaCaDaS3aS4a3a3数值3.9172.6593.9894.5803.1391.99513.88127.301单位m/s2rad/s24（三）、机构动态静力分析1）各构件的惯性力，惯性力矩：a= 80 x 3. 139 Na= 80 x