材料力学课程设计.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
一设计题目 2
二工作原理 2
三设计数据 3
四设计内容及工作量 4
五设计计算过程 4
1. 上极限位置 8
2. 下极限位置 10
3设计凸轮轮廓曲线,确定凸轮的基本尺 14
六设计总结体会 17
参考文献 17
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)向下运动来冲压机械零件的。其执行机构主要由连杆机构和凸轮机构组成。图1为压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装置后,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 压床机械传动系统

图2 执行机构运动简图
三、原始数据
见下表。
四、内容及工作量
根据给定的数据确定机构的运动尺寸,,。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。
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。
根据所给定的已知参数,设计凸轮轮廓曲线,并确定凸轮的基本尺寸(基圆半径ro、偏距e和滚子半径rr)。
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(即压头的行程H),而三角形为等边三角形,可推出四边形为平行四边形,则
则,由,则,
,则,,
在三角形中,,由得出=,同理可得=,所以, ,
所以得到四条杆长=,=,,
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=(180+)/(180-)得,K=,摇杆的摆角=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)。
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,则其角速度为:
= rad/s= rad/s
点A的线速度V= l= 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
V= V+V 因为V=0,所以V= V = 方向垂直OA
3)加速度分析
a = a + a= a + a + a
方向√√√√√
大小 0 ? √√?
a= l=*=
a= V/l= m/s
测得<a=50,<b=40
所以 a*cosb= a + a
得 a= m/s 所以a= m/s
又因为 a/a=BO/CO=
所以 a= m/s
测出<2=60, <1=71-60=11
对y轴投影得:0=-asin<1 + asin<2
对x轴投影得:a= acos<1 + acos<2
解得a= m/s a= m/s
(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
V= V+V 因为V=0,所以V= V= 方向垂直OA’
3)加速度分析
a = a + a= a + a + a
方向√√√√√