機械原理課程設計-壓床機構的設計
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壓床機構設計說明書 院系：機電工程學院 班級:機械XXX班 學號: 姓名: 指導老師: 目錄 一、設計題目 壓床機構的設計 二、工作原理 壓床機械是由六桿機構中的沖頭（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)行機構主要由連桿機構和凸輪機構組成，電動機經(jīng)過減速傳動裝置（齒輪傳動）帶動六桿機構的曲柄轉動，曲柄通過連桿、搖桿帶動滑塊克服阻力F沖壓零件。當沖頭向下運動時，為工作行程，沖頭在0.75H內無阻力；當在工作行程后0.25H行程時，沖頭受到的阻力為F；當沖頭向上運動時，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各運動副的油泵凸輪機構。 三、設計要求 電動機軸與曲柄軸垂直，使用壽命10年，每日一班制工作，載荷有中等沖擊，允許曲柄轉速偏差為5％。要求凸輪機構的最大壓力角應在許用值[α]之內，從動件運動規(guī)律見設計數(shù)據(jù)，執(zhí)行構件的傳動效率按0.95計算，按小批量生產(chǎn)規(guī)模設計。 四、原始數(shù)據(jù) 見下表 導桿 機構 運動 分析 轉速n2 (r/min) 95 距離x1 (mm) 50 距離x2 (mm) 140 距離y (mm) 160 沖頭行程H (mm) 150 上極限角 Φ1 () 120 下極限角Φ2() 60 導桿 機構 動態(tài) 靜力 分析 工作阻力Fmax(N) 4300 連桿3質量m3 (kg) 60 連桿3質心轉動慣量 Js3 (kg m2) 0.21 滑塊6質量m6 (kg) 34 搖桿4質量m3 (kg) 40 搖桿4質心轉動慣量 Js4 (kg m2) 0.2 凸輪 機構 設計 從動件最大升程H 20 從動件運動規(guī)律 余弦 許用壓力角 30 推程運動角 60 遠休止角 10 回程運動角 60 五、 內容及工作量 1、 根據(jù)壓床機械的工作原理，擬定執(zhí)行機構（連桿機構），并進行機構分析。 2、 根據(jù)給定的數(shù)據(jù)確定機構的運動尺寸, lCB=0.5lBO4，lCD=(0.25～0.35)lCO4。要求用圖解法設計，并將設計結果和步驟寫在設計說明書中。 3、 連桿機構的運動分析。分析出滑塊6的位移、速度、加速度及搖桿4的角速度和角加速度。 4、 連桿機構的動態(tài)靜力分析。求出最大平衡力矩和功率。 5、 凸輪機構設計。根據(jù)所給定的已知參數(shù)，確定凸輪的基本尺寸（基圓半徑ro、偏距e和滾子半徑rr），并將運算結果寫在說明書中。畫出凸輪機構的實際廓線。 6、 編寫設計說明書一份。應包括設計任務、設計參數(shù)、設計計算過程等。 六、設計計算過程 1. 壓床執(zhí)行機構（六桿機構）的設計 根據(jù)給定的數(shù)據(jù)，利用autocad繪制出當搖桿擺到兩極限位置時，機構運動簡圖（圖3）。 圖3 搖桿擺到兩極限位置時，機構運動簡圖 由圖3可知，因為（即壓頭的行程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構各桿的長度，利用一款四桿機構設計及運動分析軟件（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。 圖4 四桿機構的運動分析 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 下面分析當搖桿分別擺到兩極限位置時，滑塊的速度及加速度。 原始數(shù)據(jù)要求，桿件2的轉速n=80r/min，則其角速度為： = rad/s=8.38 rad/s 點A的線速度V= l=0.41 m/s 用相對運動圖解法作出以下兩個位置的速度多邊形和加速度多邊形 。 （1）上極限位置 1）此時，機構運動簡圖如圖8所示。 圖8 搖桿擺到上極限位置時機構運動簡圖 2)速度分析 V= V+V 因為V=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
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