机械原理课程设计压床机构综合与传动系统设计

机械原理

课程设计说明书

设计题目：压床机构综合与传动系统设计

学院：汽车学院

专业：车辆工程

班级：2011220102

设计者：严珍

学号：

指导老师：张伟社

2013年7月5日

绪论

压床机构是应用广泛的锻压设备，用于钢板矫直、压制零件等。本次课程设计我的题目是关于压床机构综合与传动系统的设计。

对于压床机构组成尺寸设计和组成机构分析，我结合机械原理课程学习的平面机构的结构分析知识，利用CAD制图软件辅助，确定出各杆件杆长尺寸；对于滑块位移、速度、加速度的运动分析，我结合课堂关于平面机构的运动分析知识，结合应用JYCAEYL软件和基本杆组运动分析软件，得出所求点（滑块5）的位移、速度、加速度运动变化规律曲线图；对于曲轴驱动力矩和飞轮转动惯量问题，我结合课堂关于机械动力学的知识，利用软件得出多组平衡力矩数据值画出盈亏功示意图，再利用CAD量取盈亏功图中相关面积进行计算，最终求解出结果。

在这一系列求解过程中，我参考了很多关于压床机构运动分析的参考资料，包括从图书馆借阅的书籍，以及从网上搜集到的资料，大量相关资料的阅读让我对压床机构的运动原理以及运动分析有了深层次的理解和掌握；同时，在解决问题的过程中，需要利用相关软件支持运行，也大大提高了我对机械类软件的应用能力和技巧。

目录

第一章内容简介………………………………………………………

§1-1 机构简介…………………………………………………

§1-2 设计任务…………………………………………………第二章压床机构设计…………………………………………………

§2-1机构尺寸及设计及分析……………………………………

§2-1-1 确定各杆运动尺寸………………………………

§2-1-2 机构运动简图……………………………………

§2-1-3 分析基本杆组……………………………………

§2-2 机构运动分析……………………………………………

§2-2-1 滑块位移分析……………………………………

§2-2-2 滑块速度分析…………………………………

§2-2-3 滑块加速度分析…………………………………

§2-3 曲柄驱动力矩的计算…………………………………

§2-4 飞轮转动惯量的计算……………………………………第三章设计小结………………………………………………………

§3-1 设计总结………………………………………………

§3-2 设计体会…………………………………………………第四章参考文献………………………………………………………

附录……………………………………………………………

第一章内容简介

§1-1 机构简介

压床是应用广泛的锻压设备，用于钢板矫直、压制零件等。附图1所示为某压床的运动示意图。电动机经联轴器带动三级齿轮( － 、 － 、 － )减速器将转速降低，带动冲床执行机构（六杆机构ABCDEF ）的曲柄AB 转动（见附图2），六杆机构使冲头5上下往复运动，实现冲压工艺。

现要求完成六杆机构的尺寸综合，并进行三级齿轮减速器的传动比分配。

§1-2 设计任务

图2：压床六杆机构

图1：压床机构运动示意图

六杆机构的中心距、、，构件3的上、下极限位置角

、，滑块5的行程H ，比值、

，曲柄转速

以及冲头所受的最大阻力

等列于附

表3：

附表3六杆机构的设计数据 (1)针对附图2所示的压床执行机构方案，依据设计要求和已知参数，确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图，并分析组成机构的基本杆组； （2）假设曲柄等速转动，画出滑块5的位移和速度的变化规律曲线； （3）在压床工作过程中，冲头所受的阻力变化曲线如附图

4所示，在不考虑各处摩擦、构件重力和惯性力的条件下，分析曲柄所需的驱动力矩；

(4)取曲柄轴为等效构件，要求其速度波动系数小于10％，确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量：

（5）编写课程设计说明书。

图1—2:压床阻力曲线图

第二章 压床机构设计

已知参数及方 (mm) (mm) (mm) (°)

(°) (mm)

(rpm) （KN ） 70

200 310

60

120

210

0.5 0.25 90

9

§2-1 机构尺寸及设计及分析

§2-1-1 确定各杆运动尺寸

设计各杆运动尺寸时，我开始考虑的方案是利用解析法计算，后来经过老师指导，我决定利用已知参数以及CAD画图软件将压床六杆执行机构画出来，并在CAD软件中量取所需杆长以及角度。

根据已知参数画的CAD六杆机构如附图5所示：

图2—1.1：压床六杆机构设计尺寸图

即可测得各杆长度如下：

§2-1-2 机构运动简图

在研究分析机械时，为便于分析，可以先不考虑那些鱼运动无关的因素，如机构的外形、断面尺寸、组成构件的零件数目及连接方式，以及运动副的具体结构等，仅用简单的线条和符号来代表构件和运动副，并按一定比例确定各运动副的相对位置。这种表示机构中各构件相对运动关系的简单图形称为机构运动简图。它完全能表达原机构具有的运动特性。

该压床六杆机构的运动简图如附图6所示：

图2—1.2：压床六杆机构运动简图

§2-1-3 分析基本杆组

任何机构由机架、原动件和从动件系统组成。根据机构具有确定运动的条件，即原东件数应等于机构的自由度数，而从动件系统的自由度为零，该从动件系统成为杆组。有时它还可以分解为若干个不可再分的自由度为零的杆组，称为基本杆组。因此，可认为任何机构都是由若干基本杆组依次连接于原动件和机架上而构成的，这便是机构的组成原理。

由图2—1.2的机构运动简图知，该机构有5个活动构件，低副个数为7个，无高副，根据机构自由度的计算公式可知， 自由度为1725323=⨯-⨯=--=P P n F H L 然后对机构的结构进行分析：

由机构的运动可知，杆AB 为原动件。从远离原动件的地方开始拆分，先拆Ⅱ级组，即滑块与摇杆EF 构成一个Ⅱ级组，然后摇杆DE 和摇杆BC 构成一个Ⅱ级

组，最后曲柄AB 与固定铰支座构成Ⅰ级组，如下图所示