1、機械原理課程設計說明書設計題目：壓 床機構設計目錄.設計要求31. 壓床機構簡介32. 設計容3(1) 機構的設計及運動分折 3(2) 機構的動態(tài)靜力分析3(3) 凸輪機構構設計3.壓床機構的設計:41. 連桿機構的設計及運動分析 4(1) 作機構運動簡圖4(2) 計算長度42. 機構運動速度分析53. 機構運動加速度分析64. 機構動態(tài)靜力分析8(1).各構件的慣性力，慣性力矩 8（2）.計算各運動副的反作用力凸輪機構設計14一、壓床機構設計要求1.壓床機構簡介圖9 6所示為壓床機構簡圖。其中，六桿機構 ABCDEF為其主體機構，電動機經 聯軸器帶動減速器的三對齒輪 z1-z2、z3-z4、

2、z5-z6將轉速降低，然后帶動曲柄1轉動, 六桿機構使滑塊5克服阻力Fr而運動。為了減小主軸的速度波動，在曲軸 A上裝有 飛輪，在曲柄軸的另一端裝有供潤滑連桿機構各運動副用的油泵凸輪。2設計容：（1）機構的設計及運動分折已知：中心距x1、x2、y,構件3的上、下極限角，滑塊的沖程 H，比值CE/CD、EF/ DE，各構件質心S的位置，曲柄轉速 n1。要求：設計連桿機構，作機構運動簡圖、機構12個位置的速度多邊形和加速度 多邊形、滑塊的運動線圖。以上容與后面的動態(tài)靜力分析一起畫在I號圖紙上。（2）機構的動態(tài)靜力分析已知：各構件的重量G及其對質心軸的轉動慣量Js（曲柄1和連桿4的重力和轉動 慣量（

3、略去不計），阻力線圖（圖97）以及連桿機構設計和運動分析中所得的結果。大全要求：確定機構一個位置的各運動副中的反作用力及加于曲柄上的平衡力矩。作圖 部分亦畫在運動分析的圖樣上。(3) 凸輪機構構設計已知：從動件沖程H，許用壓力角a .推程角3。，遠休止角3 ?，回程 角 5 '，從動件的運動規(guī)律見表9-5,& 凸輪與曲柄共軸。要求：按a 確疋凸輪機構的基 本尺寸.求出理論廓線外凸曲線的最小曲率半徑p。選 取滾子半徑r，繪制凸輪實際廓線。 以上容作在2號圖紙上二、壓床機構的設計1、連桿機構的設計及運動分析表9-5設計容連桿機構的設計及運動分析單位mm(o )mmr/min符號X1

4、X2y1 pII pHCE/CDEF/DEn1BS2/BCDS3/DE數據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。由條件可得；/ EDE'=60°t DE=DE'/ DEE'等邊三角形過D作DJ± EE'，交EE'于J,交F1F2于HvZ HDI=1/2 / EDE"+

5、Z IDE'' =60° +30°/2 =90° HDJ 是一條水平線二 DH 丄 FF'二 FF' / EE'過 F'作 F'K丄 EE'過 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是等邊三角形t EF/DE=1/4, CE/CD=1/2CD=2*DE/3=2*210/3=140mm連接 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、機構運動速度分析:已知：n 1=90r/min;=?260rad/s =90?260=9.425 rad/s 逆時針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選取比例尺p, v=0.005m/s/mm,作速度多邊形速度多邊形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 （逆時針） I Be3 3 =生=0.271/0.140=1.936rad/s（順時針）I CD3 4 =注=0.190/0.0525=3.619ad/s（逆時針）1 EF項目BeEFVS2S31234數值0.6500.2710.1060. 3899.4251.9881.9363.619大?。?？"? V V ?方向：？ C D 丄 CD BA C B方向

10、V V單位m/srad/s3、機構運動加速度分析：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選取比例尺 卩a=0.05 m/s2/mm,作 加速度多邊形圖 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加速度多邊形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項目aBacaEaFas2as323數值6.1304.3186.4776.2945.1093.2398.10730.629單位m/s2rad/s24、機構動態(tài)靜力分析G2G3G5FrmaxJs2Js3萬案川16001040840110001.350.39單位NKg.m21.各構件的慣性力，慣性力矩：Fi2=m2* aS2=G2* aS2/g=1600X 5.109/9.8 N =834.12 N （與 aS2方向相同） Fi3=m3* aS3= G3* aS3

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

14、運動副的反作用力(1)分析構件5和4對構件5進行力的分析，選取比例尺 F45= 2549NF65=590N構件5力平衡：F65+F45+FI5 + F 葉G5= 0p, F=50N/mm,作其受力圖對構件4進行力的分析，其受力圖如右圖平衡有：F 34+F 54= 0F34=-F54=F45= 2549N(2)對構件2受力分析桿2對B點求力矩：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桿2對C點求力矩：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) 對構件3受力分析桿3對點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桿3對D點求力矩：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總1r41 廠L廠2323Mb二 Fi2*Lfi2=5461 X 0.02523=137.78 N.mF6i=Fi2=109.22X 50 N =5461 N.項目2 SM3SMbM36 nF3 +o數 值9401511877.3T單位Nm N.N項目Fn12Ft12匸nF 2

17、3Ft23F34F45F56F61數值5459.5121.183142.07190.78254925495905461單位N三、凸輪機構設計符號ha S 0S 01S 0 /單位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在推程過程中：由 a=n 2H w 2 cos(nS /S 0)/ (2 3 02)得當S 0 =65°時，且00< 3 <32.5°,則有a>=0,即該過程為加速推程段當S 0 =650時，且S >=32.50,則有a<=0,即該過程為減速推程段所以運動方程 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單位(mm)在回程階段，由 a=-2n hw 2 si n(2nS /S 0' )/ S 0' 2 得當S 0' =750時，且00<S <