機械原理課程設計--壓床機構 (2)

1、<p>　　機械原理課程設計說明書</p><p><b>　　設計題目：</b></p><p><b>　　學院：</b></p><p><b>　　班級：</b></p><p><b>　　設計者：</b></p><

2、;p><b>　　學號：</b></p><p><b>　　指導老師：</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　目 錄2</b></p><p>　　一、機構簡介與設計數據3</p&

3、gt;<p>　　1.1.機構簡介3</p><p>　　1.2機構的動態(tài)靜力分析3</p><p>　　1.3凸輪機構構設計3</p><p>　　1.4.設計數據4</p><p>　　二、壓床機構的設計5</p><p>　　2.1.傳動方案設計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A5</p><p>　　2.1.3.六桿機構B6</p><p>　　2.2.確定傳動機構各桿的長度6</p><p>　　三.傳動機構運動分析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、凸輪機構設計17</p><p><b>　　五、齒輪設計19</b></p><p>　　5.1.全部

6、原始數據19</p><p>　　5.2.設計方法及原理19</p><p>　　5.3.設計及計算過程19</p><p><b>　　參考文獻21</b></p><p>　　一、機構簡介與設計數據</p><p><b>　　1.1.機構簡介</b></p

7、><p>　　圖示為壓床機構簡圖，其中六桿機構為主體機構。圖中電動機經聯軸器帶動三對齒輪將轉速降低，然后帶動曲柄1轉動，再經六桿機構使滑塊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，驅動油泵向連桿機構的供油。</p><p>　?。╝）壓床機構及傳動系統(tǒng)</p><p>　　1.2機構的動態(tài)靜力分析

8、

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

10、析中所得的結果。</p><p>　　要求：確定機構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凸輪機構構設計</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。以上內容作在2號圖紙上</p><p><b>　　1.4.設計數據</b></p><p><b>　　二、壓床機構的設計</b></p><p&g

12、t;　　2.1.傳動方案設計</p><p>　　2.1.1.基于擺桿的傳動方案</p><p>　　2.1.2.六桿機構A</p><p>　　2.1.3.六桿機構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>　?。?.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?。?？ √ ？ √ ？ √</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. 機構動態(tài)靜力分析</p><p>　　1．各構件的慣性力，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)分析構件5</b></p><p>　　對構件5進行力的分析，選取比例尺作其受力圖</p><p><b>　　構件5力平衡： </b></p><p>　　則=-10×47.44=-474.4N</p><p><b&

27、gt;　　=474.4N</b></p><p>　　(2)分析構件2、3</p><p><b>　　單獨對構件2分析：</b></p><p>　　桿2對C點求力矩，可得：</p><p><b>　　單獨對構件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?。骸?√ √ √ √ √ √ ？ ？<

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力分析工具————simulation，利用它可以幫助用戶判斷目前設計的零件是否能夠承受實際工作環(huán)境下的載荷，它是COMOSWorks產品的一部分。Simulation利用設計分析向導為用戶提供了一個易

31、用、分析的設計分析方法。向導要求用戶提供用于零件分析的信息，如材料、約束和載荷，這些信息代表了零件的實際應用情況。</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，被廣泛應用于玩具、鐘表、相機、機械制造、五金制品等設計之中。</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力分析途徑，通過對構件的設置約束點與負載，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，經過soild works simulatio

33、n運算后得到上圖的應力分布圖，通過不同色彩所對應的應力，我們可以清楚的看到各個應力的分布情況，雖然負載與理論計算的數據有偏差，不過對于我們了解零件的應力分布已經是足夠了。</p><p><b>　　四、凸輪機構設計</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、齒輪設計</b></p><p>　　5.1.全部原始數據</p><p>

37、;　　5.2.設計方法及原理</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.設計及計算過程</p><p><b>　　變位因數選擇</b>

38、</p><p><b>　?、徘髽藴手行木?</b></p><p>　?、七x取，由此可得嚙合角</p><p>　?、乔笞兾灰驍抵停海缓笤邶X數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：</p><p>　　b.齒頂高變動系數：</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高級零件和曲面建模》.機械工業(yè)出版社.2005.</p><p>　　[5].上官林建,魏崢.《soildworks