机械原理课程设计压床

一、压床机构设计要求

1.压床机构简介

图9—6所示为压床机构简图。其中，六杆机构ABCDEF 为其主体机构，电动机经联轴器带动减速器的三对齿轮z1-z2、z3-z4、z5-z6将转速降低，然后带动曲柄1转动，六杆机构使滑块5克服阻力Fr 而运动。为了减小主轴的速度波动，在曲轴A 上装有飞轮，在曲柄轴的另一端装有供润滑连杆机构各运动副用的油泵凸轮。 2.设计内容：

（1）机构的设计及运动分折

已知：中心距x1、x2、y, 构件3的上、下极限角，滑块的冲程H ，比值 CE ／CD 、EF ／DE ，各构件质心S 的位置，曲柄转速n1。

要求：设计连杆机构 , 作机构运动简图、机构1～2个位置的速度多边形和加速度多边形、滑块的运动线图。以上内容与后面的动态静力分析一起画在l 号图纸上。 （2）机构的动态静力分析

已知：各构件的重量G 及其对质心轴的转动惯量Js(曲柄1和连杆4的重力和转动惯量（略去不计)，阻力线图(图9—7)以及连杆机构设计和运动分析中所得的结果。

要求：确定机构一个位置的各运动副中的反作用力及加于曲柄上的平衡力矩。作图部分亦画在运动分析的图样上。 （3）凸轮机构构设计

已知：从动件冲程H ，许用压力角[α?]．推程角δ。，远休止角δ?，回程角δ'，从动件的运动规律见表9-5，凸轮与曲柄共轴。

要求：按[α]确定凸轮机构的基本尺寸．求出理论廓

线外凸曲线的最小曲率半径ρ。选取滚子半径r ，绘制凸轮实际廓线。以上内容作在2号图纸上

二、压床机构的设计

1、连杆机构的设计及运动分析 （1） 作机构运动简图： （2）长度计算： 已知：X 1＝70mm ，

X 2＝200mm ，Y ＝310mm ，

ψ1

3＝60°，ψ11

3＝120°，

设计内容 连杆机构的设计及运动分析 单位 mm （o ） mm r/min

符号 X1 X2

y

ρ' ρ'' H CE/C

D EF/D

E n1 BS2/B C DS3/D E 数据

70

200 310

60

120

210

1/2

1/4

90

1/2 1/2

H ＝210mm ，

CE/CD=1/2, EF/DE=1/2, BS 2/BC=1/2, DS 3/DE=1/2。 由条件可得；∠EDE ’=60° ∵DE=DE ’

∴△DEE ’等边三角形

过D 作DJ ⊥EE ’，交EE ’于J ，交F 1F 2于H ∵∠JDI=90°

∴HDJ 是一条水平线， ∴DH ⊥FF ’ ∴FF ’∥EE ’

过F 作FK ⊥EE ’ 过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 是等边三角形 ∴DE=EF=H=210mm

∵EF/DE=1/2, CE/CD=1/2

∴EF=DE/4=180/4=52.5mm CD=2*DE/3=2*180/3=140mm 连接AD,有tan ∠ADI=X 1/Y=70/310 又∵AD=222270310317.33X Y +=+=mm ∴在三角形△ADC 和△ADC ’中，由余弦定理得： AC=

mm

AC ’=mm ∴AB=(AC-AC ’)/2=69.015mm BC=(AC+AC ’)/2=314.425mm ∵BS 2/BC=1/2, DS 3/DE=1/2

∴BS 2=BC/2=314.46/2=157.2125mm DS 3=DE/2=210/2=105mm AB BC BS 2 CD DE DS 3 EF 69.015mm 314.425mm 157.2125mm 140mm 210mm 105mm 52.5mm （3）机构运动速度分析： 已知：n1=90r/min ；

1ω = π2601•n rad/s = π260

90

• =9.425 逆时针

v

B

= 1ω·l AB = 9.425×0.069015=0.650m/s

C v = B v + Cb v 大小 ? 0.65 ? 方向 ⊥C

D ⊥AB ⊥BC

选取比例尺μv=0.004m/(mm/s)，作速度多边形

v C ＝u v ·

pc ＝0.03/0.05=0.600m/s

v CB ＝u v ·

bc ＝0.009/0.05=0.180m/s

v E ＝u v ·

pe ＝0.45/0.05=0.900m/s v F ＝u v ·pf

＝0.44/0.05=0.880m/s v FE ＝u v ·

ef ＝0.01/0.05=0.200m/s v S 2＝u v ·

2

ps ＝0.031/0.05mm ＝0.620m/s

v S 3

＝u

v ·

3ps ＝0.022/0.05mm ＝0.440m/s

∴2ω＝BC

CB

l v ＝0.18/0.314425=0.572rad/s (逆时针)

ω3＝

CD

C

l v ＝0.60/0.140=4.290rad/s (顺时针) ω4＝

EF

FE

l v ＝0.20/0.0525=3.809rad/s (顺时针) 项

目

数

值 0.650 0.600 0.900

0.880 0.620 0.44 9.425 0.572 4.290 3.809

单位

m/s

Rad/s

（4）机构运动加速度分析：

aB=ω12

LAB=9.4252

×0.069015=6.130m/s 2

a n CB=ω22

LBC=0.5722

×0. 314425=0.103m/s 2

a n CD=ω32

LCD=4.2902

×0.14=2.577m/s 2

a n FE =ω42

LEF=3.8092

×0.0525=0.762m/s 2

c a ρ

= a n

CD+ a t

CD= aB + a t

CB + a n

CB

大小： ？ √ ？ √ ？ √ 方向： ？ C →D ⊥CD B →A ⊥BC C →B 选取比例尺μa=0.04m/ (mm/s 2

),作加速度多边形图

aC=

u a

·

''c p =0.0033/0.01=3.300m/s 2

aE=u a

·

''e p =0.05/0.01=5.000m/s

2

a t

CB=u

a

·

=0.031/0.01=3.100m/s 2