機械原理課程設(shè)計--壓床機構(gòu) (2)

1、<p>　　機械原理課程設(shè)計說明書</p><p><b>　　設(shè)計題目：</b></p><p><b>　　學(xué)院：</b></p><p><b>　　班級：</b></p><p><b>　　設(shè)計者：</b></p><

2、;p><b>　　學(xué)號：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師：</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　目 錄2</b></p><p>　　一、機構(gòu)簡介與設(shè)計數(shù)據(jù)3</p&

3、gt;<p>　　1.1.機構(gòu)簡介3</p><p>　　1.2機構(gòu)的動態(tài)靜力分析3</p><p>　　1.3凸輪機構(gòu)構(gòu)設(shè)計3</p><p>　　1.4.設(shè)計數(shù)據(jù)4</p><p>　　二、壓床機構(gòu)的設(shè)計5</p><p>　　2.1.傳動方案設(shè)計5</p><p>

4、;　　2.1.1.基于擺桿的傳動方案5</p><p>　　2.1.2.六桿機構(gòu)A5</p><p>　　2.1.3.六桿機構(gòu)B6</p><p>　　2.2.確定傳動機構(gòu)各桿的長度6</p><p>　　三.傳動機構(gòu)運動分析8</p><p>　　3.1.速度分析8</p><p>

5、;　　3.2.加速度分析10</p><p>　　3.3. 機構(gòu)動態(tài)靜力分析11</p><p>　　3.4.基于soildworks環(huán)境下受力模擬分析：14</p><p>　　四、凸輪機構(gòu)設(shè)計17</p><p><b>　　五、齒輪設(shè)計19</b></p><p>　　5.1.全部

6、原始數(shù)據(jù)19</p><p>　　5.2.設(shè)計方法及原理19</p><p>　　5.3.設(shè)計及計算過程19</p><p><b>　　參考文獻21</b></p><p>　　一、機構(gòu)簡介與設(shè)計數(shù)據(jù)</p><p><b>　　1.1.機構(gòu)簡介</b></p

7、><p>　　圖示為壓床機構(gòu)簡圖，其中六桿機構(gòu)為主體機構(gòu)。圖中電動機經(jīng)聯(lián)軸器帶動三對齒輪將轉(zhuǎn)速降低，然后帶動曲柄1轉(zhuǎn)動，再經(jīng)六桿機構(gòu)使滑塊5克服工作阻力而運動。為了減少主軸的速度波動，在曲柄軸A 上裝有大齒輪并起飛輪的作用。在曲柄軸的另一端裝有油泵凸輪，驅(qū)動油泵向連桿機構(gòu)的供油。</p><p>　?。╝）壓床機構(gòu)及傳動系統(tǒng)</p><p>　　1.2機構(gòu)的動態(tài)靜力分析

8、

9、 </p><p>　　已知：各構(gòu)件的重量G及其對質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動慣量Js(曲柄1和連桿4的重力和轉(zhuǎn)動慣量（略去不計)，阻力線圖(圖9—7)以及連桿機構(gòu)設(shè)計和運動分

10、析中所得的結(jié)果。</p><p>　　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。</p><p>　　1.3凸輪機構(gòu)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　已知：從動件沖程H，許用壓力角[α ]．推程角δ。，遠休止角δ?，回程角δ'，從動件的運動規(guī)律見表9-5，凸輪與曲柄共軸。</p>

11、<p>　　要求：按[α]確定凸輪機構(gòu)的基本尺寸．求出理論廓</p><p>　　線外凸曲線的最小曲率半徑ρ。選取滾子半徑r，繪制凸輪實際廓線。以上內(nèi)容作在2號圖紙上</p><p><b>　　1.4.設(shè)計數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　二、壓床機構(gòu)的設(shè)計</b></p><p&g

12、t;　　2.1.傳動方案設(shè)計</p><p>　　2.1.1.基于擺桿的傳動方案</p><p>　　2.1.2.六桿機構(gòu)A</p><p>　　2.1.3.六桿機構(gòu)B</p><p>　　綜合分析：以上三個方案，各有千秋，為了保證傳動的準確性，并且以滿足要求為目的，我們選擇方案三。</p><p>　　2.2.確定傳

13、動機構(gòu)各桿的長度</p><p><b>　　已知： , ,，</b></p><p>　　如右圖所示，為處于兩個極限位置時的狀態(tài)。</p><p>　　根據(jù)已知條件可得： </p><p>　　在三角形和中用余弦公式有：</p><p>　　由上分析計算可得各桿長度分別為：</p>

14、<p>　　三.傳動機構(gòu)運動分析</p><p><b>　　3.1.速度分析</b></p><p><b>　　已知： </b></p><p><b>　　,逆時針；</b></p><p>　　大小 　 　

15、 √ </p><p>　　方向 　 　　　　鉛垂　　　　　 √　　　　　　</p><p>　　選取比例尺，作速度多邊形如圖所示；</p><p><b>　　由圖分析得：</b></p><p>　　＝0.004×18.71=0.0

16、7484m/s</p><p>　?。?.004×121.5=0.486m/s</p><p>　　＝0.004×28.06=0.11224m/s</p><p>　?。?.004×20.7=0.0828m/s</p><p>　　＝0.004×14.36=0.05744m/s</p>&

17、lt;p>　?。?.004×69.32mm ＝0.27728m/s</p><p>　　＝0.004×14.03mm ＝0.05612m/s</p><p>　　∴＝＝0.486/0.223185=2.178rad/s (順時針)</p><p>　　ω＝＝0.07484/0.1=0.7484rad/s (逆時針)</p

18、><p>　　ω＝＝0.05744/0.0375=1.532rad/s (順時針) </p><p><b>　　速度分析圖：</b></p><p><b>　　3.2.加速度分析</b></p><p>　　10.4722×0.049285=5.405m/s2</p>

19、<p>　　=2.1782×0.223185=1.059m/s2</p><p>　　=0.7482×0.1=0.056m/s2 </p><p>　　=1.5322×0.0375=0.088m/s2 </p><p>　　= anCD+ atCD= aB + atCB + anCB</p><p&

20、gt;　　大小： ？ √ ？ √ ？ √</p><p>　　方向： ？ C→D ⊥CD B→A ⊥BC C→B</p><p>　　選取比例尺μa=0.04(m/s2)/mm,作加速度多邊形圖</p><p>　　=0.04×113.53=4.5412m/s2</p><p>　　=0.04

21、15;170.29=6.8116m/s2</p><p>　　=0.04×61.3=2.452 m/s2</p><p>　　=0.04×113.52=4.5408 m/s2</p><p>　　aF = aE + anFE + atFE</p><p>　　大?。?√ ？ √ ?</

22、p><p>　　方向：　 √ 　　↑ F→E ⊥FE</p><p>　　=0.04×129.42=5.1768 m/s2</p><p>　　=0.04×120.97=4.8388m/s2</p><p>　　=0.04×85.15= 3.406m/s2</p><p>　　=0.

23、04×129.42= 5.1768m/s2</p><p>　　=2.452/0.223185=10.986 m/s2 （逆時針）</p><p>　　=4.5408/0.1=45.408 m/s2 （順時針）</p><p>　　3.3. 機構(gòu)動態(tài)靜力分析</p><p>　　1．各構(gòu)件的慣性力，慣性力矩：</p&g

24、t;<p>　　=660×4.839/9.8=325.892N（與方向相同）</p><p>　　=440×3.406/9.8=152.922N（與方向相反）</p><p>　　=300×5.177/9.8=158.480N（與方向相反）</p><p>　　=4000/10=400N</p><p&

25、gt;　　=0.28×10.986=3.076N.m （順時針）</p><p>　　=0.085×45.408=3.860N.m （逆時針）</p><p>　　=3.076/325.892=9.439mm</p><p>　　=3.860/152.922=25.242mm</p><p>　　2．計算各運動副的反作

26、用力</p><p><b>　　(1)分析構(gòu)件5</b></p><p>　　對構(gòu)件5進行力的分析，選取比例尺作其受力圖</p><p><b>　　構(gòu)件5力平衡： </b></p><p>　　則=-10×47.44=-474.4N</p><p><b&

27、gt;　　=474.4N</b></p><p>　　(2)分析構(gòu)件2、3</p><p><b>　　單獨對構(gòu)件2分析：</b></p><p>　　桿2對C點求力矩，可得：</p><p><b>　　單獨對構(gòu)件3分析：</b></p><p><b&g

28、t;　　桿3對C點求矩得：</b></p><p><b>　　解得: </b></p><p>　　對桿組2、3進行分析：</p><p>　　R43+Fg3+G3+Rt63+ Fg2+G2+Rt12+Rn12+Rn63=0</p><p>　　大小：√ √ √ √ √ √ √ ？ ？<

29、/p><p>　　方向：√ √ √ √ √ √ √ √ √</p><p>　　選取比例尺μF=10N/mm，作其受力圖</p><p>　　則 Rn12=10×156.8=1568N； Rn63=10×49.28=492.8N.</p><p>　　(3)求作用在曲柄AB上的平衡力矩Mb：</p>

30、<p>　　3.4.基于soildworks環(huán)境下受力模擬分析：</p><p>　　裝配體環(huán)境下的各零件受力分析</p><p>　　Soild works為用戶提供了初步的應(yīng)力分析工具————simulation，利用它可以幫助用戶判斷目前設(shè)計的零件是否能夠承受實際工作環(huán)境下的載荷，它是COMOSWorks產(chǎn)品的一部分。Simulation利用設(shè)計分析向?qū)橛脩籼峁┝艘粋€易

31、用、分析的設(shè)計分析方法。向?qū)б笥脩籼峁┯糜诹慵治龅男畔?，如材料、約束和載荷，這些信息代表了零件的實際應(yīng)用情況。</p><p>　　Simulation使用了當今最快的有限元分析方法——快速有限元算法（FFE）,它完全集成在windows環(huán)境中并與soild works軟件無縫集成，被廣泛應(yīng)用于玩具、鐘表、相機、機械制造、五金制品等設(shè)計之中。</p><p><b>　　連桿

32、受力情況</b></p><p>　　Soild works中的simulation模塊為我們提供了很好的零件應(yīng)力分析途徑，通過對構(gòu)件的設(shè)置約束點與負載，我們很容易得到每個零件在所給載荷后的應(yīng)力分布情況。</p><p>　　由于不知道該零件的具體材料，所以我選用了soild works中的合金鋼材料，并且在軸棒兩端加載了兩個負載，經(jīng)過soild works simulatio

33、n運算后得到上圖的應(yīng)力分布圖，通過不同色彩所對應(yīng)的應(yīng)力，我們可以清楚的看到各個應(yīng)力的分布情況，雖然負載與理論計算的數(shù)據(jù)有偏差，不過對于我們了解零件的應(yīng)力分布已經(jīng)是足夠了。</p><p><b>　　四、凸輪機構(gòu)設(shè)計</b></p><p><b>　　有,即有。</b></p><p><b>　　取,取。&l

34、t;/b></p><p><b>　　在推程過程中：</b></p><p><b>　　由得</b></p><p>　　當δ0 =550時，且00<δ<22.50,則有a>=0,即該過程為加速推程段,</p><p>　　當δ0 =550時,且δ>=22.50,

35、則有a<=0,即該過程為減速推程段</p><p><b>　　所以運動方程 </b></p><p>　　在回程階段，由 得:</p><p>　　當δ0′=850時，且00<δ<42.50,則有a<=0,即該過程為減速回程段,</p><p>　　當δ0′=850時,且δ>=42.50,

36、 則有a>=0,即該過程為加速回程段</p><p><b>　　所以運動方程 </b></p><p><b>　　凸輪廓線如下:</b></p><p><b>　　五、齒輪設(shè)計</b></p><p>　　5.1.全部原始數(shù)據(jù)</p><p>

37、;　　5.2.設(shè)計方法及原理</p><p>　　考慮到負傳動的重合度雖然略有增加，但是齒厚變薄，強度降低，磨損增大：正傳動的重合度雖然略有降低，但是可以減小齒輪機構(gòu)的尺寸，減輕齒輪的磨損程度，提高兩輪的承載能力，并可以配湊中心距，所以優(yōu)先考慮正傳動。</p><p>　　5.3.設(shè)計及計算過程</p><p><b>　　變位因數(shù)選擇</b>

38、</p><p><b>　　⑴求標準中心距:</b></p><p>　?、七x取，由此可得嚙合角</p><p>　?、乔笞兾灰驍?shù)之和：，然后在齒數(shù)組合為的齒輪封閉線上作直線，此直線所有的點均滿足變位因數(shù)之和1.1044和中心距122.5mm的要求，所以，滿足兩齒根相等的要求。</p><p><b>　　2

39、、計算幾何尺寸</b></p><p>　　由可知，該傳動為正傳動，其幾何尺寸計算如下：</p><p>　　a.中心距變動系數(shù)：</p><p>　　b.齒頂高變動系數(shù)：</p><p><b>　　c.齒頂高：</b></p><p><b>　　d.齒根高:</b

40、></p><p><b>　　e.齒全高：</b></p><p><b>　　f.分度圓直徑：</b></p><p><b>　　g.齒頂圓直徑:</b></p><p><b>　　h.齒根圓直徑：</b></p><p&

41、gt;<b>　　i.基圓直徑：</b></p><p><b>　　j.節(jié)圓直徑：</b></p><p><b>　　k.頂圓壓力角：</b></p><p><b>　　l.重合度：</b></p><p><b>　　滿足重合度要求。&l

42、t;/b></p><p><b>　　m.分度圓齒厚：</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1].孫恒,陳作模,葛文杰.《機械原理【M】》.7版.北京：高等教育出版社,2001.</p><p>　　[2].崔洪斌，陳曹維.《AutoCAD實踐教程》.

43、北京:高等教育出版社,2011.</p><p>　　[3].鄧力,高飛.《soild works 2007機械建模與工程實例分析》,清華大學(xué)出版社.2008.</p><p>　　[4].soildworks公司,生信實維公司.《soildworks高級零件和曲面建?！?機械工業(yè)出版社.2005.</p><p>　　[5].上官林建,魏崢.《soildworks