机械原理课程设计-压床机构的设计.doc

压床机构设计压床机构设计说明书说明书 院系：院系：机电工程学院机电工程学院 班级班级:机械机械 XXXXXX 班班 学号学号:姓名姓名:指导老师指导老师:目录目录 一、设计题目一、设计题目 压床机构的设计 二、工作原理二、工作原理 压床机械是由六杆机构中的冲头（滑块）向下运动来冲压机械零件的。图 1为其参考示意图，其执行机构主要由连杆机构和凸轮机构组成，电动机经过减速传动装置（齿轮传动）带动六杆机构的曲柄转动，曲柄通过连杆、摇杆带动滑块克服阻力 F 冲压零件。当冲头向下运动时，为工作行程，冲头在 0.75H 内无阻力；当在工作行程后 0.25H 行程时，冲头受到的阻力为 F；当冲头向上运动时，为空回行程，无阻力。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。三、设计要求三、设计要求 电动机轴与曲柄轴垂直，使用寿命 10 年，每日一班制工作，载荷有中等冲击，允许曲柄转速偏差为5。要求凸轮机构的最大压力角应在许用值之内，从动件运动规律见设计数据，执行构件的传动效率按 0.95 计算，按小批量生产规模设计。四四、原始数据原始数据 见下表 导杆 机构 运动 分析 转速 n2(r/min)95 距离 x1(mm)50 距离 x2(mm)140 距离 y(mm)160 冲头行程 H(mm)150 上极限角 1()120 下极限角 2()60 导杆 机构 动态 静力 分析 工作阻力Fmax(N)4300 连杆 3 质量 m3(kg)60 连杆 3 质心转动惯量 Js3(kg m2)0.21 滑块 6 质量 m6(kg)34 摇杆 4 质量 m3(kg)40 摇杆 4 质心转动惯量 Js4(kg m2)0.2 凸轮 机构 设计 从动件最大升程 H 20 从动件运动规律 余弦 许用压力角 30 推程运动角 0 60 远休止角 s 10 回程运动角 0 60 五五、内容及工作量内容及工作量 1、根据压床机械的工作原理，拟定执行机构（连杆机构），并进行机构分析。2、根据给定的数据确定机构的运动尺寸,lCB=0.5lBO4，lCD=(0.250.35)lCO4。要求用图解法设计，并将设计结果和步骤写在设计说明书中。3、连杆机构的运动分析。分析出滑块 6 的位移、速度、加速度及摇杆 4 的角速度和角加速度。4、连杆机构的动态静力分析。求出最大平衡力矩和功率。5、凸轮机构设计。根据所给定的已知参数，确定凸轮的基本尺寸（基圆半径 ro、偏距 e 和滚子半径 rr），并将运算结果写在说明书中。画出凸轮机构的实际廓线。6、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。六六、设计计算过程、设计计算过程 1.压床执行机构（压床执行机构（六杆机构六杆机构）的设计）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1501DD（即压头的行程 H）,而三角形41OCC为等边三角形，可推出四边形DDCC11为平行四边形，则15011414DDCCOCCO 则5.5235.04COCD，由45.0 BOCB，则1004BO,3125.016050tan42EOO,则0424.17EOO,6.42241OOB,在三角形EOO42中，165)16040(2242OO，由42412212422412412)(OOOBOBOOOBOOBCOS得出21OB=113.7，同理可得2BO=210.8,所以55.4821222BOBOAO,3.162122BOAOAB，所以得到四条杆长AO2=48.55，AB=162.3，1004BO，165)16040(2242OO 利用上述求得的曲柄摇杆机构各杆的长度，利用一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=(1800+)/(1800-)得，K=1.105，摇杆的摆角 =60=600。图 4 四杆机构的运动分析 图 5 摇杆的角位移曲线 图 6 摇杆的角速度曲线 图 7 摇杆的角加速度曲线 下面分析当摇杆分别摆到两极限位置时，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1w为：1w=60*2*80 rad/s=8.38 rad/s 点 A 的线速度 VA=1w lA O=0.41 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 1）此时，机构运动简图如图 8 所示。图 8 摇杆摆到上极限位置时机构运动简图 2)速度分析 VA=VB+VBA 因为 VB=0，所以 VA=VBA=0.41m/s 方向垂直 O2A 3)加速度分析 aB=anB+atB=aA+anBA+atBA 方向 大小 0？aA=1w2 lA O=8.382*48.55mm/s2=3.41m/s2 anBA=V2BA/lAB=1.04 m/s2 测得a=500，b=400 所以 atB*cosb=aA+anBA 得 atB=5.81 m/s2 所以 aB=5.81 m/s2 又因为 aB/aC=BO4/CO4=0.67 所以 aC=8.67 m/s2 测出2=600，1=710-600=110 对 y 轴投影得：0=-aCsin1+atDCsin2 对 x 轴投影得：aD=aCcos1+atDCcos2 解得 atDC=1.91 m/s2 aD=9.47 m/s2 （2）下极限位置 1）此时，机构运动简图如图 9 所示。图 9 摇杆摆到下极限位置时机构运动简图 2)速度分析 VA=VB+VAB 因为 VB=0，所以 VA=VAB=0.41m/s 方向垂直O2A 3)加速度分析 aB=anB+atB=aA+an AB+atAB 方向 大小 0？aA=1w2 lA O=8.382*48.55mm/s2=3.41m/s2 anBA=V2BA/lAB=1.04 m/s2 测得1=120 2=120 所以,向 y 轴投影，有：-atB*cos1=aA-an AB 得：atB=-2.42.m/s2 所以aB=-2.42 m/s2 又因为aB/aC=BO4/CO4=0.67 所以aC=-3.62 m/s2 aD=aC+anCD+atCD 方向 大小？0？对 x 轴投影：aDcos30=aC+atCD 对 y 轴投影：-aDsin30=0 解得 aD=0 m/s2 atCD=3.62 m/s2 2 2设计凸轮设计凸轮轮廓曲线，轮廓曲线，确定凸轮确定凸轮基本尺寸基本尺寸 (1)余弦加速度运动规律，其推程时的速度方程为 V=hwsin(o/)/（2o）回程时的速度方程为 V=-hwsin(o/)/（o2）(2)确定基圆半径 由 BE=OP=V/W,得到许多 BiEi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，基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：具体过程：凸轮推程时,BE=OP=V/W=V=hsin(o/)/（2o）,则 当=0、70 时，BE=0 当=7 时，BE=7.9 当=14 时，BE=15.1 当=21 时，BE=20.8 当=28 时，BE=24.5 当=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=-hsin(o/)/（o2）当=0、60o时，BE=0 当=6 时，BE=9.3 当=12 时，BE=17.6 当=18 时，BE=20.9 当=24 时，BE=28.5 当=30 时，BE=30 当=36 时，BE=28.5 当=42 时，BE=20.9 最后绘制出图形，测得基圆半径为 r ro=39.5=39.54 4mmmm 由确定基圆半径的公式 ro22tan/)/(esedds 代入一个特殊值，得出两个式子：r2o222)2(3eheho，及 r2o22)(3ehe 由两式相减得 e=7.7 mme=7.7 mm (3)利用几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)将基圆的一部分 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)再过各等分线与基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）。R1=0.2 ro=7.9mm。六、设计总结与体会六、设计总结与体会 对于机械原理,我对其一直表示很害怕,因为我听学长学姐说机械原理这门课很难学，很多人都挂在这上面了。因此，我在平时花费在机械原理的时间也比其他课多很多，期末考试成绩也不错。机械原理课程设计这是我入大学的一次做课程设计。开始我不知道什么是课程设计，因此有些茫然和不知所措，但在老师的指导和同学的互相帮助下还是按时完成了设计。这次课程设计让我体会很深，也学到了很多新东西。“纸上得来终觉浅，觉知此事要躬行”，不经过实践，我们又怎么能将书里的知识与实际联系在一起。在这次课程设计中，充分利用了所学的机械原理知识，根据设计要求和运动分析，选用合理的分析方案，从而设计出比较合理的机构来。这次课程设计，不仅让我们把自己所学的知识运用到实际生活中去，设计一些对社会有用的机构，也让我们深刻体会到团体合作的重要性，因为在以后的学习和工作中，但靠我们自己个人的力量是远远不够的，必须积聚大家的智慧，才能创造出令人满意的产品来。通过这次试验我才亲身体会到自己学的知识与实际动手之间还有一定的差距。首先在画图方面，如何布局才能使图让人清晰易懂，不显得空旷和不浪费纸张。其实要事先想好在哪一部分画什么，并确定相应的比例尺。在对结构进行力的分析的时候，首先要确定各杆的运动方向，再确定其受力方向。在画图的时候要力求精确，只有这样才能使计算结果与实际相差不大。在画图的过程中，间接的帮我们复习了以前的知识，比如机械制图，理论力学等。同时，这次课程设计也为我们以后的毕业设计打下了一个基础，我相信，经过这次设计，我们毕业设计的时候不再会象现在这么茫然了，也一定能做好它。参考文献参考文献 1.孙恒，陈作模，葛文杰主编.机械原理.北京：高等教育出版社，2006 2.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 龚溎义 罗圣国 李平林 张力乃 黄少颜 编 龚溎义 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 龚溎义 潘沛霖 陈秀 严国良 编 龚溎义 主编（哈尔滨工业大学）高等教育出版社 1989 年 5 月第三版 其中专业理论知识内容包括：保安理论知识、消防业务知识、职业道德、法律常识、保安礼仪、救护知识。作技能训练内容包括：岗位操作指引、勤务技能、消防技能、军事技能。二培训的及要求培训目的二培训的及要求培训目的 安全生产目标责任书安全生产目标责任书 为了进一步落实安全生产责任制，做到“责、权、利”相结合，根据我公司 2015 年度安全生产目标的内容，现与财务部财务部签订如下安全生产目标：一、目标值：1、全年人身死亡事故为零，重伤事故为零，轻伤人数为零。2、现金安全保管，不发生盗窃事故。3、每月足额提取安全生产费用，保障安全生产投入资金的到位。4、安全培训合格率为 100%。二、本单位安全工作上必须做到以下内容：1、对本单位的安全生产负直接领导责任，必须模范遵守公司的各项安全管理制度，不发布与公司安全管理制度相抵触的指令，严格履行本人的安全职责，确保安全责任制在本单位全面落实，并全力支持安全工作。2、保证公司各项安全管理制度和管理办法在本单位内全面实施，并自觉接受公司安全部门的监督和管理。3、在确保安全的前提下组织生产，始终把安全工作放在首位，当“安全与交货期、质量”发生矛盾时，坚持安全第一的原则。4、参加生产碰头会时，首先汇报本单位的安全生产情况和安全问题落实情况；在安排本单位生产任务时，必须安排安全工作内容，并写入记录。5、在公司及政府的安全检查中杜绝各类违章现象。6、组织本部门积极参加安全检查，做到有检查、有整改，记录全。7、以身作则，不违章指挥、不违章操作。对发现的各类违章现象负有查禁的责任，同时要予以查处。8、虚心接受员工提出的问题，杜绝不接受或盲目指挥；9、发生事故，应立即报告主管领导，按照“四不放过”的原则召开事故分析会，提出整改措施和对责任者的处理意见，并填写事故登记表，严禁隐瞒不报或降低对责任者的处罚标准。10、必须按规定对单位员工进行培训和新员工上岗教育；11、严格执行公司安全生产十六项禁令，保证本单位所有人员不违章作业。三、安全奖惩：1、对于全年实现安全目标的按照公司生产现场管理规定和工作说明书进行考核奖励；对于未实现安全目标的按照公司规定进行处罚。2、每月接受主管领导指派人员对安全生产责任状的落