機械原理課程設(shè)計(粉末成型壓機)

1、<p><b>　　機械原理課程設(shè)計</b></p><p>　　題 目： 粉末成型壓機</p><p><b>　　設(shè) 計 者： </b></p><p>　　專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化</p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p>

2、<p><b>　　年 月 日</b></p><p>　　第一部分 設(shè)計原理及設(shè)計要求</p><p>　　一、工作原理及工藝動作過程</p><p>　　粉末冶金是將金屬等粉末的混合料，通過壓制成型和燒結(jié)而制成零件或成品材料的一種工藝方法。在壓制長徑比h/d<1~1.5的圓柱體壓坯時，可采用單向壓制，即壓制時僅一個

3、方向施壓。壓制過程中，陰模固定不動，其它執(zhí)行件動作如圖1所示。</p><p><b>　　二、設(shè)計要求</b></p><p>　　1、上模沖壓制機構(gòu)應(yīng)具有以下特性：快速接近粉料，慢速等速壓制，壓制到位后停歇片刻（約0.4秒）保壓或接近壓制行程終點時再放慢速度而起到保壓作用。</p><p>　　2、脫模機構(gòu)應(yīng)使下模沖頂出距離準確，復(fù)位時要求

4、速度快而沖擊小。</p><p>　　3、送分機構(gòu)要嚴格遵守壓制周期的運動規(guī)律。</p><p>　　4、進一步要求：讓上沖模和下沖模的行程可調(diào)。</p><p>　　三、主要技術(shù)參數(shù)要求</p><p>　　1、每分鐘壓制次數(shù)為10~40次；</p><p>　　2、壓坯最大直徑為45mm；</p>&

5、lt;p>　　3、上模沖最大行程為110mm；</p><p>　　4、送粉器行程為115mm；</p><p>　　5、脫模最大行程為45mm；</p><p>　　6、壓制及脫模能力最大為58KN；</p><p>　　四、課程設(shè)計任務(wù)要求</p><p>　　1、按各個執(zhí)行件的工藝動作要求擬定運動循環(huán)圖；&

6、lt;/p><p>　　2、進行執(zhí)行機構(gòu)即壓制機構(gòu)、脫模機構(gòu)、送粉機構(gòu)的選型；</p><p>　　3、機械運動方案的評價和確定，并進行執(zhí)行機構(gòu)運動學(xué)尺寸計算和必要的運動分析；</p><p>　　4、按選定的電機和執(zhí)行機構(gòu)的運動參數(shù)擬定機構(gòu)傳動方案，并進行傳動機構(gòu)運動學(xué)尺寸計算；</p><p>　　5、畫出機械運動方案簡圖；</p>

7、;<p>　　6、編制設(shè)計說明書（內(nèi)容包括上述任務(wù)的設(shè)計、分析計算及結(jié)果、圖）；</p><p>　　7、進一步工作：執(zhí)行機構(gòu)的動畫演示、凸輪的數(shù)控加工等。</p><p>　　第二部分 機構(gòu)運動循環(huán)圖的確定和各個執(zhí)行構(gòu)件的選型</p><p>　　一、各執(zhí)行構(gòu)件的工藝動作和運動循環(huán)圖</p><p><b>　　1

8、 功能分析</b></p><p>　　根據(jù)任務(wù)書要求，有下圖分析得知該系統(tǒng)的主功能為將粉料壓制成型，為完成主功能又可分解為四個功能，即上沖頭的壓下，下沖頭的壓上，篩料推片和成新模具，如圖所示。</p><p><b>　　圖 </b></p><p><b>　　圖</b></p><p&

9、gt;　　2 上模沖壓制機構(gòu)的工藝動作：</p><p>　　上模沖壓制機構(gòu)的曲柄在0º（在這里特殊規(guī)定0º是使上模沖位于最高位置的極位角度）到150°（這個數(shù)值由設(shè)計的極位夾角決定）要完成上模沖的下降和沖壓過程；在150º到360º內(nèi)要完成上模沖和粉料脫離并使上模沖繼續(xù)向上升的工藝動作。</p><p>　　3 下模沖脫模機構(gòu)的工藝動作

10、：</p><p>　　在上模沖下降和沖壓的過程中下模沖要保持不動，在上模沖脫離的同時下模沖上升，然后保持不動，最后下模沖下降復(fù)位，從而完成該凸輪機構(gòu)的一周旋轉(zhuǎn)工作。</p><p>　　4 送粉機構(gòu)的工藝動作：</p><p>　　在上模沖和下模沖完成一周的運動的同時，送粉機構(gòu)要先完成送粉、復(fù)位和等待這三個工藝動作，然后再完成推料、復(fù)位和等待這三個工藝動作。&l

11、t;/p><p><b>　　圖2</b></p><p>　　結(jié)合上模沖壓制機構(gòu)、下模沖脫模機構(gòu)和送粉機構(gòu)的各個工藝動作擬定運動循環(huán)圖如圖2所示：</p><p>　　二、各運動構(gòu)件的選型</p><p>　?。ㄒ唬└鬟\動構(gòu)件的功能分析</p><p>　　1、上模沖壓制機構(gòu)：上模沖要求沖頭能夠快速

12、接近粉料，并且能有保壓過程，然后返回。由此可以看出這要求我們所選的上模沖壓制機構(gòu)要有急回特性，所以我們可以采用曲柄滑塊機構(gòu)或者凸輪機構(gòu)。對于曲柄滑塊機構(gòu)我們要采用偏置曲柄滑塊機構(gòu)才會具有急回特性。由于當(dāng)凸輪機構(gòu)作為上模沖壓制機構(gòu)時，若上模沖沖擊力過大會造成凸輪推桿的斷裂，所以若要求上模沖沖擊力較大時不宜采用凸輪機構(gòu)。</p><p>　　2、下模沖脫模機構(gòu)：下模沖要求頂出距離準確，復(fù)位時要求速度快而沖擊</

13、p><p>　　小，并且要求下模沖的運動規(guī)律很嚴格，所以我們可以采用凸輪機構(gòu)。若采用凸輪機構(gòu)也還是會有一定的缺點，就是當(dāng)上模沖的沖頭沖壓時必定會對下模沖凸輪脫模機構(gòu)的推桿產(chǎn)生一定的影響，容易造成下模沖凸輪機構(gòu)推桿的斷裂。</p><p>　　3、送粉機構(gòu)：本題目要求送粉機構(gòu)的運動周期嚴格并且具有行程要求。根據(jù)此項要求我們可以采用對心曲柄滑塊機構(gòu)或者凸輪機構(gòu)。若采用對心曲柄滑塊機構(gòu)則無法保證留有

14、送粉機構(gòu)在送粉回程后和推料推程前的間歇時間。如果不存在間歇時間就會使送粉和推料的速度大大降低，故采用對心曲柄滑塊機構(gòu)還是有一定的缺點的。綜合上面的分析，我們可以采用偏置曲柄滑塊機構(gòu)。</p><p>　　根據(jù)以上對上模沖壓制機構(gòu)、下模沖脫模機構(gòu)和送粉機構(gòu)的分析我們可以設(shè)計出幾種粉末成型壓機的機構(gòu)簡圖，在運動方案選擇和確定上會一一加以描述。</p><p>　　（二）運動方案的選擇和確定&l

15、t;/p><p>　　關(guān)于運動機構(gòu)的選擇，我們找到了一些可以完成運動功能的機構(gòu)，如下圖所示：</p><p>　　牛頭刨床的急回機構(gòu)，優(yōu)點進程速度平穩(wěn)，回程時間短。</p><p><b>　　曲柄滑塊機構(gòu)</b></p><p>　　圓柱凸輪機構(gòu)，可用于水平送料</p><p><b>　

16、　凸輪推桿機構(gòu) </b></p><p><b>　　平面六桿機構(gòu)</b></p><p>　　根據(jù)所選的機構(gòu)，我們設(shè)計了三種不同的方案如下：</p><p><b>　　方案一：</b></p><p><b>　　方案二</b></p><p

17、><b>　　方案三</b></p><p>　　最終，我們選擇上沖模用平面六桿機構(gòu)，水平送料用曲柄滑塊機構(gòu)，下沖模采用凸輪推桿機構(gòu)。即方案一</p><p>　　第三部分 所選機構(gòu)傳動系統(tǒng)的選擇</p><p><b>　　上沖模機構(gòu)運動分析</b></p><p>　　取OD1=r=70

18、mm ; θ=20°；BD=L1；AB=L2;則:( L1- r)sinθ=110;[( L 1+ r)-(  L 1- r) cosθ]2+ [ L 2- ( L 1- r)sinθ]2=  L 22 L 1=231.76 L 2=230

19、.4</p><p>　　現(xiàn)在以AO為基準進行機構(gòu)的運動分析</p><p>　　MATLAB編程分析</p><p><b>　?。?）位置分析</b></p><p><b>　　原函數(shù)：</b></p><p>　　function y=rrrposi55(x)<

20、/p><p><b>　　%</b></p><p>　　% Script used to implement Newton-Raphon mechod for</p><p>　　% solving nonlinear position of RRR bar group</p><p><b>　　%</

21、b></p><p>　　% Input parameters</p><p><b>　　%</b></p><p>　　% x(1)=theta-1</p><p>　　% x(2)=theta-2 guess value</p><p>　　% x(3)=theta-3 g

22、uess value </p><p>　　% x(4)=k1 </p><p><b>　　% x(5)=k2</b></p><p><b>　　% x(6)=k3</b></p><p>　　% x(7)=r1 </p><p><b>　　%<

23、;/b></p><p>　　% Output paramenters</p><p><b>　　%</b></p><p>　　% y(1)=theta-2</p><p>　　% y(2)=theta-3</p><p><b>　　%</b></p>

24、<p>　　theta2=x(2);</p><p>　　theta3=x(3);</p><p><b>　　%</b></p><p>　　epsilon=1.0E-6;</p><p><b>　　%</b></p><p>　　f=[-x(7)*cos(

25、x(1))+x(4)*cos(theta2)+x(5)*cos(theta3)-x(6);</p><p>　　x(7)*sin(x(1))-x(4)*sin(theta2)+x(5)*sin(theta3)];</p><p><b>　　%</b></p><p>　　while norm(f)>epsilon</p>

26、<p>　　J=[-x(4)*sin(theta2) -x(5)*sin(theta3);</p><p>　　-x(4)*cos(theta2) x(5)*cos(theta3)];</p><p>　　dth=inv(J)*(-1.0*f);</p><p>　　theta2=theta2+dth(1);</p><p>

27、;　　theta3=theta3+dth(2);</p><p>　　f=[-x(7)*cos(x(1))+x(4)*cos(theta2)+x(5)*cos(theta3)-x(6);</p><p>　　x(7)*sin(x(1))-x(4)*sin(theta2)+x(5)*sin(theta3)];</p><p><b>　　norm(f);&l

28、t;/b></p><p><b>　　end;</b></p><p>　　y(1)=theta2;</p><p>　　y(2)=theta3;</p><p>　　>> x1=linspace(0,2*pi,180);</p><p>　　x=zeros(length(x1

29、),7);</p><p>　　for n=1:180</p><p>　　x(n,:)=[x1(:,n) 17.4*pi/180 52.6*pi/180 231.8 230.4 379.7 70];</p><p><b>　　end;</b></p><p>　　p=zeros(length(x1),2);&l

30、t;/p><p>　　for k=1:180</p><p>　　y=rrrposi55(x(k,:));</p><p><b>　　p(k,:)=y;</b></p><p><b>　　end;</b></p><p><b>　　>> p</b

31、></p><p>　　輸出圖像θ2 ，θ3相對于θ1的圖像</p><p>　　plot(x1,p (:,1),'--',x1,p(:,2),':')</p><p>　　搖桿與豎直線之間的夾角矩陣為m=90-p(:,1)'*(180/pi)-37.4;</p><p>　　上沖模的行程方程為L

32、=460.8-2*230.4*cos(m)</p><p>　　分析上沖模的圖像可知，在上沖模達到最低點時會有一小段時間的停歇以起到保壓作用。</p><p>　　接下來分析速度：首先根據(jù)機構(gòu)需要，定義w1=pi/3,</p><p><b>　　Matlab編程：</b></p><p>　　function y=rr

33、rvel22(x)</p><p><b>　　%</b></p><p>　　% Script used to implement Newton-Raphon mechod for</p><p>　　% solving nonlinear position of RRR bar group</p><p><

34、b>　　%</b></p><p>　　% Input parameters</p><p><b>　　%</b></p><p>　　% x(1)=theta-1</p><p>　　% x(2)=theta-2 </p><p>　　% x(3)=theta-3 &l

35、t;/p><p>　　% x(4)=dtheta-1</p><p>　　% x(5)=k1 </p><p><b>　　% x(6)=k2</b></p><p><b>　　% x(7)=k3</b></p><p>　　% x(8)=r1 </p>

36、<p><b>　　%</b></p><p>　　% Output paramenters</p><p><b>　　%</b></p><p>　　% y(1)=dtheta-2</p><p>　　% y(2)=dtheta-3</p><p><b

37、>　　%</b></p><p>　　A=[-x(5)*cos(x(2)) x(6)*cos(x(3));</p><p>　　-x(5)*sin(x(2)) -x(6)*sin(x(3))];</p><p>　　B=[-x(8)*cos(x(1)) -x(8)*sin(x(1))]*x(4);</p><p><

38、b>　　B=B';</b></p><p>　　y=inv(A)*B;</p><p><b>　　輸出程序</b></p><p>　　>> for i=1:180</p><p>　　x2(i,:)=[x11(i,1),p(i,1),p(i,2),pi/3,231.8,230.4

39、,379.7,70];</p><p><b>　　end; </b></p><p>　　q=zeros(2,180);</p><p>　　for m=1:180</p><p>　　y2=rrrvel22(x2(m,:));</p><p>　　q(:,m)=y2;</p>&

40、lt;p><b>　　end;</b></p><p><b>　　>> q</b></p><p><b>　　輸出圖像</b></p><p>　　plot(x1,q(1,:),'--',x1,q(2,:),':');w2,w3,相對于w1的圖像：

41、</p><p>　　上沖模的速度函數(shù)V=dL/dt</p><p><b>　　輸出圖像為：</b></p><p><b>　　加速度分析</b></p><p>　　Matlab 編程分析：</p><p>　　function y=rrra111(x)</p&g

42、t;<p><b>　　%</b></p><p>　　% input parameters</p><p><b>　　%</b></p><p>　　% x(1)=th1</p><p>　　% x(2)=th2</p><p>　　% x(3)=th3&l

43、t;/p><p>　　% x(4)=dth1</p><p>　　% x(5)=dth2</p><p>　　% x(6)=dth3</p><p><b>　　% x(7)=k1</b></p><p><b>　　% x(8)=k2</b></p><p&

44、gt;<b>　　% x(9)=k3</b></p><p>　　% x(10)=r1</p><p><b>　　%</b></p><p>　　% y(1)=ddth2</p><p>　　% y(2)=ddth3</p><p><b>　　%</b&g

45、t;</p><p>　　A=[-x(7)*cos(x(2)) x(8)*cos(x(3));</p><p>　　-x(7)*sin(x(2)) x(8)*sin(x(3))];</p><p>　　B=[x(7)*x(5)*sin(x(2)) -x(8)*x(6)*sin(x(3));</p><p>　　-x(7)*x(5)*co

46、s(x(2)) -x(8)*x(6)*cos(x(3))];</p><p>　　C=[x(5);x(6)];</p><p>　　D=[x(10)*x(4)^2*sin(x(1));-x(10)*x(4)^2*cos(x(1))];</p><p>　　y=inv(A)*D-inv(A)*B*C;</p><p><b>　　輸出

47、程序</b></p><p>　　for i=1:180</p><p>　　x3(i,:)=[x11(i,1),p(i,1),p(i,2),pi/3,q(1,i),q(2,i),0.2318,0.2304,0.3797,0.070 ];</p><p><b>　　end;</b></p><p>　　n=

48、zeros(2,180);</p><p>　　for k=1:180</p><p>　　y3=rrra111(x3(k,:));</p><p>　　n(:,k)=y3;</p><p><b>　　end;</b></p><p><b>　　n</b></p&g

49、t;<p>　　subplot(1,2,1);</p><p>　　plot(x1,n(1,:));</p><p>　　xlabel('theta1');</p><p>　　ylabel('ddtheta3');</p><p>　　title('桿2的角加速度');</

50、p><p>　　>> subplot(1,2,1);</p><p>　　plot(x1,n(1,:));</p><p>　　xlabel('theta1');</p><p>　　ylabel('ddtheta2');</p><p>　　title('桿1的角加速度

51、');</p><p>　　subplot(1,2,2);</p><p>　　plot(x1,n(1,:));</p><p>　　xlabel('theta1');</p><p>　　ylabel('ddtheta3');</p><p>　　title('桿二的加

52、速度 '); </p><p>　　上沖模的加速度A=dV/dt</p><p>　　輸出圖像為：（該圖像用數(shù)學(xué)里面的微積分求出，故在圖像最后會有一點圖像不正常顯示，這屬于正常情況，不影響加速度的分析）</p><p><b>　　統(tǒng)計所輸出的數(shù)據(jù)：</b></p><p><b>　　下沖模機構(gòu)運動分

53、析</b></p><p>　　一、下沖模機構(gòu)相關(guān)尺寸的確定</p><p>　　在這里我們?nèi)⊥馆喌幕鶊A半徑r0=100mm,棍子半徑rr=10mm,并且題目要求推桿最大行程h=45mm。現(xiàn)在檢驗其設(shè)計的是否合理。</p><p><b>　　⑴滾子半徑的考慮:</b></p><p>　　由于本題目在這里采

54、用了滾子凸輪，為了避免失真現(xiàn)象就要要求理論廓線的最小曲率半徑大于滾子半徑rr。</p><p>　　由于ρ=（x´´2+y´´2）3/2/(x´y´´-y´x´´),其中x´=dx/dδ,x´´=d2x/dδ2, y´=dy/dδ,y´´=d2y/dδ2.

55、</p><p>　　由凸輪理論輪廓曲線方程x=(s0+s)sinδ y=(s0+s)cosδ可知，x´=y´´=y,x´´=y´=-x.其中s0=r0,s為推桿運動方程。</p><p>　　則ρ=(y2+x2)3/2/(y2-x2)</p><p>　　根據(jù)設(shè)計出的凸輪輪廓(見下面設(shè)計的凸輪理論輪廓

56、曲線圖)可以大致估算出各點的曲率半徑，并且由于該凸輪基圓半徑的設(shè)計較大，綜合分析可知該機構(gòu)滾子的設(shè)計是合理的。</p><p><b>　?、茐毫堑目紤]：</b></p><p>　　對于一般的直動推桿取許用壓力角[α]=30°,在這里e=0。</p><p>　　由r0≥︱(ds/dδ)tan[α]-s︱可知，如果取r=︱(ds/

57、dδ)tan[α]-s︱,只要r0≥rmax即可</p><p>　　用Matlab畫出r和δ的關(guān)系曲線如下圖所示</p><p>　　thta為下模沖脫料凸輪的轉(zhuǎn)角。</p><p>　　結(jié)論：由上圖可以看出r的最大值沒超過100mm，所以下模沖凸輪基圓半徑選用100mm是可以的。</p><p>　　二、下模沖脫模機構(gòu)的運動分析：<

58、/p><p>　?、畔履_脫模機構(gòu)的運動要求：</p><p>　　a、脫模最大行程為45mm；</p><p>　　b、要求頂出距離準確，復(fù)位快而沖擊小。</p><p>　　三、下模沖脫模機構(gòu)的運動設(shè)計及過程</p><p>　　a、根據(jù)運動循環(huán)圖可知，下模沖的運動周期和上模沖的運動周期一樣。由ω=2π/T可知，ω1=

59、ω2=π/3 rad/s。</p><p>　　b、運動規(guī)律：設(shè)凸輪轉(zhuǎn)角為θ，則：</p><p>　?。?）在0°- 180°的過程中，</p><p><b>　　S =0</b></p><p><b>　　V=0</b></p><p><b

60、>　　a=0</b></p><p>　?。?）在180°- 240°的過程中</p><p>　　S=h{(θ-180°)/60°-sin[2π(θ-180°)/60°]/(2π)}</p><p>　　V=hω[1-cos2π(θ-180°)]/60°</p&

61、gt;<p>　　a=2πhω2sin[2π(θ-180°)]/(60°)2</p><p>　　(3)在240°- 300°的過程中</p><p><b>　　S=h</b></p><p><b>　　V=0</b></p><p><

62、;b>　　a=0</b></p><p>　　(4)在300°-360°的過程中</p><p>　　S= h[1-(θ-300°)/60°+sin[2π(θ-300°)/60°]/(2π)]</p><p>　　V= hω{cos[2π(θ-300°)]/60°-1}

63、/60°</p><p>　　a=-2πhω2 sin[2π(θ-300°)]/(60°)2</p><p>　　四、根據(jù)推桿運動規(guī)律設(shè)計凸輪理論輪廓：</p><p>　　由所學(xué)知識可以知道凸輪理論輪廓的方程為：</p><p>　　x=(s0+s)sinδ+ecosδ</p><p>

64、　　y=(s0+s)cosδ-esinδ</p><p>　　由于本題為對心凸輪，故這里凸輪的偏心距e=0，所以上式可以化簡為：</p><p>　　x=(s0+s)sinδ</p><p>　　y=(s0+s)cosδ</p><p>　　（其中s0=r0,s為推桿運動方程。）</p><p>　　應(yīng)用Matlab所

65、畫出來的凸輪輪廓曲線為理論輪廓曲線。</p><p>　　所設(shè)的凸輪的基圓半徑r0=100mm,棍子半徑rr=10mm,推桿最大行程h=45mm,則所設(shè)計的凸輪輪廓曲線如下圖所示，設(shè)計程序附在后面。</p><p>　?、偎玫降耐茥U行程曲線如下圖所示:</p><p>　?、谕馆嗈D(zhuǎn)角在180°-240°之間的推桿行程如下圖所示:</p&g

66、t;<p>　?、弁茥U的速度如下圖所示：</p><p>　?、芡茥U的加速度如下圖所示：</p><p>　　⑤所設(shè)計的凸輪理論輪廓曲線為:</p><p>　　相應(yīng)Matlab程序如下</p><p><b>　　一、位移：</b></p><p>　　function xx<

67、;/p><p><b>　　h=45;i=0;</b></p><p>　　for thta=0:.05:180</p><p><b>　　i=i+1;</b></p><p><b>　　s(i)=0;</b></p><p><b>　　en

68、d</b></p><p>　　for thta=180.05:.05:240</p><p>　　i=i+1; s(i)=h*((thta-180)/60-(sind(360*(thta-180)/60))/(2*pi);</p><p><b>　　end</b></p><p>　　for tht

69、a=240.05:.05:300</p><p><b>　　i=i+1;</b></p><p><b>　　s(i)=h;</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　for thta=300.05:.05:360</p><

70、p><b>　　i=i+1;</b></p><p>　　s(i)=h*(1-((thta-300)/60)+(sind(360*(thta-300)/60))/(2*pi));</p><p><b>　　end</b></p><p>　　thta=0:.05:360;</p><p>　

71、　plot(thta,s);</p><p>　　title('推桿的行程s');</p><p>　　xlabel('thta');</p><p>　　ylabel('s');</p><p><b>　　二、速度：</b></p><p>　　

72、function xx5</p><p>　　h=45;i=0;w=pi/3;</p><p>　　for thta=0:.05:180</p><p><b>　　i=i+1;</b></p><p><b>　　v(i)=0;</b></p><p><b>　

73、　end</b></p><p>　　for thta=180.05:.05:240</p><p><b>　　i=i+1;</b></p><p>　　v(i)=h*w*(1-cosd((360*(thta-180)/60)))/(60*pi/180);</p><p><b>　　end<

74、;/b></p><p>　　for thta=240.05:.05:300</p><p><b>　　i=i+1;</b></p><p><b>　　v(i)=0;</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　fo

75、r thta=300.05:.05:360</p><p><b>　　i=i+1;</b></p><p>　　v(i)=h*w*(cosd((360*(thta-300)/60))-1)/(60*pi/180);</p><p><b>　　end</b></p><p>　　thta=0:.0

76、5:360;</p><p>　　plot(thta,v);</p><p>　　title('推桿的速度v');</p><p>　　xlabel('thta');</p><p>　　ylabel('v');</p><p><b>　　三、加速度：<

77、/b></p><p>　　function xx3</p><p>　　h=45;i=0;w=pi/3;</p><p>　　for thta=0:.05:180</p><p><b>　　i=i+1;</b></p><p><b>　　a(i)=0;</b>&l

78、t;/p><p><b>　　end</b></p><p>　　for thta=180.05:.05:240</p><p>　　i=i+1; a(i)=2*pi*h*w^2*sind((360*(thta-180)/60))/(60*pi/180)^;</p><p><b>　　end</b>&

79、lt;/p><p>　　for thta=240.05:.05:300</p><p><b>　　i=i+1;</b></p><p><b>　　a(i)=0;</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　for thta=3

80、00.05:.05:360</p><p><b>　　i=i+1;</b></p><p>　　a(i)=-2*pi*h*w^2*sind((360*(thta-300)/60))/(60*pi/180)^2;</p><p><b>　　end</b></p><p>　　thta=0:.05:

81、360;</p><p>　　plot(thta,a);</p><p>　　title('推桿的加速度a');</p><p>　　xlabel('thta');</p><p>　　ylabel('a');</p><p>　　四、凸輪理論輪廓曲線:</p>

82、;<p>　　function tulun1</p><p>　　r0=100;rr=10;h=45;i=0;</p><p>　　for thta=0:.05:180</p><p><b>　　i=i+1;</b></p><p><b>　　s=0;</b></p>

83、<p><b>　　s0=r0+rr;</b></p><p>　　x=-(s0+s)*sind(thta);</p><p>　　y=(s0+s)*cosd(thta);</p><p>　　F(i)=(x^2+y^2)^.5;</p><p><b>　　end</b></p&

84、gt;<p>　　for thta=180.05:.05:240</p><p><b>　　i=i+1;</b></p><p><b>　　s0=r0+rr;</b></p><p>　　s=h*((thta-180)/60-(sind(360*(thta-180)/60))/(2*pi));</p

85、><p>　　x=-(s0+s)*sind(thta);</p><p>　　y=-(s0+s)*cosd(thta);</p><p>　　F(i)=(x^2+y^2)^.5;</p><p><b>　　end</b></p><p>　　for thta=240.05:.05:300</p

86、><p>　　i=i+1;s=0;s0=r0+rr;</p><p>　　x=-(s0+h)*sind(thta);</p><p>　　y=-(s0+h)*cosd(thta);</p><p>　　F(i)=(x^2+y^2)^.5;</p><p><b>　　end</b></p>

87、<p>　　for thta=300.05:.05:360</p><p><b>　　i=i+1;</b></p><p><b>　　s0=r0+rr;</b></p><p>　　s=h*(1-((thta-300)/60)+(sind(360*(thta-300)/60))/(2*pi));</

88、p><p>　　x=(s0+s)*sind(thta);</p><p>　　y=-(s0+s)*cosd(thta);</p><p>　　F(i)=(x^2+y^2)^.5;</p><p><b>　　end</b></p><p>　　thta=(0:.05:360)*pi/180;</

89、p><p>　　polar(thta,F);</p><p>　　五、凸輪基圓半徑的確定：</p><p>　　function xx</p><p><b>　　h=45;i=0;</b></p><p>　　for thta=0:.05:180</p><p><b&

90、gt;　　i=i+1;</b></p><p><b>　　s(i)=0;</b></p><p><b>　　r(i)=0;</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　for thta=180.05:.05:240</p>

91、<p><b>　　i=i+1;</b></p><p>　　s(i)=h*((thta-180)/60-(sind(360*(thta-180)/60))/(2*pi));</p><p>　　r(i)=(h*(6/pi-(cosd(360*(thta-180)/60))*12/(2*pi)))/1.732-s(i);</p><p

92、><b>　　end</b></p><p>　　for thta=240.05:.05:300</p><p><b>　　i=i+1;</b></p><p><b>　　s(i)=h;</b></p><p><b>　　r(i)=h;</b>

93、</p><p><b>　　end</b></p><p>　　for thta=300.05:.05:360</p><p><b>　　i=i+1;</b></p><p>　　s(i)=h*(1-((thta-300)/60)+(sind(360*(thta-300)/60))/(2*pi)

94、);</p><p>　　r(i)=h*(1-6/pi+(cosd(360*(thta-300)/60))*12/(2*pi));</p><p><b>　　end</b></p><p>　　thta=0:.05:360;</p><p>　　plot(thta,r);</p><p>　　t

95、itle('可用半徑r'); </p><p>　　xlabel('thta');</p><p>　　ylabel('r');</p><p><b>　　送料機構(gòu)的設(shè)計</b></p><p>　　送料機構(gòu)的尺寸確定及運動分析</p><p>　

96、?。?）送料機構(gòu)尺寸的確定</p><p>　　根據(jù)方案一機構(gòu)的選型，選用偏心曲柄滑塊機構(gòu)作為送料機構(gòu)，其簡圖如下：</p><p>　　綜合曲柄滑塊機構(gòu)極位夾角與行程速比系數(shù)的關(guān)系（極位夾角越大，行程速比系數(shù)越大，急回特性越明顯），這里取極位夾角為20°，由</p><p>　　K=(180°+)/（180°-）

97、 （1）</p><p>　　于是可得出行程速比系數(shù)：k=1.25.</p><p>　　如下圖所示，可以確定機構(gòu)的極限位置。C1、C2之間的距離即為滑塊的最大行程S=115mm，B1、B2為對應(yīng)曲柄位置，極位夾角為，e為偏心距。</p><p>　　曲柄AB=a，桿BC=b，則由圖中幾何關(guān)系可得：</p><p><

98、b>　?。?）</b></p><p><b>　　由桿長條件可知：</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　在三角形中，由余弦定理可得：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　

99、如上圖所示，設(shè)為，則由幾何關(guān)系得：</p><p><b>　　（5）</b></p><p><b>　　進一步計算可得：</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　即：</b></p><p&g

100、t;<b>　?。?）</b></p><p><b>　　最終求得：</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　這里取偏心距e=10mm</p><p>　　顯然，a，b的值只要滿足（3）、（4）兩式即可，但由于范圍太大，不易求得，可在運動分析后

101、確定。</p><p>　　（2）送料機構(gòu)運動分析</p><p>　　如圖所示，四桿構(gòu)成封閉圖形，易得：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　將各向量分別向x，y方向投影，得位置關(guān)系：</p><p><b>　?。?0）</b></p&g

102、t;<p>　　對（10）式兩邊求導(dǎo)得速度和角速度：</p><p><b>　　（11）</b></p><p>　　式中，為曲柄a的角速度（這里為定值2/3），為連桿b的角速度，v為滑塊的速度。</p><p>　　再對（11）式求導(dǎo)得加速度和角加速度：</p><p><b>　?。?2）&

103、lt;/b></p><p>　　式中，為連桿b的角加速度，a為滑塊的加速度。</p><p>　　由以上各式可解出曲柄、連桿、滑塊的位移、速度、加速度的解析表達式，然后MATLAB7.1編寫程序，通過輸入滿足要求的不同a、b值來檢驗滑塊的最大行程是否滿足要求。下圖為a=60，b=110時曲柄一個周期內(nèi)（-180°~180°）的位移圖像，觀察可得，此時滑塊的最大位

104、移滿足滑塊的最大行程115mm的要求。</p><p><b>　　程序命令如下：</b></p><p>　　function qubing</p><p><b>　　e=10;</b></p><p>　　a=input('Please input the length of AB:\

105、nAB=');</p><p>　　b=input('Please input the length of BC:\nBC=');</p><p>　　x1=180:-.05:-180;</p><p>　　x2=asind((a*sind(x1)+e)/b);</p><p>　　s=a*cosd(x1)+b*cos

106、d(x2);</p><p>　　plot(x1,x2,x1,s);</p><p>　　title('x1Óëx2ºÍcÖ®¼äµÄ¹Øϵ'); %¸øͼÃ&

107、#252;Ãû</p><p>　　legend('x2','S'); %Ìí¼ÓͼÀý</p><p>　　xlabel('x1'); %x×ø±

108、34;</p><p>　　ylabel('x2,s');</p><p><b>　　位移圖像如下：</b></p><p>　　由此可知：a=60，b=110滿足行程要求。</p><p>　　下面進一步分析速度、加速度：</p><p><b>　　程序命令如下：&

109、lt;/b></p><p>　　function qubing2</p><p>　　e=10;w1=2*pi/3;</p><p>　　a=input('Please input the length of AB:\nAB=');</p><p>　　b=input('Please input the len

110、gth of BC:\nBC=');</p><p>　　x1=180:-.05:-180;</p><p>　　x2=asind((a*sind(x1)+e)/b);</p><p>　　s=a*cosd(x1)+b*cosd(x2);</p><p>　　w2=(a*w1*cosd(x1))/(b*cosd(x2));</p

111、><p>　　v=-a*w1*sind(x1)-b*w2*sind(x2);</p><p>　　a2=(-a*w1^2*sind(x1)+b*w2^2*sind(x2))/(b*cosd(x2));</p><p>　　as=-a*w1^2*cosd(x1)-b*a2*sind(x2)-b*w2^2*cosd(x2);</p><p>　　pl

112、ot(x1,s,x1,v,x1,as);</p><p>　　title('x1Óës,vºÍaÖ®¼äµÄ¹Øϵ'); %¸øͼÃüÃû</p&g

113、t;<p>　　legend('S','V','A'); %Ìí¼ÓͼÀý</p><p>　　xlabel('x1'); %x×ø±ê</p>

114、<p>　　ylabel('s,v,a'); %y×ø±ê</p><p>　　速度、加速度圖像如下：</p><p>　　第四部分 機械傳動方案</p><p>　　經(jīng)考慮，選用1500r/min的電動機驅(qū)動，電機輸出的轉(zhuǎn)速為50πrad/s</p>

115、<p>　　由于在一分鐘內(nèi)1和4要運行10個周期，故：</p><p>　　ω2=ω4=1/2ω3=π/3</p><p><b>　　傳動比為：</b></p><p>　　i12=i14=150</p><p><b>　　i13=75</b></p><p>

116、;　　其余的減速機構(gòu)可由相應(yīng)的皮帶或齒輪進行減速。</p><p><b>　　第五部分 結(jié)束語</b></p><p>　　為其將近十天的機械原理課程設(shè)計結(jié)束了，經(jīng)過這段時間的努力，我們終于收獲了自己勞動的果實。</p><p>　　說實話，剛開始看到《粉末成型壓機》這個題目時，心理面很沒有底，有點不知道該從何下手的感覺。</p>