1、 壓床機構(gòu)設(shè)計 機械原理設(shè)計報告 壓床機構(gòu)設(shè)計 專業(yè)班級 姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)老師 目 錄目 錄2一課程設(shè)計的目的和任務(wù)3 1.目的3 2.任務(wù)3二機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作原理3三設(shè)計方案確定4四. 確定傳動機構(gòu)的尺寸5五機構(gòu)運動分析6 1.速度分析（取桿4為水平位置時如圖3）6 2.機構(gòu)運動加速度分析：8六機構(gòu)動態(tài)靜力分析10七. 運動仿真10八. 凸輪機構(gòu)設(shè)計13 1.設(shè)計數(shù)據(jù)及公式13 2.凸輪及其仿真13參考文獻16一課程設(shè)計的目的和任務(wù)1.目的機械原理課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生掌握機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計能力的技術(shù)基礎(chǔ)課程，它是機械原理課程學(xué)習(xí)過程中的一個重要實踐環(huán)節(jié)。其目的是以機械原理課程的學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，

2、進一步鞏固和加深所學(xué)的基本理論、基本概念和基本知識，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決與本課程有關(guān)的具體機械所涉及的實際問題的能力，使學(xué)生熟悉機械系統(tǒng)設(shè)計的步驟及方法，其中包括選型、運動方案的確定、運動學(xué)和動力學(xué)的分析和整體設(shè)計等，并進一步提高計算、分析，計算機輔助設(shè)計、繪圖以及查閱和使用文獻的綜合能力。2.任務(wù)本課程設(shè)計的任務(wù)是對壓床的機構(gòu)選型、運動方案的確定；對導(dǎo)桿機構(gòu)進行運動分析和動態(tài)靜力分析。應(yīng)用計算機輔助設(shè)計設(shè)計壓床機構(gòu)上的凸輪機構(gòu)。二機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作原理壓床機械是由六桿機構(gòu)中的沖頭（滑塊）向下運動來沖壓機械零件的。圖1為其參考示意圖，其執(zhí)行機構(gòu)主要由連桿機構(gòu)和凸輪機構(gòu)組成，電動機經(jīng)過減速傳動裝置（

3、齒輪傳動）帶動六桿機構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)動，曲柄通過連桿、搖桿帶動滑塊克服阻力F沖壓零件。當(dāng)沖頭向下運動時，為工作行程，沖頭在0.75H內(nèi)無阻力；當(dāng)在工作行程后0.25H行程時，沖頭受到的阻力為F；當(dāng)沖頭向上運動時，為空回行程，無阻力。在曲柄軸的另一端，裝有供潤滑連桿機構(gòu)各運動副的油泵凸輪機構(gòu)。 （1） 機械系統(tǒng)示意圖 （2）沖頭阻力曲線圖（3） 執(zhí)行機構(gòu)運動簡圖圖1 壓床機械參考示意圖3 設(shè)計方案確定 A 四桿機構(gòu) （曲柄滑塊機構(gòu) 圖a） 以曲柄為原動件作周轉(zhuǎn)運動，搖桿通過連桿與曲柄連接作往復(fù)擺動，帶動滑塊上下往復(fù)運動。 優(yōu)點:加工制造容易，成本低； 承載能力較大，使用壽

4、命長；缺點:機械效率低；不適合高速運動； 機構(gòu)穩(wěn)定性弱 圖a B 六桿機構(gòu)1（圖b） 由曲柄搖桿機構(gòu)與搖桿滑塊機構(gòu)串聯(lián)而成。以曲柄為原動件作周轉(zhuǎn)運動，搖桿通過連桿與曲柄連接作往復(fù)擺動，帶動滑塊上下往復(fù)運動該方案在傳力特性和執(zhí)行件的運動穩(wěn)定性方面比方案A有所改進。 優(yōu)點：能滿足急回運動要求；以小的力獲得很好的效果； 缺點：結(jié)構(gòu)過于分散，整個機構(gòu)系統(tǒng)所占空間比較大； C 六桿機構(gòu)2（圖c） 該六桿機構(gòu)同樣由曲柄搖桿機構(gòu)與搖桿滑塊機構(gòu)串聯(lián)而成，機構(gòu)與方案B的機構(gòu)結(jié)構(gòu)極為相似，不僅滿足運動要求，而且克服了結(jié)構(gòu)緊湊。 圖b 圖c 設(shè)計要求機構(gòu)使用壽命10年，每日一班制工作，載荷有中等沖擊，小批量生產(chǎn)規(guī)模

5、設(shè)計。綜合上述幾個方案的論述，采用方案C更合理。4、 確定傳動機構(gòu)的尺寸 六桿機構(gòu)桿長設(shè)計數(shù)據(jù) 距離x1(mm)距離x2(mm)距離y(mm)沖頭行程H (mm)上極限角 1 (°)下極限角2(°)5019020020012060 已知 取長度比例尺1mm/mm由圖解法得下圖圖2，顯然, 故是等邊三角形 ，由幾何學(xué)知識，易得,故四邊形是平行四邊形，故,由，得，從圖中讀取， ,故.由此可得 (單位：mm）62.7212.166.67133.3360 圖2 圖解法求桿長 圖3運動分析五機構(gòu)運動分析1.速度分析（取桿4為水平位置時如圖3）已知：n=100r/min； 92

6、5;2×3.14/60=9.63 rad/s 逆時針 = =9.63×0.06270.60m/s = + 大小 ? 0.60 ? 方向 AB = + 大小 ? ? 方向 鉛垂 CD選取比例尺v=0.001（m/s）/mm，作速度多邊形 圖4 圖解法求速度· 0.01×25.1=0.251m/s· 0.01×47.4=0.474m/s·0.01×39.6mm 0.396m/s0.01×18.8mm 0.188m/s0.251/0.13333=1.88rad/s (逆時針)=·=1.88×

7、0.200=0.376 m/s =0.376m/s=00.474/0.2121=2.23rad/s (順時針)=0 項目數(shù)值0.600.2510.3760.3760.3960.1889.632.231.880單位m/sRad/s2.機構(gòu)運動加速度分析：=9.63×9.63×0.0627=5.81m/s2=AB2=2.232×0.2121=1.05m/s2=1.882×0.13333=0.47m/s2 =CD2=0 大?。?？ ？ ？ 方向： ？ B A BA BA選取比例尺a=0.1(m/s2)/mm,作加速度多邊形圖 圖5 圖解法求加速度=·

8、=0.1×88.2=8.82m/s2=·=0.1×59.1=5.91 m/s2=·=0.1×88.1=8.81 m/s20×0.200=0.71m/s2=·=0.1×72.9=7.29m/s=·=0.1×3.5 =0.35m/s2= /=5.91/0.2121=27.9 rad/s（逆時針）= /=8.81/0.13333=66.08 rad/s （順時針）項目數(shù)值5.81 8.820.71 0.717.29 0.35 27.9 66.08單位m/srad/s六機構(gòu)動態(tài)靜力分析項目M3 M4M6

9、FrmaxJs3Js4方案I74603638000.380.3單位 N Kg.m2 各構(gòu)件的慣性力，慣性力矩：F3=M3*=74×7.29=539.46N（與方向相同）F4=M4*= 60×0.35=21N（與方向相反）F6=M6*=36×0.71=25.56N（與方向相反）MI3=Js3*=0.38×27.9=10.60N.m （順時針）MI4=Js4*=0.3×66.08=19.82N.m （逆時針）hg2= MI3/F3=10.60/539.46=19.65mmhg3= MI4/F4=19.82/21=943.81mm項目Fg2Fg3Fg

10、5MI2MI3MbRn63Rt63數(shù)值325.89152.92158.483.083.8613.42492.8265.10單位 N N.m N七.運動仿真 仿真原文件見電子版文件夾“ydfz”a.建模（按比例1：1建立仿真模型）b.連桿（分析桿件之間關(guān)系，確定連桿）c.建立運動副(確定原動件，設(shè)置驅(qū)動）d.解決方案e.求解圖6 仿真模型 圖7 滑塊位移-時間表 圖8 滑塊加速度-時間表 圖9 滑塊速度-時間表 圖10 曲柄速度-時間表 圖11曲柄加速度-時間表8 凸輪機構(gòu)設(shè)計1.設(shè)計數(shù)據(jù)及公式項目動件最大升程H許用壓力角 推程運動角 遠休止角 回程運動角 從動件運動規(guī)律單位mm（0）等加等減數(shù)據(jù)2030751075 根據(jù)等加等減的運動規(guī)律及凸輪設(shè)計數(shù)據(jù)，擬定基圓半徑為100mm，偏心距為0滾子半徑為10mm。在推程過程中： 當(dāng)00<<37.50,有 該過程為加速推程段 當(dāng)750>>=37.50, , 該過程為減速推程段在回程過程中： 當(dāng)00<<37.50, 該過程為等加速回程段,當(dāng)750>>=37.50,該過程為減等速回程段, 又由2. 凸輪