压床设计说明书.docx

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1、课程设计课程设计任务书 * IJI系主任:日 期：一、设计目的：在学习和了解机械的通用构件和机械运行基本原理的基础上，要求学生理论与实践相结合，深入了解机械的通用构件和机械运行基本原理在工程常见机械中的应用，提高学生将机械原理的基本概念和原理综合应用能力和实际动手能力。本设计参考材料：机械原理机械原理课程指导书二、设计题目的选定：参考设计题目附后页，任选一题。三、设计要求：1、查阅相关资料；2、提出整体系统设计方案；3、详细设计所设计机构的原理、组成及参数等；4、说明设计分析的步骤和计算过程；5、设计过程绘制相关设计的CAD图纸。四、设计成果及处理说明书主要章节：1 .设计成果（包括说明书、C

2、AD图纸等）；2 .设计说明书格式及主要章节：a.封面（参照学院规定标准）；b.设计任务书（包括选定设计题目与要求，可复印）；Cd.说明书正文；（主要包括系统总体方案分析及参数确定；）e.设计总结及体会；f.参考文献五、设计所得学分及成绩评定：本设计单独算学分及成绩：占1个学分。考核与评分主要分四个方面：1 .学生平时出勤及工作态度；2 .说明书、设计图纸的规范与正确程度及独立工作能力；3 .答辩成绩（部分学生）。六、设计进度与答疑：1、确定设计题目及查阅资料，并确定方案：*口；2、虚拟仪器设计及撰写设计报告：* 口；3、运行调试检测与修改，完成课程设计报告：*日；4、提交设计报告，部分学生答

3、辩： *日。1压床机构简介32 V | lj|1T 52.1 连杆机构设计及运动分析52.2 凸轮机构设计52.3 齿轮机构设计53 PI 63.1 绘制连杆机构运动简图63.2 计算连杆长度尺寸73.3 连杆运动速度分析93.4 力口速度分析103.5 、LBC等表示连杆ABBC的长度，则根据速度系可以算出104 1-11 124.1 参数计算124.2 绘制轮廓图像125齿轮机构设计146Pi 161压床机构简介压床机构是由六杆机构中的冲头（滑块）向下运动克服阻力来冲压机械零件的。如图所示，其执行机构由连杆机构与凸轮机构组成，电动机带动三对车轮转动使转速降低，再带动曲柄转动。曲柄通过连杆带

4、动滑块克服负载阻力冲压零件,从而完成预定的工作。其工作简图如下：图1-2凸轮图1-1机构简图冲头向下运动时为工作行程，如下图中所示，在0.75H内滑块无阻力，到工作行程后0.25H后冲头受阻力为Q,冲头向上时为空回行程，没有阻力。为了减少整个机构在运动中的速度波动，曲柄轴上装有供润滑连杆机构各运动副的油泵凸轮，机构运动的阻力线图及齿轮副的简图图如下:图1-1 齿轮副图图1-2 阻力线图2设计内容2.1 连杆机构设计及运动分析已知：中心距xl、x2、x3、y,构件的上下极限偏角为中1、W2,滑块冲程H,比值CE/CD、EF/DE,各构件中心S的位置及曲柄每分钟转速nl。要求：设计连杆机构，作出机

5、构运动简图，根据要求计算出连杆各构件的尺寸，绘制机构某个位置的速度多边形和加速度多边形，计算出连杆各点的速度、加速度。2.2 凸轮机构设计已知从动件冲程H,许用压力角a,推程运动角中，远休止角中S,回程运动角CD,从动件运动规律，凸轮与曲柄共轴。要求：按a确定凸轮机构基本尺寸，求出理论廓线、最小曲率半径P min,选取滚子半径rg,绘出凸轮实际廓线。2.3 齿轮机构设计已知：齿数Z5, Z6,模数m,分度圆压力角a,齿轮为正常齿制，工作情况为正式齿轮，齿轮与曲柄共轴。要求：选择两齿轮变位系数xl,x2,计算此时传各部分尺寸，绘制齿轮传动啮合图。3连杆机构设计3.1 绘制连杆机构运动简图表31连

6、杆机构参数表设计内容连杆机构的设计及运动分析单位mm()mm符号X1X2yP ,P H数据5014022060120150单位mm()符号CE/CDEF/DEniBS2/BCDS3/DE数据1/21/41001/21/2根据以上数据可绘制出如下简图:图31连杆机构简图3.2 计算连杆长度尺寸在结构简图中，ABCDEF为连杆机构的一般位置图像，ABCDEF为滑块处于最上方时的连杆机构图像A“BC”DEF为滑块处于最下方时的连杆机构图像。过D点作DO垂直过曲柄圆心的水平线于0。连接EE,过点E作EM垂直FF”于M,过点E作E”N垂直FF,于N。因为 N ODE”=60, ODE = 120,所以

7、ZEDEM=120 60 =60,又因为DE=DE，所以ADEE是等边三角形。所以 NE ED=60又因为NODE”=60,所以DO EE”因为 FF” DO,所以 FF“ EE”所以 EM=E”N, EF=EF”，所以EMFNaENF，所以 NMFE=NNF”E所以四边形FFEE是平行四边形。所以 EE=FF”,又因为E“ED是等边三角形,所以 DE=EE=H二 150mm,又因为 EF/DE=l/4, CE/CD=l/2,可算得：CE=50mm,CD= 100mm,EF=37.5mm。连接AD,由勾股定理AD= 00 x 50 + 220 x 220 =225.6mm,当滑块处于最上方时A

8、O/BD=arctan30,所以 NADO=30,NADC”=120 -30 =90 ,即4ADC为直角三角形由余弦定理,222所以(AB+BC)=AD-+CD=60895mm,当连杆处于滑块最下端时，NADC=NODCNODA=30(BCAB) 2= AD2+CD22ADXCDcos30 ,解方程组和得AB=49.5mm, BC=197.2mm 0所以连杆各杆件的尺寸分别为：AB=49.5mm BC= 197.2mm CD= 100mmCE=50mmEF=37.5mm3.3连杆运动速度分析如图，取滑块在最低位置时对应曲柄位置为1,按曲柄转向，将曲柄圆周分为12等分，画出12个曲柄位置图，根据

9、连杆机构图及相关尺寸长度关系可作出滑块在上极限位置和距上极限位置为0.25H时对应的曲柄位置6和10、图如下所示：图3”曲柄位置图图3-2速度多边形当机构位于位置11时 取比例尺Uv=0.005m/s mm,根据简图及曲柄位置可作速度多边形。用|OM|表示图中V M的长度则在CAD图中可得出|OC|=128.33mm|BC|=41.83mm|OE| = 139.76mm |OF| = 175.35mm|EF|=48.74mm|OS2|= 135.23mm|OS3|=96.88根据要求，n 1 = 1 OOr/min, 2.71 rad/s =10. 46 逆时针16060-Vb = AB.nl

10、 = 10. 46X0. 0775=0. 81m/s-二k 4-VCVBVCh大小 -0. 73-方向 J_CDAB1BC根据尺寸关系可算出：Vc =Uv. | OC | =0. 005 X 128. 33=0. 64m/sVa=Uv.|BC| =0. 005X41.83=0. 21m/sVE=Uv. |0E| =0. 005X 139. 76=0. 69m/s=Uv. |0F| =0. 005X 175. 35=0. 87m/syFE =Uv. | EF| =0. 005X48. 74=0. 24m/sV8 =Uv. |0S2|=0. 005X135. 23 = 0. 67m/sVs, =U

11、v. |0S3|=0. 005X96. 88 = 0. 48m/s3.4加速度分析Lab、Lbc等表示连杆abbc的长度，则根据速度系可以算出Q b=Wi2Lab=10. 462X36. 2/1000=3. 96m/s2a nCB= 22Lbc=2. 72X77. 5/1000=0. 55m/s2a nCD=G)32LcD=82 X 80/1000=5. 12m/s2a nFE = Q 42LEF=82X 30/1000=1. 92m/s2讥二 anCD+ alCD= aB + alCB + anCB大小：-5. 12-3.22 -0.55方向：一C-D CD Bf A BC C-B取比例尺为

12、 Ur=0.05mm/ms八2,作加速度多边形：图33加速度多边形用iomi表示图中a M的长度|OE|=153. 99mm|CD|=97. 32mm10S21=77. 92mm则在CAD图中可得出0C|=97. 32mm|BC|=53. 736mmI OF | =81. 3mm10S31=64. 88mm根据加速度多边形的相关尺寸可算得：a c=Ur . IOCI =0. 05 X 97. 32=4. 84m/s2a E=Ur. |0E|=0. 05X153.99=7. 69m/s2a tcgUr. |BC| =0. 05X53. 736=2. 69m/s2a ，fe =Ur . | CD | =0. 05 X 97. 32=4. 87m/s2f= Ur. OF =0. 05X81.3=4. 07 m/s2a S2= Ur. 10S21 =0. 05 X 77. 92=3. 89 m/s2a S3= Ur. |0S3|=0. 05X64. 88=1.62 m/s24.1 参数计算已