機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)-壓床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
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壓床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)說明書 院系：機(jī)電工程學(xué)院 班級:機(jī)械XXX班 學(xué)號: 姓名: 指導(dǎo)老師: 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。圖1為其參考示意圖，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，電動(dòng)機(jī)經(jīng)過減速傳動(dòng)裝置（齒輪傳動(dòng)）帶動(dòng)六桿機(jī)構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄通過連桿、搖桿帶動(dòng)滑塊克服阻力F沖壓零件。當(dāng)沖頭向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(shí)，沖頭受到的阻力為F；當(dāng)沖頭向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，為空回行程，無阻力。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)。 三、設(shè)計(jì)要求 電動(dòng)機(jī)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(zhuǎn)速偏差為5％。要求凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角應(yīng)在許用值[α]之內(nèi)，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律見設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，執(zhí)行構(gòu)件的傳動(dòng)效率按0.95計(jì)算，按小批量生產(chǎn)規(guī)模設(shè)計(jì)。 四、原始數(shù)據(jù) 見下表 導(dǎo)桿 機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng) 分析 轉(zhuǎn)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(dǎo)桿 機(jī)構(gòu) 動(dòng)態(tài) 靜力 分析 工作阻力Fmax(N) 4300 連桿3質(zhì)量m3 (kg) 60 連桿3質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Js3 (kg m2) 0.21 滑塊6質(zhì)量m6 (kg) 34 搖桿4質(zhì)量m3 (kg) 40 搖桿4質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Js4 (kg m2) 0.2 凸輪 機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì) 從動(dòng)件最大升程H 20 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律 余弦 許用壓力角 30 推程運(yùn)動(dòng)角 60 遠(yuǎn)休止角 10 回程運(yùn)動(dòng)角 60 五、 內(nèi)容及工作量 1、 根據(jù)壓床機(jī)械的工作原理，擬定執(zhí)行機(jī)構(gòu)（連桿機(jī)構(gòu)），并進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析。 2、 根據(jù)給定的數(shù)據(jù)確定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸, lCB=0.5lBO4，lCD=(0.25～0.35)lCO4。要求用圖解法設(shè)計(jì)，并將設(shè)計(jì)結(jié)果和步驟寫在設(shè)計(jì)說明書中。 3、 連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)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(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析。求出最大平衡力矩和功率。 5、 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。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(yùn)算結(jié)果寫在說明書中。畫出凸輪機(jī)構(gòu)的實(shí)際廓線。 6、 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。 六、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) 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。 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 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 測得下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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