材料力学课程设计---压床机构的设计.doc

机械原理课程设计说明书设计题目：压床机构的设计院系：机电工程学院班级:机械082班学号：姓名:_指导老师:陈赛克•目录•设计题目 错误！未定义书签 2错误！未定义书签 4 4二丁作原理 三设计数据 巴设计内容及工作量 五设计计算过程・• • •1. 上极限位ifi 82. 下极限位置 10 设计凸轮轮廓Illi线，确定凸轮的基本尺14参考文献 17六设计总结体会一、设计题目：压床机构的设计二、工作原理:压床机械是应用广泛的锻压设备，它是由六杆机构中的冲头（滑块）向下运 动来冲圧机械零件的其执行机构主耍由连杆机构和凸轮机构组成图1为 爪床机械传动系统示意图电动机经联轴器带动三级齿轮减速传动製置后， 带动冲床执行机构（六杆机构，见图2）的曲柄转动，曲柄通过连杆、摇杆 带动冲头（滑块）上下往复运动，实现冲压零件在曲柄轴的另一-端，装有 供润滑连杆机构各运动副的油泵凸轮机构图1爪床机械传动系统三、原始数据见下表题 号42-坤连杆机构参数P曲柄转速n，80p距离 Xi (mm) 350a距离 x： (mm)140^距离y (mm)心160p冲头行程H (mm) 2150Q上极限角蛇120p下极限角W押60泊凸 轮 机 构参数3从动件最大升程h(injn20a从动件运动规律a余弦a许用压力角［Q230&推程运动角抄70p远休止角5却10^回程运动角尹60=冲头所受最犬阻力滋＜kN)心6a!1!内容及工作量1、根据给定的数据确定机构的运动尺寸，lCB =0.5仏,lCD =0.25〜（）.35/口。

要求用图解法设计，按设计得到的尺寸，绘制机构运动简图，并将设计结果和 步骤写在设计说明书中2、 连杆机构的运动分析利用solidworks/cosmosmotion等软件分析并绘制出 滑块6的位移、速度、加速度及摇杆4的角速度和角加速度运动曲线3、 根据所给定的己知参数，设计凸轮轮廓曲线，并确定凸轮的基本尺寸（基圆 半径％、偏距e和滚子半径rr） o编写设计说明书一份应包括设计任务、设计参数、设计计算过程等五、设计计算过程1. 压床执行机构（六杆机构）的设计根据给定的数据，利用autocad绘制出当摇杆摆到两极限位置时，机构运动简图（图 3）图3摇杆摆到两极限位置时，机构运动简图由图3可知，因为DD[ =150（即压头的行程H）,而三角形CC,O4为等边三角形,可推出四边形CC.D.D为平行四边形，则CO4=C}O4=CC} =2）7）, =150则 CD = 0.35C（?4 = 52.5 ,由 CB=0.5BQ,则 BO4 = 100 ,tan ZO2O4E = — = 0.3125，则上0,0疋=17.4, ZS =42.6 ,160 一 _在三角形e中，=J（4b+i66）=i6f,由（BQpq 2-癥）X得出 $02=113. 7,同理可得BO 2二210. 8,所以 O2人=2"-一2如=48.55, AB = O2A-bO2Bl =162.3,所以得到四条杆长 =48.55, 二 162.3, BO4 = 100=J（4$+i6 仔）=165 利用上述求得的曲柄摇杆机构各杆的长度，利用-•款四杆机构设计及运动分析软 件（图4）,输入四杆的杆长后可以得到：行程速比系数K=（180+^）/（180-^）得，K=1.105,摇杆的摆角a =60%并得到摇杆的角位移曲线（图5）、角速度 曲线（图6）和角角速度曲线（图7）。

0四杆机构的运动分析及动态仿真撬入数曙 运动分析 运动显示 动态显示 运动模式机构简图r 运动分析「3議线斬T动态仿真机构名称请输入已知条件（装配型式）A型曲柄揺杆机松李程速比系数K11 104813509哼小传动角（度）145.42775475死点（曲柄位置）最大摆角（度）160.01699430最大角位移（度）2S2.6591240最大角速度（I s）线图计算分析清除5.1753562S6最大角加速度 (1- Q)| 63.4655S-图4四杆机构的运动分析图5摇杆的角位移曲线图7摇杆的角加速度曲线下面分析为摇杆分别摆到两极限位置吋，滑块的速度及加速度原始数据要求，杆件2的转速n=80r/min,则其角速度叫为：8() * 2 * 兀vv. = rad/s=8. 38 rad/s1 60点A的线速度Va = 1oa=・41 m/s用相对运动图解法作出以下两个位置的速度多边形和加速度多边形1)上极限位置I) 此吋，机构运动简图如图8所示2图塔摇杆摆到上极限位置时机构运动简图方向垂直O?A2） 速度分析V4= V,+V4fi 因为 Vfi=0,所以 V.广 \AB =0. 41m/s3） 加速度分析5 - B +『〃二J +『ba +『耿方向 V V V V大小 0 ? J Ja 4 = w} 2 10A =8. 38 *48. 55mm/s2 =3. 41m/s2n ba= V2 R4/l,4/?=1.04 m/s2atBAanBAaAatB测得0=50,

图9摇杆摆到下极限位置时机构运动简图2） 速度分析V八二V 3・+v B w 因为V B •二0,所以V八二V B * •二0. 41 m/s方向垂直 02A?3） 加速度分析a B，二 B， + cir s - a 4 • + &" 8%，+ E B %，方向大小a 4 = w, 2 1oa=8. 382 *48. 55mm/s2 =3. 41m/S 2 na ba= V2 R4/l4B=1.04 m/S2测得 <1 = 12 <2=12所以，向 y 轴投影，有：-a/ b . *cos〈l二 a 4 - a" B ,A . 得：& b ,二-2・ 42. m/s2 所以 a 〃,二-2. 42 m/s2又因为 a . /ac. =B? 04/C，04=0. 67所以 ac.-~3. 62 m/s2a D ・二 a C ・ + ELn D C，+ D C 方向 v 大小 ？a-tDC由BE=OP=V/W,得到许多的值，它们等于与新建中心轴的距离，再用光滑的 曲线连接各断点，棊圆半径为凸轮最低点与两边极限直线夹角的交点的连线长度具体过程：凸轮推程时,BE=OP=V/W=V= nhsin（ Ji 刃心）/ （2听），则当》=0、60 吋，BE=0当 5 = 12 时,BE=17.6 当 5=24 时,BE=28.5当 5=36 时,BE=28.5当 5=6 时,BE=9.3当 5=18 时,BE二20.9 当 /=30 时,BE=30当》=42 时，BE=20.9当5=0、70 吋，BE=0当/=7时，BE=7.9当 <5 = 14时,BE=I5.I当 3=21时，BE=20.8当 5=28吋，BE=24.5当 5=35时，BE=25.7当 $ =42时，BE= 24.5当》=49时，BE=20.8同理，凸轮回程时,BE=OP=V/W =- or hsin( n 8I6 0)/ ( 2儿)■7勿巨■ ■■%ca ■■■%运葢■3务■一 ■■乓■一・SSS ■6兰・■■9$^ss寸叹66最后绘制出图形，测得基圜半泾为r =39. 54mm由确定基圆半径的公式ro > y][(ds/d6-e)/tan[a]-s]2 +e2代入一个特殊值，得出两个式子：r\ > [V3(^-^)--]2+e2,5o 2及 r\ > [[V3(^)-/?]2+e2由两式相减得 e=7. 7 mm⑶利用儿何法绘制凸轮轮廓曲线步骤：1） 根据基圆半径和偏心距画出部分。

2） 将棊圆的一部分70角五等分，作为推程的部分，再以10和60分别画 远休和回程的部分3） 再过各等分线与慕圆的交点做该偏置圆的切线4） 利用反转法原理画该凸轮的轮廓曲线5）画滚子半径圆（圆心绕着凸轮的工作轮廓线）RI=0.2r,=7.9mmo六、设计总结与体会通过这次课程设计，我学到了如何设计一个压床机构，这使我受益良多这不仅使我温习了 如何使用auto cad画图，开始的时候怎么操作都忘记了，耍翻书找，麻来就好熟手了，人 量的数据处理也很吓人，但是坚持不懈地做就可以完成，还可以锻炼着提高专注程度，令我 印象最深刻的就是凸轮，跟教科书的内容完全不同,要通过一些书籍才能找到设计方法，这 在某程度上乂锻炼了，如何从不会到会的转变，如何应对陌生的问题总的來说这次课程设 计受益匪浅，使我恍如置于日后的工作环境里•参考文献1.孙恒，陈作模，葛文杰主编.机械原理.北京：高等教育出版社，20062•濮良贵，纪名刚主编•机械设计•北京：高等教育出版社，2007电子版《机械设计手册R2. 0》3•机械设计课程设计指导书龚淞义罗圣国李平林张力乃黄少颜编龚港义 主编高等教育出版社1990年4月第二版4.机械设计课程设计图册龚淞义潘沛霖陈秀严国良编龚淞义主编（哈尔 滨工业大学）高等教育出版社1989年5月第三版对 x 轴投影：a D . cos30— a c . + a/ D ,c ,对y轴投影：- a d・sin30—0解得 d d •二o m/s? ar D(c .二3. 62 m/s* 1 22. 设计凸轮轮廓曲线，确定凸轮基本尺寸(1) 余弦加速度运动规律，其推程时的速度方程为 V二Jihwsind 〃/眄)/ (2心) 回程时的速度方程为 V= h hwsin( Ji 8l6o)/ ( 28o )(2) 确定-基圖半径。