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1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)
說明書
設(shè)計(jì)題目：
壓床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
院系：機(jī)電工程學(xué)院
班級(jí):機(jī)械082班
學(xué)號(hào):
姓名:
指導(dǎo)老師:目錄
l 一設(shè)計(jì)題目 2
l 二工作原理 2
l 三設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 3
l 四設(shè)計(jì)內(nèi)容及工作量 4
l 五設(shè)計(jì)計(jì)算過程 4
l 1. 上極限位置 8
l 2. 下極限位置 10
l 3設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線，確定凸輪的基本尺 14
l 六設(shè)計(jì)總結(jié)體會(huì)
2、 17
l 參考文獻(xiàn) 17
一、設(shè)計(jì)題目：
壓床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
二、工作原理：
壓床機(jī)械是應(yīng)用廣泛的鍛壓設(shè)備，它是由六桿機(jī)構(gòu)中的沖頭（滑塊）向下運(yùn)動(dòng)來沖壓機(jī)械零件的。其執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由連桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)組成。圖1為壓床機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖。電動(dòng)機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器帶動(dòng)三級(jí)齒輪減速傳動(dòng)裝置后，帶動(dòng)沖床執(zhí)行機(jī)構(gòu)（六桿機(jī)構(gòu)，見圖2）的曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄通過連桿、搖桿帶動(dòng)沖頭（滑塊）上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)沖壓零件。在曲柄軸的另一端，裝有供潤滑連桿機(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)副的油泵凸輪機(jī)構(gòu)。
圖1 壓床機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)
圖2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)
3、簡圖
三、原始數(shù)據(jù)
見下表。
四、 內(nèi)容及工作量
1、 根據(jù)給定的數(shù)據(jù)確定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸,，。要求用圖解法設(shè)計(jì)，按設(shè)計(jì)得到的尺寸，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖，并將設(shè)計(jì)結(jié)果和步驟寫在設(shè)計(jì)說明書中。
2、 連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析。利用solidworks/cosmosmotion等軟件分析并繪制出滑塊6的位移、速度、加速度及搖桿4的角速度和角加速度運(yùn)動(dòng)曲線。
3、 根據(jù)所給定的已知參數(shù)，設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線，并確定凸輪的基本尺寸（基圓半徑ro、偏距e和滾子半徑rr）。
編寫設(shè)計(jì)說明書一份。應(yīng)包括設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)計(jì)算過程等。
五、設(shè)計(jì)計(jì)算過程
1. 壓床執(zhí)行機(jī)構(gòu)（六桿機(jī)構(gòu)）的設(shè)計(jì)
4、
根據(jù)給定的數(shù)據(jù)，利用autocad繪制出當(dāng)搖桿擺到兩極限位置時(shí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖（圖3）。
圖3 搖桿擺到兩極限位置時(shí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖
由圖3可知，因?yàn)椋磯侯^的行程H）,而三角形為等邊三角形，可推出四邊形為平行四邊形，則
則，由，則 ,
,則,,
在三角形中，，由得出=113.7，同理可得=210.8,所以, ，
所以得到四條桿長=48.55，=162.3，，
利用上述求得的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)各桿的長度，利用一款四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析軟件（圖4），輸入四桿的桿長后可以得到：行程速比系數(shù)K=(180+)/(180-)得，K=1.105，搖桿的擺角 =60。并得到搖桿的角位移
5、曲線（圖5）、角速度曲線（圖6）和角角速度曲線（圖7）。
圖4 四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析
圖5 搖桿的角位移曲線
圖6 搖桿的角速度曲線
圖7 搖桿的角加速度曲線
下面分析當(dāng)搖桿分別擺到兩極限位置時(shí)，滑塊的速度及加速度。
原始數(shù)據(jù)要求，桿件2的轉(zhuǎn)速n=80r/min，則其角速度為：
= rad/s=8.38 rad/s
點(diǎn)A的線速度V= l=0.41 m/s
用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法作出以下兩個(gè)位置的速度多邊形和加速度多邊形 。
（1）上極限位置
1）此時(shí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如圖8所示。
圖8 搖桿擺到上極限位置時(shí)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖
6、2)速度分析
V= V+V 因?yàn)閂=0，所以V= V =0.41m/s 方向垂直O(jiān)A
3)加速度分析
a = a + a= a + a + a
方向 √ √ √ √ √
大小 0 ？ √ √ ？
a= l=8.38*48.55mm/s=3.41m/s
a= V/l=1.04 m/s
測得
7、 m/s
又因?yàn)? a/a=BO/CO=0.67
所以 a=8.67 m/s
測出<2=60， <1=71-60=11
對(duì)y軸投影得：0=-asin<1 + asin<2
對(duì)x軸投影得：a= acos<1 + acos<2
解得a=1.91 m/s a=9.47 m/s
（2）下極限位置
1）此時(shí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如圖9所示。
圖9 搖桿擺到下極限位置時(shí)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖
2)速度分析
V= V+V 因?yàn)閂=0，所以V= V=0.41m/s 方向垂直O(jiān)A’
3)加速度分析
a = a + a= a + a + a
8、方向 √ √ √ √ √
大小 0 ？ √ √ ？
a= l=8.38*48.55mm/s=3.41m/s
a= V/l=1.04 m/s
測得<1=12 <2=12
所以,向y軸投影，有：-a*cos<1= a- a
得：a=-2.42.m/s 所以a=-2.42 m/s
又因?yàn)閍/a=B’O4/C’O4=0.67
所以a=-3.62 m/s
a= a+ a+ a
方向 √
9、 √ √ √
大小 ？ √ 0 ？
對(duì)x軸投影：acos30= a+ a
對(duì)y軸投影：- asin30=0
解得a=0 m/s a=3.62 m/s
2．設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線，確定凸輪基本尺寸
(1)余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律，
其推程時(shí)的速度方程為 V=πhwsin(π)/（2）
回程時(shí)的速度方程為 V=-πhwsin(π)/ （）
(2)確定基圓半徑
由BE=OP=V/W,得到許多BE的值，它們等于與新建中心軸的距離，再用光滑的曲線連接各斷點(diǎn)，基圓半徑為凸
10、輪最低點(diǎn)與兩邊極限直線夾角的交點(diǎn)的連線長度
具體過程：
凸輪推程時(shí),
BE=OP=V/W=V=πhsin(π)/（2）,則
當(dāng)=0 、70時(shí)，BE=0 當(dāng)=7 時(shí)，BE=7.9 當(dāng)=14 時(shí)，BE=15.1 當(dāng)=21 時(shí)，BE=20.8
當(dāng)=28 時(shí)，BE=24.5 當(dāng)=35 時(shí)，BE=25.7
當(dāng)=42 時(shí)，BE= 24.5
11、 當(dāng)=49 時(shí)，BE=20.8
同理，凸輪回程時(shí)，BE=OP=V/W =-πhsin(π)/ （）
當(dāng)=0、60時(shí)，BE=0 當(dāng)=6時(shí)，BE=9.3 當(dāng)=12時(shí)，BE=17.6 當(dāng)=18時(shí)，BE=20.9
當(dāng)=24時(shí)，BE=28.5 當(dāng)=30時(shí)，BE=30
當(dāng)=36時(shí)，BE=28.5 當(dāng)=42時(shí)，
12、BE=20.9
最后繪制出圖形，測得基圓半徑為r=39.54mm
由確定基圓半徑的公式r
代入一個(gè)特殊值，得出兩個(gè)式子：r[，
及 r[
由兩式相減得 e=7.7 mm
(3)利用幾何法繪制凸輪輪廓曲線
步驟：
1) 根據(jù)基圓半徑和偏心距畫出部分。
2) 將基圓的一部分70角五等分，作為推程的部分，再以10和60分別畫遠(yuǎn)休和回程的部分。
3) 再過各等分線與基圓的交點(diǎn)做該偏置圓的切線。
4) 利用反轉(zhuǎn)法原理畫該凸輪的輪廓曲線。
5) 畫滾子半徑圓（圓心繞著凸輪的工作輪廓線）。R1=0.2 r=7.9mm。
六、設(shè)計(jì)總結(jié)與體會(huì)
通過這次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)
13、到了如何設(shè)計(jì)一個(gè)壓床機(jī)構(gòu)，這使我受益良多。這不僅使我溫習(xí)了如何使用auto cad 畫圖，開始的時(shí)候怎么操作都忘記了，要翻書找，后來就好熟手了，大量的數(shù)據(jù)處理也很嚇人，但是堅(jiān)持不懈地做就可以完成，還可以鍛煉著提高專注程度，令我印象最深刻的就是凸輪，跟教科書的內(nèi)容完全不同，要通過一些書籍才能找到設(shè)計(jì)方法，這在某程度上又鍛煉了，如何從不會(huì)到會(huì)的轉(zhuǎn)變，如何應(yīng)對(duì)陌生的問題?？偟膩碚f這次課程設(shè)計(jì)受益匪淺，使我恍如置于日后的工作環(huán)境里。
l 參考文獻(xiàn)
1.孫恒，陳作模，葛文杰主編.機(jī)械原理.北京：高等教育出版社，2006
2.濮良貴，紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，2007
電子版《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)R2.0》
3.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 龔溎義 羅圣國 李平林 張力乃 黃少顏 編 龔溎義 主編高等教育出版社 1990年4月第二版
4.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊(cè) 龔溎義 潘沛霖 陳秀 嚴(yán)國良 編 龔溎義 主編 （哈爾濱工業(yè)大學(xué)）高等教育出版社 1989年5月第三版
機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)壓床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
