机械原理课程设计之压床机构

机械原理课程设计说明书

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目录

一、机构简介与设计数据

.机构简介

图示为压床机构简图，其中六杆机构为主体机构。图中电动机经联轴器带动三对齿轮将转速降低，然后带动曲柄1转动，再经六杆机构使滑块5克服工作阻力

r

F而运动。

为了减少主轴的速度波动，在曲柄轴A 上装有大齿轮

6

z并起飞轮的作用。在曲柄轴的另一端装有油泵凸轮，驱动油泵向连杆机构的供油。

（a）压床机构及传动系统

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。

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

.设计数据

设计内容连杆机构的设计及运动分析符号

单位mm 度mm r/min

数据

I 50 140 220 60 1201501/2 1/4 100 1/2 1/2 II 60 170 260 60 1201801/2 1/4 90 1/2 1/2 III 70 200 310 60 120 210 1/2 1/4 90 1/2 1/2 连杆机构的动态静力分析及飞轮转动惯量的确定

[δ] G2 G3 G5

N

1/30 660 440 300 4000 1/30 1060 720 550 7000 1/30 1600 1040 840 11000

凸轮机构设计

［a］ΦΦS Φˊ0mm 0

16 120 40 80 20 75

18 130 38 75 20 90

18 135 42 65 20 75

二、压床机构的设计

.传动方案设计

2.1.1.基于摆杆的传动方案

2.1.2.六杆机构A 2.1.

3.六杆机构B 优点：

结构紧凑，在Ｃ点处，力的方向与速度方向相同，所以传动

角90

γ=︒，传动效果最好；满足急回运动要求；

缺点：

有死点，造成运动的不确定，需要加飞轮，用惯性通过；

优点：

能满足要求，以小的力获得很好的效果；

缺点：

结构过于分散：

综合分析：以上三个方案，各有千秋，为了保证传动的准确性，并且以满足要求为目的，我们选择方案三。

.确定传动机构各杆的长度

已知：mm h mm h mm h 2203,1402,501=== , '

3

60ϕ=︒,''

3120ϕ=︒，1

180,

,2

CE H mm CD == 如右图所示，为处于两个极限位置时的状态。

根据已知条件可得：︒=⇒==8.12220

50

21tan θθh h

在三角形ACD 和'AC D 中用余弦公式有：

由上分析计算可得各杆长度分别为：

优点：

结构紧凑，满足急回运动要求； 缺点：

机械本身不可避免的问题存在。

三.传动机构运动分析

项目 数值

单位

.速度分析

已知：m in /1001r n =

s rad n w /467.1060

100

260211=⨯==

ππ,逆时针； 大小 ? 0.577 ? ? √ ?

方向 CD ⊥ AB ⊥ BC ⊥ 铅垂 √ EF ⊥

选取比例尺mm

s

m u v /0105.0=，作速度多边形如图所示；

由图分析得：

pc u v v c ⋅=＝×=0.07484m/s bc u v v CB ⋅=＝×=0.486m/s pe u v v E ⋅=＝×=0.11224m/s pf u v v F ⋅=＝×=0.0828m/s ef u v v FE ⋅=＝×=0.05744m/s 22ps u v v s ⋅=＝×69.32mm ＝0.27728m/s

33ps u v v s ⋅=＝×14.03mm ＝0.05612m/s

∴2ω＝BC

CB

l v ＝=s (顺时针)

ω3＝CD C l v ＝=s (逆时针) ω4＝

EF

FE l v ＝=s (顺时针)

速度分析图：

项目

数值

单位

.加速度分析

=⋅=AB B l w a 21×=5.405m/s 2

BC n BC l w a ⋅=22=×=1.059m/s 2 CD n CD l w a ⋅=23=×=0.056m/s 2

EF

n EF

l w a ⋅=24

=×=0.088m/s 2

c a ρ

= a n CD + a t CD = a B + a t CB + a n CB

大小： ？ √ ？ √ ？ √ 方向： ？ C →D ⊥CD B →A ⊥BC C →B 选取比例尺μa=(m/s 2)/mm,作加速度多边形图

''c p u a a c ⋅==×=4.5412m/s 2

''e p u a a E ⋅==×=6.8116m/s

2

''c b u a a t

CB ⋅==×=2.452 m/s 2

''c n u a a t

CD ⋅==×=4.5408 m/s

2 a F = a E + a n FE + a t FE

大小： √ ？ √ 方向： √ ↑ F →E ⊥FE

''f p u a a F ⋅==×=5.1768 m/s 2

'2'2s p u a a s ⋅==×=4.8388m/s 2

'3'3s p u a a s ⋅==×= 3.406m/s 2

''f p u a a F ⋅==×= 5.1768m/s 2

CB t CB

l a =2α==10.986 m/s 2 （逆时针） CD

t CD

l a =3α==45.408 m/s 2 （顺时针） 项目

数值

单位

m/s 2

rad/s 2

. 机构动态静力分析

G 2 G 3 G 5 F rmax J s2 J s3 方案I

660 440 300 4000

单位

N