《機械原理_壓床機構(gòu)設(shè)計及分析說明書》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機械原理_壓床機構(gòu)設(shè)計及分析說明書（25頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、濟南大學泉城學院課程設(shè)計 濡為上華泉城學院 《機械原理》課程設(shè)計 題 目 壓床機構(gòu)設(shè)計及分析 學 院 工學院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 對口機設(shè)1301班 學 生 學 號 2013030039 指導(dǎo)教師 周興宇 二0一五年七月五日 工學院課程設(shè)計評審表 學生姓名 專業(yè) 機械設(shè)計制造及 其自動化 年級 2013 級 學號 2013030039 設(shè)計題目 壓床機構(gòu)設(shè)計及分析 評價內(nèi)容 評價指標 評分 權(quán)值 評定 成績 業(yè)務(wù)水平 有扎實的基礎(chǔ)理論知識和專業(yè)知識；能正確設(shè)計零件的機械加工工藝 規(guī)程，正確計

2、算課程設(shè)計中所需數(shù)據(jù)，合理設(shè)計課題規(guī)定工序所需夾 具。獨立進行設(shè)計工作，能運用所學知識和技能去發(fā)現(xiàn)與解決實際問 題；能正確處理設(shè)計數(shù)據(jù)；能對課題進行理論分析，得出有價值的結(jié) 論。 40 課程設(shè)計 （設(shè)計說 明書、圖 紙）質(zhì)量 論述充分，結(jié)論嚴謹合理；設(shè)計方法正確，分析處理科學；文字通順， 技術(shù)用語準確，符號統(tǒng)一，編號齊全，書寫工整規(guī)范，圖表完備、整 潔、正確；圖紙繪制符合國家標準；計算結(jié)果準確；工作中有創(chuàng)新意 識；對前人工作有改進或突破，或有獨特見解。 30 工作量、 工作態(tài)度 按期完成規(guī)定的任務(wù)，工作量飽滿，難度較大；工作努力，遵守紀律； 工作作風嚴謹務(wù)實。 10

3、 答辯 能運用所學知識和技能去發(fā)現(xiàn)與解決實際問題；綜述簡練完整，有見 解；立論正確，論述充分，結(jié)論嚴謹合理。 20 合計 100 指導(dǎo) 教師 評語 濟南大學泉城學院課程設(shè)計 目 錄 1前言 -1 - 2壓床機構(gòu)設(shè)計要求 -2 - 2.1 壓床機構(gòu)簡介1 ? - 2 - 2.2 設(shè)計數(shù)據(jù) -2 - 2.3 設(shè)計內(nèi)容 -3 - 2.3.1 機構(gòu)的設(shè)計及運動分折 -3 - 2.3.2 機構(gòu)的動態(tài)靜力分析 -3 - 2.3.3 凸輪機構(gòu)構(gòu)設(shè)計 -3 - 3壓床機構(gòu)的設(shè)計 -5- 3.1 導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計及運動簡圖繪制 -5 - 3

4、.1.1 導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計 -5 - 3.1.2 機構(gòu)運動簡圖繪制 -7 - 3.2 機構(gòu)運動速度分析 -8 - 3.3 機構(gòu)加速度分析 -9 - 3.4 機構(gòu)動態(tài)靜力分析 -11 - 4凸輪機構(gòu)設(shè)計 -16 - 4.1 從動件位移曲線確定 -16 - 4.2 凸輪輪廓繪制 -17 - 5結(jié)論 -18 - 致 謝 -19 - 參考文獻 -20 - I 濟南大學泉城學院課程設(shè)計 1前言 機械原理課程設(shè)計是高等工業(yè)學校機械類專業(yè)學生第一次較全面的機械運動學和 動力學分析與設(shè)計的訓練，是本課程的一個重要實踐環(huán)節(jié)。是培養(yǎng)學生機械運動方案設(shè) 計、創(chuàng)新設(shè)計和對

5、工程實際中各種機構(gòu)進行分析和設(shè)計能力的一門課程。其基本目的在 于： (1)進一步加深學生所學的理論知識，培養(yǎng)學生獨立解決有關(guān)本課程實際問題的 能力。 (2)使學生對于機械運動學和動力學的分析設(shè)計有一較完整的概念。 (3)使學生得到擬定運動方案的訓練，并具有初步設(shè)計選型與組合以及確定傳動 方案的能力。 (4)通過課程設(shè)計，進一步提高學生運算、繪圖、表達、運用計算機和查閱技術(shù) 資料的能力。 (5)培養(yǎng)學生綜合運用所學知識，理論聯(lián)系實際，獨立思考與分析問題能力和創(chuàng) 新能力。 本次的課程設(shè)計是我們在學習了大部分專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課后進行的。 這是我們對 幾年來所學的各科課程的一次深入的綜合性

6、復(fù)習， 也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此, 在我們的大學生活中占有重要的地位。 就我個人而言，我希望通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進一步適應(yīng)性的 訓練，希望自己在設(shè)計中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查資料的能力，為以后的 工作打下良好的基礎(chǔ)。 由于能力有限，設(shè)計尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導(dǎo)。 -15 - 2壓床機構(gòu)設(shè)計要求 2.1 壓床機構(gòu)簡介1 ? 如圖2.1所示為壓床主體機構(gòu)。其中，六桿機構(gòu)ABCDEF為其主體機構(gòu)，電動機經(jīng) 聯(lián)軸器帶動減速器的三對齒輪 4工2、n-〃、4-X將轉(zhuǎn)速降低，然后帶動曲柄1轉(zhuǎn)動, 從而使導(dǎo)桿機構(gòu)的滑塊5克服阻力E而運動。為了

7、減小主軸的速度波動，在曲柄軸A的 另一端裝有供潤滑導(dǎo)桿機構(gòu)各運動副用的油泵凸輪機構(gòu)。 圖2.1 壓床主體機構(gòu) 2.2 設(shè)計數(shù)據(jù) 導(dǎo)桿機構(gòu)及凸輪機構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)如表 2.1所示 表2.1設(shè)計數(shù)據(jù) 題目 符號 數(shù)據(jù) 單位 導(dǎo)桿機構(gòu)的設(shè)計 及運動分析 X1 50 mm X2 140 y 220 60 千 120 H 150 mm CE/CD 1/2  EF /DE 1/4 5 100 r / min BS2 / BC 1/2 DS3 / DE 1/2 導(dǎo)桿機構(gòu)的動態(tài) 靜力分析 G2 660

8、 N G3 440 G5 300 J s2 0.28 kgm2 Js3 0.085 Qmax 4000 N 凸輪機構(gòu)設(shè)計 h 17 mm M 30 區(qū) 55 &1 25 歷， 85 2.3 設(shè)計內(nèi)容 2.3.1 機構(gòu)的設(shè)計及運動分折 已知：中心距必、與、，構(gòu)件3的上、下極限角，滑塊的沖程H,比值CE/CD、EF/DE, 各構(gòu)件質(zhì)心S的位置，曲柄轉(zhuǎn)速的1。 要求：設(shè)計導(dǎo)桿機構(gòu)，作機構(gòu)運動簡圖、機構(gòu) 1?2個位置的速度多邊形和加速度 多邊形、滑塊的運動線圖。以上內(nèi)容與后面的動態(tài)靜力分析一起畫在 l號圖紙上。 2.3.2 機構(gòu)的動

9、態(tài)靜力分析 已知：各構(gòu)件的重量G及其對質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動慣量 卜（曲柄1和連桿4的重力和轉(zhuǎn)動 慣量（略去不計），阻力線圖（如圖2.2）以及導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計和運動分析中所得的結(jié)果。 要求：確定機構(gòu)一個位置的各運動副中的反作用力及加于曲柄上的平衡力矩。作圖 部分亦畫在運動分析的圖樣上。 2.3.3 凸輪機構(gòu)構(gòu)設(shè)計 已知：從動件沖程H,許用壓力角[a],推程角電，遠休止角詼1,回程角電’，凸 輪與曲柄共軸。 要求：按［a］確定凸輪機構(gòu)的基本尺寸.求出理論廓線外凸曲線的最小曲率半徑 p 選取滾子半徑r,繪制凸輪實際廓線。以上內(nèi)容做在 1號圖紙上。 圖2.2 壓床阻力線圖 X0L」 OI/x

10、dLL— 3壓床機構(gòu)的設(shè)計 3.1 導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計及運動簡圖繪制 3.1.1 導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計 導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計參數(shù)如表3.1所示，其機才^簡圖如圖3.1所示 表3.1導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計參數(shù) 單位 mm (o) mm r/min 符號 X1 X2 H 1 0 3 11 0 3 H CE/CD EF/DE n1 BS2/BC DS3/DE 數(shù)據(jù) 50 140 150 60 120 150 1/2 1/4 100 1/2 1/2 夕 圖3.1壓床導(dǎo)桿機構(gòu)簡圖 根據(jù)壓床導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計參數(shù)和機構(gòu)簡圖對各構(gòu)件尺寸進行

11、計算。 已知：X1 = 50mm, X2 = 140mm, Y = 220mm,。； =6，。31 = 120，E“H= 150mm, CE"/CD=1/2, E“F/DE“=1/2, BS2/BC=1/2, DS3/DE"=1/2。 由條件可得；/ E DE =60 ? DE =DE ? ?.△DE?E等邊三角形 過D作DJ E“E ,交E”E于J,交F1F2于H JDI=90 HDJ是一條水平線， DHXFF FF // E“E 過 F作 FK，E“E 過 E 作E^G,FF, . .FK=EG 在AFKE“和AE GF 中，KE*=GF , FE“=E F , / F

12、KE=/E GF =90 .?.△FKE^AE GF ? .KE = GF v E E =E K+KE, FF =FG+GF EE =FF =H .「△DEE .是等邊三角形 ? . DE =E F=H=150mm v E F/DE =1/2, CE /CD=1/2 E F=D E /4=150/4=37.5mm CD=2*D E /3=2*150/3=100mm 連接 AD,有 tan/ADI=X i/Y=140/220=12.8 mm ??.在三角形用DC和9DC中，由余弦定理得: mm AC，=mm AB=(AC-AC )/2=49.3mm BC=(A

13、C+AC )/2=223mm V BS2/BC=1/2, DS3/DE=1/2 BS2=BC/2=223/2=111.5mm DS3=DE /2=150/2=75mm 通過以上計算可得連桿各構(gòu)件的尺寸如表 3.2所示 表3.2導(dǎo)桿機構(gòu)各構(gòu)件尺寸 AB BC BS2 CD DE DS3 EF 49.3mm 223mm 111.5mm 100mm 150mm 75mm 37.5mm 3.1.2機構(gòu)運動簡圖繪制 根據(jù)3.1.1計算結(jié)果，做機構(gòu)運動簡圖如圖 3.2所示 圖3.2壓床機構(gòu)運動簡圖 3.2 機構(gòu)運動速度分析 rad 已知：ni

14、=100r/min； 10.47 s T T T V C = V B Vcb 大小 ？ V ? 方向 CD AB 1BC 選取比例尺 巳=0.005 (m/s) /mm,作速度多邊形如圖3.3所示。 圖3.3壓床機構(gòu)速度多邊形 0.496m Vc= * pc = 0』05 X 99 =——-—— 0.025m %耳=% 東%=0.005 X 5 = T T T  Vf 二 V E VFE 大小 ？ ， ？ 方向 //導(dǎo)路 ED XFE _ 0.75m. VF= & * 時=0 005 x 150 =--— _ 0,03m G= gp * = 0X

15、105 x 6 =―-- 0.49m VS2= ih * P$2 = O,OOS x 98 ——-- 0372m %3= % * ps3 = 0.005 X 74.4 ——-- 區(qū)』％ 一%% 一% - = -- O.llrctd s 0.496rad s 0.8rad 計算得出機構(gòu)中各構(gòu)件速度如表 3.3所示。 表3.3構(gòu)件速度參數(shù) 項目 Vb Vc Ve Vf W1 ^2 知3 % 數(shù)值 0.54145 0.496 0.744 0.75 10.47 0.11 4.96 0.8 單位 m/s rad/s 3.3

16、 機構(gòu)加速度分析 由構(gòu)件速度參數(shù)得： & =嚶D +睢D ="淳+嚶3 +睢H 大小 ？，？，，？ 方向？ JD CD BtA CtB BC ap = 大?。? 方向 V 選取比例尺Na =0.036 (m/s2) /mm,作加速度多邊形如圖3.4所示。 圖3.4壓床機構(gòu)加速度多邊 ―f 2.412m %= ga * nc = 0.036 x 67 = 98肺 =^[=0.(136x83=2 — 必二“ J7MWX3 二。 108小 一t 4.104m aF= fia 7if = 0.036 X 114 ―——— 計算得機構(gòu)中各構(gòu)件加速度如表 3

17、.4所示。 表3.4構(gòu)件加速度參數(shù) 項目 a5 aE aF % % 2 Q? 數(shù)值 5.4 2.412 3.69 4.104 3.924 1.872 13.39 1.08 單位 2 m/s 2 rad/s 3.4 機構(gòu)動態(tài)靜力分析 導(dǎo)桿機構(gòu)的動態(tài)靜力分析參數(shù)如表 3.5所示。 表3.5導(dǎo)桿機構(gòu)的動態(tài)靜力分析參數(shù) & && 5s % /j2 km 數(shù)值 660 440 300 4000 0.28 0.085 單位 N Kg .m2 各構(gòu)件的慣性力和慣性力矩如下: Fr= 40QN Lb2= -= 1

18、4mni % % L<3= — = 1.09mm (1)求構(gòu)件4、5每個運動副的反力。 選取比例尺NF=10N/mm,作其受力及力多邊形如圖 3.5 圖3.5構(gòu)件4、5受力及力多邊形 圖3.5構(gòu)件4、5受力及力多邊形 歹U 平衡方程：F54+F65+FI5+G5 + Fr=0 貝U F45=270N; F65=70N (2)求構(gòu)件2、3每個運動副的反力 F45=F34 (方向相反) 桿2對C點求力矩，可得： FlLlIlblllil I it m 解得二 ’ 對桿3進行分析，對C點求力矩,可得： 肌小I叩I 解得二 h 對桿2、3整體受力分析，選取比例尺

19、 ％=10N/mm,作其受力圖如圖3,6所示。 圖3.6構(gòu)件2、3受力及力多邊形 由圖可得: F12= 10x76 = 760N 3 10x 46 = 46 ON (3)求作用在曲柄AB上的平衡力矩Mb 曲柄AB受力分析如圖3.7所示。 圖3.7曲柄AB受力分析 F61=-F21 =760N Mb=F21* L =760 乂 0.0493=37.468Nm 由上述計算可得機構(gòu)中各構(gòu)件受力情況如表 3.6所示。 表3.6壓床機構(gòu)各構(gòu)件受力情況 項目 Fl2 Fl3 Fi5 M12 M13 Mb F63 F6t3 數(shù)值 26427 84.

20、04 125.63 3.75 0.0918 37.468 440 20.16 單位 N N/m N 項目 Fi2 Fi2 F34 F43 F45 F 65 F21 F61 數(shù)值 730 115.54 270 270 270 70 1605 1605 單位 N 濟南大學泉城學院課程設(shè)計 4凸輪機構(gòu)設(shè)計 4.1 從動件位移曲線確定 凸輪機構(gòu)設(shè)計參數(shù)如表4.1所示 圖4.1諾謨圖 表4.1凸輪機構(gòu)設(shè)計參數(shù) 符號 h ［一 6。 譏 。0 單位 mm (0) 數(shù)值 17 30 55 25

21、85 由圖4.1所示的諾謨圖可得 H/r 0=0.45, 即 r 0=H/0.45=17/0.45=37.778mm 取 ro=38mm；門=4mm. 選取比例尺 也=0.0005m/mm,繪制從動件位移曲線如圖 4.2所示 v 圖4.2從動件位移曲線 4.2 凸輪輪廓繪制 根據(jù)圖4.2所示凸輪從動件位移曲線，繪制凸輪輪廓曲線如圖 4.3所示。 5結(jié)論 對于機械原理，我對其一直表示很害怕，長為我聽學長學姐說機械原理這門課很難 學，很多人都掛在這上面了。因此，我在平時花費在機械原理的時間也比其他課多很多， 期末考試成績也不錯。 機械原理課程設(shè)計一一這是我入大

22、學的一次做課程設(shè)計。 開始我不知道什么是課程 設(shè)計，因此有些茫然和不知所措，但在老師的指導(dǎo)和同學的互相幫助下還是按時完成了 設(shè)計。這次課程設(shè)計讓我體會很深，也學到了很多新東西。 “紙上得來終覺淺，覺知此 事要躬行”，不經(jīng)過實踐，我們又怎么能將書里的知識與實際聯(lián)系在一起。 在這次課程設(shè)計中，充分利用了所學的機械原理知識，根據(jù)設(shè)計要求和運動分析， 選用合理的分析方案，從而設(shè)計出比較合理的機構(gòu)來。這次課程設(shè)計，不僅讓我們把自 己所學的知識運用到實際生活中去，設(shè)計一些對社會有用的機構(gòu)，也讓我們深刻體會到 團體合作的重要性，因為在以后的學習和工作中，但靠我們自己個人的力量是遠遠不夠 的，必須積聚大

23、家的智慧，才能創(chuàng)造出令人滿意的產(chǎn)品來。 通過這次試驗我才親身體會到自己學的知識與實際動手之間還有一定的差距。 首先 在畫圖方面，如何布局才能使圖讓人清晰易懂，不顯得空曠和不浪費紙張。其實要事先 想好在哪一部分畫什么，并確定相應(yīng)的比例尺。在對結(jié)構(gòu)進行力的分析的時候，首先要 確定各桿的運動方向，再確定其受力方向。在畫圖的時候要力求精確，只有這樣才能使 計算結(jié)果與實際相差不大。在畫圖的過程中，間接的幫我們復(fù)習了以前的知識，比如機 械制圖，理論力學等。 同時，這次課程設(shè)計也為我們以后的畢業(yè)設(shè)計打下了一個基礎(chǔ)，我相信，經(jīng)過這次 設(shè)計，我們畢業(yè)設(shè)計的時候不再會象現(xiàn)在這么茫然了，也一定能做好它。 圖

24、4.3凸輪輪廓曲線 -19 - 濟南大學泉城學院課程設(shè)計 致 謝 通過對壓床的力學分析，我們更好的了解了壓床的設(shè)計原理及其運動規(guī)律，雖然在 繪圖中我們遇到了很多困擾和難點，但在老師同學的幫助下很快的解決了這些困惑。通 過討論分析我們也從中學到了很多東西，收獲了很多平時學不到的知識。感謝幫助我的 老師和同學。 -21 - 參考文獻 [1]孫桓，陳作模.機械原理[M].北京高等教育出版社，1997. [2]曲繼芳.機械原理課程設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，1989. [3]中永勝.機械原理[M].北京：清華大學出版社，1999. [4]鄒慧君.機械原理課程設(shè)計手冊[M].北京：高等教育出版社，1998.