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机械原理课程设计任务书设计题目压床机构设计院(系)专业班级学号设计者指导老师完成日期年月日目录一.设计要求------------------------------------------------------
31.压床机构简介--------------------------------------------------
32.设计内容-------------------------------------------------------31机构的设计及运动分折---------------------------------------32机构的动态静力分析------------------------------------------34凸轮机构设计--------------------------------------------------3二.压床机构的设计:--------------------------------------------
41.连杆机构的设计及运动分析-------------------------------41作机构运动简图---------------------------------------------42长度计算-----------------------------------------------------43机构运动速度分析------------------------------------------54机构运动加速度分析---------------------------------------65机构动态静力分析------------------------------------------8三.凸轮机构设计------------------------------------------------12
一、压床机构设计要求
1.压床机构简介图9—6所示为压床机构简图其中,六杆机构ABCDEF为其主体机构,电动机经联轴器带动减速器的三对齿轮z1-z
2、z3-z
4、z5-z6将转速降低,然后带动曲柄1转动,六杆机构使滑块5克服阻力Fr而运动为了减小主轴的速度波动,在曲轴A上装有飞轮,在曲柄轴的另一端装有供润滑连杆机构各运动副用的油泵凸轮
2.设计内容
(1)机构的设计及运动分折已知中心距x
1、x
2、y构件3的上、下极限角,滑块的冲程H,比值__/CD、EF/DE,各构件质心S的位置,曲柄转速n1要求设计连杆机构作机构运动简图、机构1~2个位置的速度多边形和加速度多边形、滑块的运动线图以上内容与后面的动态静力分析一起画在l号图纸上
(2)机构的动态静力分析已知各构件的重量G及其对质心轴的转动惯量Js曲柄1和连杆4的重力和转动惯量(略去不计,阻力线图图9—7以及连杆机构设计和运动分析中所得的结果要求确定机构一个位置的各运动副中的反作用力及加于曲柄上的平衡力矩作图部分亦画在运动分析的图样上
(3)凸轮机构构设计已知从动件冲程H,许用压力角[α ].推程角δ,远休止角δı,回程角δ,从动件的运动规律见表9-5,凸轮与曲柄共轴要求按[α]确定凸轮机构的基本尺寸.求出理论廓线外凸曲线的最小曲率半径ρ选取滚子半径r,绘制凸轮实际廓线以上内容作在2号图纸上
二、压床机构的设计
1、连杆机构的设计及运动分析设计内容连杆机构的设计及运动分析单位mm(º)mmr/min符号X1X2yρρH__/CDEF/DEn1BS2/BCDS3/DE数据70200310601202101/21/4901/21/2
(1)作机构运动简图
(2)长度计算已知X1=70mm,X2=200mm,Y=310mm,=60°,=120°,H=210mm,__/CD=1/2EF/DE=1/2BS2/BC=1/2DS3/DE=1/2由条件可得;∠EDE’=60°∵DE=DE’∴△DEE’等边三角形过D作DJ⊥EE’,交EE’于J,交F1F2于H∵∠JDI=90°∴HDJ是一条水平线,∴DH⊥FF’∴FF’∥EE’过F作FK⊥EE’过E’作E’G⊥FF’,∴FK=E’G在△FKE和△E’GF’中,KE=GF’,FE=E’F’∠FKE=∠E’GF’=90°∴△FKE≌△E’GF’∴KE=GF’∵EE’=EK+KEFF’=FG+GF’∴EE’=FF’=H∵△DEE是等边三角形∴DE=EF=H=210mm∵EF/DE=1/2__/CD=1/2∴EF=DE/4=180/4=
52.5mmCD=2*DE/3=2*180/3=140mm连接AD有tan∠ADI=X1/Y=70/310又∵AD=mm∴在三角形△ADC和△ADC’中,由余弦定理得AC=mmAC’=mm∴AB=AC-AC’/2=
69.015mmBC=AC+AC’/2=___.425mm∵BS2/BC=1/2DS3/DE=1/2∴BS2=BC/2=___.46/2=
157.2125mmDS3=DE/2=210/2=105mm由上可得ABBCBS2CDDEDS3EF
69.015mm___.425mm
157.2125mm140mm210mm105mm
52.5mm
(3)机构运动速度分析已知n1=90r/min;=rad/s==
9.425逆时针=·lAB=
9.425×
0.069015=
0.650451m/s=+大小
0.65方向⊥CD⊥AB⊥BC选取比例尺μv=
0.004m/mm/s,作速度多边形=·=
0.004×
151.4986=
0.6059944m/s=·=
0.004×
32.3201=
0.1292804m/s=·=
0.004×
227.2479=
0.90__916m/s=·=
0.004×
216.594=
0.866376m/s=·=
0.004×
54.5546=
0.2182184m/s=·=
0.004×
156.3208mm=
0.6252832m/s=·=
0.004×
113.624mm=
0.454496m/s∴==
0.1292804/
0.___425=
0.4112rad/s逆时针ω==
0.6059944/
0.140=
4.3285rad/s顺时针ω==
0.2182184/
0.0525=
4.15654rad/s顺时针项目数值
0.
6504510.
60599440.90__
9160.
8663760.
62528320.
4544969.
4250.
41124.
32854.15654单位m/sRad/s
(4)机构运动加速度分析aB=ω12LAB=
9.4252×
0.069015=
6.1306456m/s2anCB=ω22LBC=
0.41122×
0.___425=
0.0531647m/s2anCD=ω32LCD=
4.32852×
0.14=
2.623m/s2anFE=ω42LEF=
4.156542×
0.0525=
0.907m/s2=anCD+atCD=aB+atCB+anCB大小?√?√?√方向?C→D⊥CDB→A⊥BCC→B选取比例尺μa=
0.04m/mm/s2作加速度多边形图aC=·=
0.04×___.7231=
4.58__m/s2aE=·=
0.04×
172.08465=
6.8834m/s2atCB=·=
0.04×
55.4803=
2.219m/s2atCD=·=
0.04×
56.2262=
2.249m/s2aF=aE+anEF+atEF大小√√方向√√ F→E⊥EFaF=·=
0.04×
78.4917=
3.13967m/s2as2=·=
0.04×
132.3339=
5.29336m/s2as3=·=
0.04×
86.0423=
3.4417m/s2=atCB/LCB=
2.219/
0.___425=
7.0573m/s2=atCD/LCD=
2.249/
0.14=
16.064m/s2项目数值
6.
130654.58__
6.
88343.
139675.
293363.
44177.
057316.064单位m/srad/s
(5)机构动态静力分析G2G3G5Fr__xJs2Js3方案Ⅲ
16001040840110001.
350.39单位NKg.m21).各构件的惯性力,惯性力矩FI2=m2*as2=G2*as2/g=1600×
5.29336/
9.8=
864.222N(与as2方向相反)FI3=m3*as3=G3*as3/g=1040×
3.4417/
9.8=
365.242N(与as3方向相反)FI5=m5*aF=G5*aF/g=840×
3.13967/
9.8=
269.___6N(与aF方向相反)Fr=0(返回行程)MS2=Js2*α2=
1.35×
7.0573=
9.5274N.m(顺时针)MS3=Js3*α3=
0.39×
16.064=
6.265N.m(逆时针)LS2=MS2/FI2=
9.5274/
864.222×1000=
11.0243mmLS3=MS3/FI3=
6.265/
365.242×1000=
17.153mm2).计算各运动副的反作用力1分析构件5对构件5进行力的分析,选取比例尺μF=20N/mm,作其受力图构件5力平衡F45+F65+FI5+G5=0则F45=
572.604N;F65=
42.462NF43=F45(方向相反)2对构件2受力分析对构件2进行力的分析,选取比例尺μF=20N/mm,作其受力图杆2对B点求力矩,可得FI2*LI2+G2*L2-Ft32*LBC=
0864.222×
120.2776+1600×
1.6873-Ft32×___.425=0Ft32=
339.1786N杆2对S2点求力矩,可得Ft12*LBS2-FI2*LS2-Ft32*LCS2=0Ft12×
157.2125-
864.222×
11.0243-
339.1786×
157.2125=0Ft12=
399.781N3对构件3受力分析对构件2进行力的分析,选取比例尺μF=20N/mm,作其受力图杆3对点C求力矩得Ft63*LCD–F43*LS3-FI3*LI3=0Ft63×140-
572.604×
17.153-
365.242×
34.3066=0Ft63=
159.65777N构件3力平衡Fn23+Ft23+F43+FI3+Ft63+Fn63=0则Fn23=
629.326N;Fn63=
626.764N由此可求出F23=
715.572N;F63=
646.78N;F32=-F23构件2力平衡F32+G2+FI2+Ft12+Fn12=0则Fn12=
1752.458N;F12=
1798.258N4求作用在曲柄AB上的平衡力矩MbF61=F21=
1798.258N.Mb=F21*L=
1798.258×
67.3219×
0.001=
121.062N.m(逆时针)项目FI2FI3FI5MS2MS3MbFn63Ft63数值
1798.
258365.
242269.___
69.
52746.
265121.
062626.
764159.65777单位NN.mN项目Fn12Ft12Fn23Ft23F34F45F65F61数值
1752.
458399.
781629.
326339.
1786572.
604572.
60442.
4621798.258单位N
三、凸轮机构设计符号h[α]δ0δ01δ0'单位mm
(0)方案31930653575有H/r0=
0.47即有r0=H/
0.47=19/
0.47=
40.426mm取r0=40mm取rr=5mm在推程过程中由a=2πhω2sin2πδ/δ0/δ02得当δ0=650时,且00δ
32.50则有a=0即该过程为加速推程段当δ0=650时且δ=
32.50则有a=0即该过程为减速推程段所以运动方程S=h[δ/δ0-sin2πδ/δ0/2π]δ0050100150200250300350S
01.
4362.8724.
3085.
7447.
1808.
61610.052单位mmδ40045050055600650S
11.
48812.
92414.
36115.
79717.
23318.669单位mm在回程阶段,由a=-2πhω2sin2πδ/δ0’/δ0’2得当δ0’=750时,且00δ
37.50则有a=0即该过程为减速回程段当δ0’=750时且δ=
37.50则有a=0即该过程为加速回程段所以运动方程S=h[1-δ/δ0’+sin2πδ/δ0’/2π]δ10001050110011501200125013001350S
1917.
77516.
51815.
26614.
02212.
77711.
53310.288δ14001450150015501600165017001750S
9.
0437.
8006.
5545.
3104.
0652.
8201.5760单位mm凸轮廓线如下:____
1.陆风仪主编.机械原理课程设计.北京机械工业出版社.
20062.孙恒、陈作模、葛文杰主编.机械原理.7版.北京高等教育出版社.2006课程设计的心得体会。