.../機械原理課程設(shè)計說明書題目： 壓床機構(gòu)綜合與傳動系統(tǒng)設(shè)計學(xué)生姓名：學(xué)號：專業(yè)：班級：指導(dǎo)教師：2018年6月12日目錄1.壓床機構(gòu)綜合與傳動系統(tǒng)設(shè)計11.1設(shè)計任務(wù)11.2工作原理2分析基本桿組21.3結(jié)構(gòu)簡圖32.方案的擬定及說明62.1傳動方案設(shè)計62.1.1.基于擺桿的傳動方案62.1.2.六桿機構(gòu)A62.1.3.六桿機構(gòu)B72.2電機的選擇73.傳動系統(tǒng)設(shè)計83.1齒輪機構(gòu)83.2傳動機構(gòu)的選擇94.執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計114.1凸輪機構(gòu)設(shè)計115.設(shè)計小結(jié)166.參考文獻17壓床機構(gòu)綜合與傳動系統(tǒng)設(shè)計壓床是應(yīng)用廣泛的鍛壓設(shè)備,用于鋼板矯直、壓制零件等。圖6－3所示為某壓床的運動示意圖。電動機經(jīng)聯(lián)軸器帶動三級齒輪<－、－、－>減速器將轉(zhuǎn)速降低,帶動沖床執(zhí)行機構(gòu)〔六桿機構(gòu)ABCDEF的曲柄AB轉(zhuǎn)動,〔如：圖1—2>,六桿機構(gòu)使沖頭5上下往復(fù)運動,實現(xiàn)沖壓工藝?，F(xiàn)要求完成六桿機構(gòu)的尺寸綜合,并進行三級齒輪減速器的強度計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計。圖1—1：壓床機構(gòu)運動示意圖圖1—2：壓床六桿機構(gòu)圖1.1設(shè)計任務(wù)六桿機構(gòu)的中心距、、,構(gòu)件3的上、下極限位置角、,滑塊5的行程H,比值、,曲柄轉(zhuǎn)速以及沖頭所受的最大阻力等列于附表1—1：已知參H數(shù)及方案數(shù)<mm>〔mm>〔mm><°><°><mm><rpm><KN770200310601202100.50.25909附表1—1：六桿機構(gòu)的設(shè)計數(shù)據(jù)1<1>針對圖1—2所示的壓床執(zhí)行機構(gòu)方案,依據(jù)設(shè)計要求和已知參數(shù),確定各構(gòu)件的運動尺寸,繪制機構(gòu)運動簡圖,并分析組成機構(gòu)的基本桿組；〔2假設(shè)曲柄等速轉(zhuǎn)動,畫出滑塊5的位移和速度的變化規(guī)律曲線；〔3在壓床工作過程中,沖頭所受的阻力變化曲線如附圖1—5所示,在不考慮各處摩擦、構(gòu)件重力和慣性力的條件下,分析曲柄所需的驅(qū)動力矩；<4>取曲柄軸為等效構(gòu)件,要求其速度波動系數(shù)小于10％,確定應(yīng)加于曲柄軸上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量：〔5編寫課程設(shè)計說明書。圖1—3:壓床阻力曲線圖1.2工作原理1.2.1分析基本桿組任何機構(gòu)由機架、原動件和從動件系統(tǒng)組成。根據(jù)機構(gòu)具有確定運動的條件,即原東件數(shù)應(yīng)等于機構(gòu)的自由度數(shù),而從動件系統(tǒng)的自由度為零,該從動件系統(tǒng)成為桿組。有時它還可以分解為若干個不可再分的自由度為零的桿組,稱為基本桿組。因此,可認為任何機構(gòu)都是由若干基本桿組依次連接于原動件和機架上而構(gòu)成的,這便是機構(gòu)的組成原理。由圖1—2的機構(gòu)運動簡圖知,該機構(gòu)有5個活動構(gòu)件,低副個數(shù)為7個,無高副,根據(jù)機構(gòu)自由度的計算公式可知,2自由度為：F3n2PLPH35271然后對機構(gòu)的結(jié)構(gòu)進行分析：由機構(gòu)的運動可知,桿AB為原動件。從遠離原動件的地方開始拆分,先拆Ⅱ級組,即滑塊與搖桿EF構(gòu)成一個Ⅱ級組,然后搖桿DE和搖桿BC構(gòu)成一個Ⅱ級組,最后曲柄AB與固定鉸支座構(gòu)成Ⅰ級組,如下圖所示:圖1—4：機構(gòu)拆分圖1.3結(jié)構(gòu)簡圖機構(gòu)運動簡圖在研究分析機械時,為便于分析,可以先不考慮那些魚運動無關(guān)的因素,如機構(gòu)的外形、斷面尺寸、組成構(gòu)件的零件數(shù)目及連接方式,以及運動副的具體結(jié)構(gòu)等,僅用簡單的線條和符號來代表構(gòu)件和運動副,并按一定比例確定各運動副的相對位置。這種表示機構(gòu)中各構(gòu)件相對運動關(guān)系的簡單圖形稱為機構(gòu)運動簡圖。它完全能表達原機構(gòu)具有的運動特性。該壓床六桿機構(gòu)的運動簡圖如附圖1—5所示：圖1—5：壓床六桿機構(gòu)運動簡圖3〔1作機構(gòu)運動簡圖〔圖1—6：〔2長度計算：已知：X1＝70mm,X2＝200mm,Y＝310mm,ψ13＝60°,ψ113＝120°,H＝210mm,CE/CD=1/2,EF/DE=1/2,BS2/BC=1/2,DS3/DE=1/2。由條件可得：∠EDE’=60°∵DE=DE’∴△DEE’等邊三角形過D作DJ⊥EE’,交EE’于J,交F1F2于H∵∠JDI=90°∴HDJ是一條水平線,∴DH⊥FF’∴FF’∥EE’1—6：機構(gòu)運功簡圖F作FK⊥EE’過E’作E’G⊥FF’,∴FK＝E’G在△FKE和△E’GF’中,KE＝GF’,FE=E’F’,∠FKE=∠E’GF’=90°∴△FKE≌△E’GF’∴KE=GF’∵EE’=EK+KE',FF’=FG+GF’∴EE’=FF’=H∵△DE'E是等邊三角形∴DE=EF=H=210mm∵EF/DE=1/2,CE/CD=1/2∴EF=DE/4=180/4=52.5mmCD=2*DE/3=2*180/3=140mm連接AD,有tan∠ADI=X1/Y=70/310又∵AD=X2Y27023102317.33mm∴在三角形△ADC和△ADC’中,由余弦定理得：AC=mm4AC’=mm∴AB=<AC-AC’>/2=69.015mmBC=<AC+AC’>/2=314.425mm∵BS2/BC=1/2,DS3/DE=1/2∴BS2=BC/2=314.46/2=157.2125mmDS3=DE/2=210/2=105mm由上可得：ABBCBS2CDDEDS3EF69.015mm314.425mm157.2125mm140mm210mm105mm52.5mm附表1—2：運動簡圖桿件參數(shù)表52.方案的擬定及說明2.1傳動方案設(shè)計2.1.1.基于擺桿的傳動方案優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊,在Ｃ點處,力的方向與速度方向相同,所以傳動角90,傳動效果最好；滿足急回運動要求；缺點：有死點,造成運動的不確定,需要加飛輪,用慣性通過；2—12.1.2.六桿機構(gòu)A優(yōu)點：能滿足要求,以小的力獲得很好的效果；缺點：結(jié)構(gòu)過于分散：2—262.1.3.六桿機構(gòu)B優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊,滿足急回運動要求；缺點：機械本身不可避免的問題存在。2—3綜合分析：以上三個方案,各有千秋,為了保證傳動的準(zhǔn)確性,并且以滿足要求為目的,我選擇方案三：六桿機構(gòu)B。2.2電機的選擇由轉(zhuǎn)速n2=90r/min,電機的轉(zhuǎn)速應(yīng)要盡量小,選用一般用途的電動機。選擇電動機容量Pmax=2.12kw,Pw=Pmax/0.9=2.36kw。工作機軸轉(zhuǎn)速n2=90r/min?？梢园锤骷夶X輪傳動比8~20,所以電動機轉(zhuǎn)速可選范圍：n=i*n2=<8~15>*90=720~1800r/min?？紤]到工作環(huán)境以及經(jīng)濟效益方面,暫選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的Y系列異步電動機Y80M1-4,其滿載轉(zhuǎn)速n’=1390r/min73.傳動系統(tǒng)設(shè)計3.1齒輪機構(gòu)已知:齒輪Z511,Z632,分度圓壓力角20o,模數(shù)m6,齒輪為正常齒制,工作情況為開式傳動,齒輪Z6與曲柄共軸。由于其中一齒輪齒數(shù)小于17,要避免產(chǎn)生根切現(xiàn)象必存在變位系數(shù),必要增大其中心距。a’=130mm,求得’=21,142°經(jīng)計算后取變位系數(shù)：x5=0.393mm>Xmin5=0.3529mmx6=-0.222mm>Xmin6=-0.8824mm分度圓直徑：d5=m*Z5=66.0mmd6=m*Z6=192.0mm基圓直徑：db5=d5*cos=62.024mmdb6=d6*cos=db6=180.433mm齒厚：S5=〔/22x*tan*m=10.961mmS6=〔/22x*tan*m=8.628mm齒頂高：ha5=〔h*a+x5*m=8.329mmha6=〔h*a+x6*m=4.642mm齒底高：h =〔h*+c*-x*m=4.62mmf5a5h =〔h*+c*-x*m=8.829mmf6a6齒頂圓直徑和齒底圓直徑：da5=d5+2ha5=83.618mm8df5=d5-2hf5=56.675mmda6=d6+2ha6=200.325mmdf6=d6-2hf6=173.382mm重合度:21[z5<tana5tan,>z6<tana6tan,>]=1.3903.2傳動機構(gòu)的選擇構(gòu)思一個合理的傳動系統(tǒng),它可將電機的高速轉(zhuǎn)動〔1390r/min變換為執(zhí)行機構(gòu)的低速轉(zhuǎn)動。構(gòu)思機構(gòu)傳動方案時,能較為合理地分配各部分的傳動比。傳動裝置的總傳動比及其分配:由電動機的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機主動軸轉(zhuǎn)速nw可確定傳動裝置應(yīng)有的總傳動比為：∵i＝nm/nwnw＝90nm=1390∴i=15.44一級傳動比〔皮帶傳動：i0=3由電動機傳出的轉(zhuǎn)速為1390r/min,經(jīng)過皮帶輪減速度變?yōu)?63r/min,再經(jīng)過齒輪減速最后輸出的速度為90r/min。如圖3—1：9圖3—1：齒輪傳動圖齒輪箱中齒輪的齒數(shù)Z1=24；Z2=80；Z3=40；Z4=60；根據(jù)傳動比i14=所有從動輪的齒數(shù)積/所有主動輪的齒數(shù)積所以,二級傳動比<齒輪傳動>：i14=80x60/24x40=5所以總的傳動比：i=3x5=15nw=nm/i=1390/15=93r/min且[〔93-90/90]×100%=3.33%在允許轉(zhuǎn)速偏差±5%內(nèi),所以基本符合要求。104.執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計4.1凸輪機構(gòu)設(shè)計凸輪機構(gòu)的設(shè)計及其運動曲線采用的是軟件編程制作,按照選擇數(shù)據(jù)的設(shè)計要求推動從從動件8的推、回程運動規(guī)律均為正弦運動。正弦運動既無剛性沖擊又無柔性沖擊所以我們即按其正弦規(guī)律進行設(shè)計。解析法設(shè)計凸輪,需要求出凸輪輪廓曲線的解析函數(shù)式。盤形凸輪輪廓曲線是一種平面曲線,通常可用直角坐標(biāo)來描繪。按[α]確定凸輪機構(gòu)的基本尺寸求出理論廓線外凸曲線的最小曲率半徑,ρmin,選取滾子半徑rr。下面按照給定已知條件來設(shè)計該凸輪的輪廓曲線。符號H[α]δ0δ01δ0＇單位mm〔0值2030701070附表4—1：凸輪參數(shù)表下面求凸輪的理論輪廓曲線方程:以凸輪的基圓圓心為直角坐標(biāo)軸的原點。Y軸與推桿軌道,平行且指向上方。因為理論廓線由推程、遠休止、回程和近休止四部分組成,所以輪廓的直角坐標(biāo)方程也分四段求出?！?推程部分：在此階段作等加速度上升。以下為運動位移方程：s=h[<δ/δ0>-sin<2πδ/δ0>/<2π>]v=hω[1-cos<2πδ/δ0>]/δ0a=2πh*sin<2πδ/δ0>/由題意得：h=20δ0=70°〔2遠休止部分：此期間推桿靜止,s=20mm,所以該部分凸輪廓線為一段弧其半徑為R<ss0>2e2,e=0。凸輪廓線的直角坐標(biāo)參數(shù)方程為:x=Rsin?y=Rcos?式中?是圓弧上的點和原點之間的連線與Y軸的夾角。根據(jù)理論廓線在圖11中的幾何關(guān)系可得：arctanRe〔70°≤δ≤80°〔3回程部分:以下為回程運動方程：s=h[1-<δ/>+sin<2πδ/>/<2π>]v=hω[cos<2πδ/>-1]/a=-2πhsin<2πδ/>/〔4近休止部分：運動到這一階段,推桿靜止,s=0,該部分凸輪的理論輪廓曲線為基圓的一部分圓弧。所以凸輪廓線的直角坐標(biāo)參數(shù)方程為：x=r0sin?y=r0cos?式中?是圓弧上的點和原點之間的連線與Y軸的夾角,根據(jù)理論廓線在圖中的幾何關(guān)系,可得：arctanes0所以有：x=r0sin<δ+?>y=r0cos<δ+?>〔150°≤δ≤360°凸輪基圓半徑〔的確定：我們選取凸輪基圓半徑r0=60mm,滾子半徑公式<0.1~0.15>r0,得出滾子半徑9mm,根據(jù)方程,利用軟件編程,得出下圖：12圖4—1：加速度線圖圖4—2：速度線圖13圖4—3：位移線圖圖4—4：凸輪形狀圖14圖4—5：凸輪三維圖155.設(shè)計小結(jié)對于機械原理,我對其一直表示很害怕,因為我聽學(xué)長學(xué)姐說機械原理這門課很難學(xué),很多人都掛在這上面了。因此,我在平時花費在機械原理的時間也比其他課多很多,期末考試成績也不錯。機械原理課程設(shè)計——這是我入大學(xué)的一次做課程設(shè)計。開始我不知道什么是課程設(shè)計,因此有些茫然和不知所措,但在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的互相幫助下還是按時完成了設(shè)計。這次課程設(shè)計讓我體會很深,也學(xué)到了很多新東西。"紙上得來終覺淺,覺知此事要躬行",不經(jīng)過實踐,我們又怎么能將書里的知識與實際聯(lián)系在一起。在這次課程設(shè)計中,充分利用了所學(xué)的機械原理知識,根據(jù)設(shè)計要求和運動分析,選用合理的分析方案,從而設(shè)計出比較合理的機構(gòu)來。這次課程設(shè)計,不僅讓我們把自己所學(xué)的知識運用到實際生活中去,設(shè)計一些對社會有用的機構(gòu),也讓我們深刻體會到團體合作的重要性,因為在以后的學(xué)習(xí)和工作中,但靠我們自己個人的力量是遠遠不夠的,必須積聚大家的智慧,才能創(chuàng)造出令人滿意的產(chǎn)品來。通過這次試驗我才親身體會到自己學(xué)的知識與實際動手之間還有一定的差距。首先在畫圖方面,如何布局才能使圖讓人清晰易懂,不顯得空曠和不浪費紙張。其實要事先想好在哪一部分畫什么,并確定相應(yīng)的比例尺。在對結(jié)構(gòu)進行力的分析的時候,首先要確定各桿的運動方向,再確定其受力方向。在畫圖的時候要力求精確,只有這樣才能使計算結(jié)果與實際相差不大。在畫圖的過程中,間接的幫我