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1、 機械原理課程設(shè)計 設(shè)計說明書 設(shè)計題目：壓床機構(gòu)綜合 設(shè)計者：** 指導(dǎo)老師：*** 目錄 1.設(shè)計題目……………………………………………１ 1.1設(shè)計任務(wù)………………………………………………１ 1.2設(shè)計題目簡介…………………………………………１ 1.3設(shè)計條件及設(shè)計要求…………………………………2 2.運動方案設(shè)計……………………………………5 2.1機械預(yù)期的功能要求…………………………………5 2.2機構(gòu)運動方案的選定………………………………5 2.3設(shè)計任務(wù)…………………………………………5 2.3.1構(gòu)

2、件尺寸的確定以及桿組分析…………………………6 2.3.2曲柄驅(qū)動力矩的計算……………………………………6 2.3.3飛輪轉(zhuǎn)動慣量的確定……………………………………６ 2.3.4運動仿真…………………………………………………8 2.3.5執(zhí)行機構(gòu)運動簡圖………………………………………８ 3.應(yīng)用前景……………………………………………9 4.個人小結(jié)……………………………………………9 5.參考資料……………………………………………10 附錄………………………………………………………10 1.1設(shè)計題目及任務(wù) 題目：壓床機構(gòu)綜合 壓床是應(yīng)用廣泛的鍛壓設(shè)備，用于

3、鋼板矯直、壓制零件等。本次設(shè)計的主要任務(wù)是： （1）.針對圖所示的壓床執(zhí)行機構(gòu)方案，依據(jù)設(shè)計要求和已知參數(shù)，確定各構(gòu)件的運動尺寸，繪制機構(gòu)運動簡圖，并分析組成機構(gòu)的基本桿組； （2）.在壓床工作過程中，沖頭所受的阻力變化曲線如圖所示，在不考慮各處摩擦、構(gòu)件重力和慣性力的條件下，分析曲柄所需的驅(qū)動力矩； （3）.取曲柄軸為等效構(gòu)件，要求其速度波動系數(shù)小于10％，確定應(yīng)加于曲柄軸上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量； （4）.用軟件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）對執(zhí)行機構(gòu)進行運動仿真，并畫出輸出機構(gòu)的位移、速度、和加速度線圖。 （5）.圖紙上繪出最終方案的機構(gòu)運動簡圖（可以是

4、計算機圖） 壓床六桿機構(gòu) 某壓床的運動示意圖 1.2設(shè)計題目簡介 如上圖所示，左圖為壓床的驅(qū)動機構(gòu)，電動機經(jīng)聯(lián)軸器帶動三級齒輪(－、－、－)減速器將轉(zhuǎn)速降低，并帶動沖床執(zhí)行機構(gòu)（六桿機構(gòu)ABCDEF）的曲柄AB轉(zhuǎn)動，六桿機構(gòu)使沖頭5上下往復(fù)運動，實現(xiàn)沖壓工藝。 1.3題目給定的數(shù)據(jù)如下表： (mm) (mm) (mm) () () H (mm) (rpm) （KN） 50 140 220 60 120 150 0.5 0.25 100 6 沖頭在整個行程中受到的阻力如下圖： 壓床阻力曲線圖

5、 2.1該設(shè)計的主要功能是實現(xiàn)沖頭的沖壓工藝，要求沖頭在接觸工件后具有足夠大的壓力，同時也要考慮到要有足夠的時間間隙完成胚料的供給和取出。 2.2由于考慮到題目給定方案可能不是最優(yōu)方案，這里另外提出幾中方案，并經(jīng)過計算比較最終選定最優(yōu)方案進行設(shè)計。 第一種方案: AB為主動桿帶動BC桿和沖頭3實現(xiàn)沖壓工藝。該方案的特點是結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。但由于沖頭運動速度較慢，而AB桿直接由電動機驅(qū)動，所以需要復(fù)雜的減速裝置。而且沖頭運動間歇短不利于送料。故該方案被舍棄。 第二種方案： 電動機驅(qū)動AB桿從而帶動沖頭實現(xiàn)沖壓工藝。該機構(gòu)運動比較平穩(wěn)，而且不需要太多的減速裝

6、置。所以相比第一種機構(gòu)有很大的優(yōu)勢。故最終選擇該方案作為執(zhí)行方案。 2.3．1分析:因為壓床的沖頭在行程快結(jié)束的時候才開始受力，則要求與滑塊相連的桿與豎直導(dǎo)軌的夾角不能大于45，因此可得出桿DE的極限位置大致如左圖所示。題目要求角C1DC2=60可得E1E2=H=150mm，且DE1=E1E2=150mm。又因為EF=0.25DE,CE=0.5CD，所以可以求出桿EF=37.5，EC=50，CD=100?？梢约僭O(shè)AB桿長為X,BC桿長為Y,令X+Y=M,X-Y=N. 分別在兩個三角形中用余弦定理可得 由上式可解得M=272.5，N=173.9 所以X=223.2，Y=49.3。

7、即是BC=223.2，AB=49.3。 桿組分析：該機構(gòu)主要有4根桿和一個滑塊組成。 桿AB，BC和CD組成一個曲柄搖桿機構(gòu)，作為整個機構(gòu)的驅(qū)動裝置。而桿DE,EF和滑塊5構(gòu)成曲柄滑塊機構(gòu)，主要充當執(zhí)行機構(gòu)。 電機轉(zhuǎn)動驅(qū)動曲柄AB轉(zhuǎn)動，從而帶動BC以及桿DE的擺動，從而使滑塊5沿著導(dǎo)桿上下移動以此來達到?jīng)_壓的目的。 壓床阻力曲線圖 2.3.2 由上圖可以看出沖頭在下降到0.75H處時阻力開始增大，這說明在行進到0.75H的時候開始接觸到工件，而且可以看到阻力跟行程是呈線性關(guān)系的。而在回程的時候阻力一直保持不變，且等于工作行程的前段阻力。 對機構(gòu)在任意位置進行受力分析如

8、下圖： 在此時刻假設(shè)沖頭所受阻力為FH則有： 所以 杠桿定理 所以 所以 所以 由以上各式可以得出轉(zhuǎn)矩T的表達式 2.3.4運動仿真 用adams仿真可以得到位移曲線如下圖： 速度曲線如下圖： 加速度曲線如下圖： 2.3.5機構(gòu)運動簡圖 3．應(yīng)用前景 隨著機械制造技術(shù)的進步和自動化的普及，電動機的速度會越來越快，而且應(yīng)用的范圍也會大大的擴展，同時由于范圍的擴大也會增加很多需要用到低速的器械，減速箱在這里就發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。把減速箱設(shè)計的更小巧，效率更高就能節(jié)省更多的能源，因此減速箱的設(shè)計也占有舉足輕重的地位。 4.個人小結(jié) 第一次做設(shè)計，開始的時候一點思路都沒有，后來通過慢慢學(xué)習別人的范例，慢慢掌握了設(shè)計的方法。過程中也遇到過很多困難，比如方案的設(shè)計和選擇，以及本設(shè)計中要求連架桿DE的擺角為60這就要求桿BC和AB的長度來限制DE桿的擺角。后面做仿真的時候由于從沒接觸過ADAMS所以就現(xiàn)學(xué)現(xiàn)賣，學(xué)一點做一點，最后經(jīng)過不斷地嘗試終于把仿真做出來了。雖然過程充滿艱辛但也學(xué)到了許多軟件的應(yīng)用也學(xué)會了許多課本上沒有的知識。 5.參考資料 《機械原理與設(shè)計》 機械工業(yè)出版社