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1、Z S T UZhejiang Sci-Tech University机械原理课程设计说明书设计题目: 压床机构设计 专业班级： XXX 姓名学号： XXX 指导老师： XXX 完成日期： X月X日 目录一. 设计要求-31. 压床机构介绍-32. 设计内容-3(1) 机构设计及运动分折-3(2) 机构动态静力分析-3(4) 凸轮机构设计-3二压床机构设计: -41. 连杆机构设计及运动分析-4(1) 作机构运动简图-4(2) 长度计算-4(3) 机构运动速度分析-5(4) 机构运动加速度分析-6(5) 机构动态静力分析-8三凸轮机构设计-11四飞轮机构设计-12五齿轮机构设计-13六心得体会
2、-14七、参考书籍 -14一、压床机构设计要求1.压床机构介绍图96所表示为压床机构简图。其中，六杆机构ABCDEF为其主体机构，电动机经联轴器带动减速器三对齿轮z1-z2、z3-z4、z5-z6将转速降低，然后带动曲柄1转动，六杆机构使滑块5克服阻力Fr而运动。为了减小主轴速度波动，在曲轴A上装有飞轮，在曲柄轴另一端装有供润滑连杆机构各运动副用油泵凸轮。 2.设计内容：（1）机构设计及运动分折已知：中心距x1、x2、y, 构件3上、下极限角，滑块冲程H，比值CECD、EFDE，各构件质心S位置，曲柄转速n1。要求：设计连杆机构 , 作机构运动简图、机构12个位置速度多边形和加速度多边形、滑块
3、运动线图。以上内容和后面动态静力分析一起画在l号图纸上。（2）机构动态静力分析已知：各构件重量G及其对质心轴转动惯量Js(曲柄1和连杆4重力和转动惯量（略去不计)，阻力线图(图97)和连杆机构设计和运动分析中所得结果。要求：确定机构一个位置各运动副中反作用力及加于曲柄上平衡力矩。作图部分亦画在运动分析图样上。（3）凸轮机构构设计已知：从动件冲程H，许用压力角推程角。，远休止角，回程角，从动件运动规律见表9-5，凸轮和曲柄共轴。要求：按确定凸轮机构基础尺寸求出理论廓线外凸曲线最小曲率半径。选择滚子半径r，绘制凸轮实际廓线。以上内容作在2号图纸上二、压床机构设计1、连杆机构设计及运动分析设计内容连
4、杆机构设计及运动分析单位mm（）mmr/min符号X1X2yHCE/CDEF/DEn1BS2/BCDS3/DE数据70200310601202101/21/4901/21/2（1） 作机构运动简图：（2）长度计算：已知：X170mm，X2200mm，Y310mm， 60，120，H210mm，CE/CD=1/2, EF/DE=1/2, BS2/BC=1/2, DS3/DE=1/2。由条件可得；EDE=60DE=DEDEE等边三角形过D作DJEE，交EE于J，交F1F2于HJDI=90HDJ是一条水平线，DHFFFFEE过F作FKEE 过E作EGFF，FKEG在FKE和EGF中，KEGF，FE=
5、EF, FKE=EGF=90FKEEGFKE= GFEE=EK+KE, FF=FG+GFEE=FF=HDEE是等边三角形DE=EF=H=210mm EF/DE=1/2, CE/CD=1/2 EF=DE/4=180/4=52.5mm CD=2*DE/3=2*180/3=140mm连接AD,有tanADI=X1/Y=70/310又AD=mm在三角形ADC和ADC中，由余弦定理得：AC=mmAC=mmAB=(AC-AC)/2=69.015mm BC=(AC+AC)/2=314.425mmBS2/BC=1/2, DS3/DE=1/2 BS2=BC/2=314.46/2=157.2125mm DS3=D
6、E/2=210/2=105mm由上可得：ABBCBS2CDDEDS3EF69.015mm314.425mm157.2125mm140mm210mm105mm52.5mm百分比尺 0.05mm/(m/s)（3）机构运动速度分析：已知：n1=90r/min； = rad/s = =9.425 逆时针 = lAB = 9.4250.069015=0.650m/s = + 大小 ? 0.65 ?方向 CD AB BC选择百分比尺v=0.004m/(mm/s)，作速度多边形 0.03/0.05=0.600m/s 0.009/0.05=0.180m/s 0.45/0.05=0.900m/s 0.44/0.
7、05=0.880m/s0.01/0.05=0.200m/s0.031/0.05mm0.620m/s0.022/0.05mm0.440m/s0.18/0.314425=0.572rad/s (逆时针)0.60/0.140=4.290rad/s (顺时针)0.20/0.0525=3.809rad/s (顺时针) 项目数值0.6500.6000.9000.8800.6200.449.4250.5724.2903.809单位m/sRad/s（4）机构运动加速度分析：aB=12LAB=9.42520.069015=6.130m/s2anCB=22LBC=0.57220. 314425=0.103m/s2
8、anCD=32LCD=4.29020.14=2.577m/s2 anFE =42LEF=3.80920.0525=0.762m/s2= anCD+ atCD= aB + atCB + anCB大小： ？ ？ ？ 方向： ？ CD CD BA BC CB选择百分比尺a=0.04m/ (mm/s2),作加速度多边形图aC=0.0033/0.01=3.300m/s2aE=0.05/0.01=5.000m/s2atCB= =0.031/0.01=3.100m/s2atCD=0.019/0.01=1.900m/s2aF = aE + anEF + atEF大小： ? ?方向： FE EFaF=0.032
9、/0.01=3.200m/s2as2=0.042/0.01=4.200m/s2as3=0.025/0.01=2.500m/s2= atCB/LCB=3.100 /0.314425=9.859 m/s2= atCD/LCD=1.900/0.14=13.571 m/s2项目数值6.130 3.3005.000 3.2004.200 2.500 9.859 13.571单位m/srad/s（5）机构动态静力分析G2 G3G5FrmaxJs2Js3方案16001040840110001.350.39单位 N Kg.m21）各构件惯性力，惯性力矩：FI2=m2*as2=G2*as2/g=16004.20
10、0/9.8=685.714N（和as2方向相反）FI3=m3*as3= G3*as3/g=10402.500/9.8=265.306N（和as3方向相反）FI5= m5*aF=G5*aF/g=8403.200/9.8=274.286N（和aF方向相反）Fr=11000*0.1=1100 N.m（返回行程）MS2=Js2*2=1.359.859=13.310N.m （顺时针）MS3=Js3*3=0.3913.571=5.293N.m （逆时针）LS2= MS2/FI2=13.310/685.7141000=19.410mmLS3= MS3/FI3=5.293/265.3061000=19.951
11、mm2）计算各运动副反作用力(1)分析构件5对构件5进行力分析，选择百分比尺F=20N/mm，作其受力图构件5力平衡：F45+F65+FI5+G5=0则F45= 1140.0N；F65=160.0NF43=F45（方向相反）(2)对构件2受力分析对构件2进行力分析，选择百分比尺F=20N/mm，作其受力图杆2对B点求力矩，可得： FI2*LI2+G2*L2 -Ft32*LBC =0 864.222120.2776+16001.6873- Ft32314.425=0 Ft32= 339.1786N杆2对S2点求力矩，可得：Ft12*LBS2 -FI2*LS2 -Ft32*LCS2 =0Ft121
12、57.2125-864.22211.0243-339.1786157.2125=0Ft12=399.781N(3) 对构件3受力分析对构件2进行力分析，选择百分比尺F=0.05mm/N，作其受力图杆3对点C求力矩得：Ft63*LCD F43*LS3- FI3*LI3+G3*COS15*LG3 =0Ft63140-572.60417.153-365.24234.3066+ G3*COS15*17=0Ft63=77.6N构件3力平衡：Fn23+ Ft23+F43+FI3+Ft63+Fn63+G3=0则 Fn23=2401.0N ；Fn63=172.1N构件2力平衡：F32 +G2+FI2+Ft12
13、+Fn12=0 则 Fn12=1752.458N ；F12=1798.258N (4)求作用在曲柄AB上平衡力矩Mb F61=F21=1798.258N. Mb=F21* L =1798.25867.32190.001=121.062N.m（逆时针）项目FI2FI3FI5MS2MS3MbFn63Ft63数值685.714265.306274.28613.3105.29340.68172.177.6单位NN.mN项目Fn12Ft12Fn23Ft23F34F45F65F61数值3575.038.682401.0298.91140.01140.0160.03575.0单位N三、凸轮机构设计符号hs单
14、位mm（0）方案31930653575有基圆半径R0=40mm e=8mm 滚子半径 R=8mm在推程过程中：由a=2h2 sin(2/0)/02得当0 =650时，且00=0,即该过程为加速推程段,当0 =650时,且=32.50, 则有a=0,即该过程为减速推程段所以运动方程S=h (/0) -sin(2/0)/(2) 在回程阶段，由a=-2h2 sin(2/0)/ 0 2得当0 =750时，且0037.50,则有a=37.50, 则有a=0,即该过程为加速回程段所以运动方程S=h1-(/0)+sin(2/0) /(2)当0 =650时，且00=0,即该过程为加速推程段,当0 =650时,
15、且=32.50, 则有a=900Wmax/(2 *n2 *)JF= 1495.84 kg.m2五、 齿轮机构设计已知:齿轮,齿轮为正常齿制，工作情况为开式传动，齿轮和曲柄共轴。因为其中一齿轮齿数小于17，要避免产生根切现象必存在变位系数，必需增大其中心距，取a=130mm,求得=21,142经计算后取变位系数 ：x5=0.393 mm Xmin5=0.3529 mmx6=-0.222 mm Xmin6=-0.8824 mm分度圆直径：d=m* Z=66.0mmd=m* Z=192.0mm基圆直径：d= d*cos=62.024mmd= d*cos= db6=180.433mm齿厚：S=（）*m
16、= 10.961mmS=（）*m= 8.628 mm齿顶高：h=（h+x）*m=8.329mmh=（h+x）*m = 4.642mm齿底高：h=（ h+c- x）*m=4.62mmh=（ h+c- x）*m=8.829mm齿顶圆直径和齿底圆直径：d= d+ 2h=83.618mmd= d-2h=56.675mmd= d+2h=200.325 mmd= d-2h=173.382mm重合度: =1.390六、心得体会对于机械原理,我对其一直表示很害怕,因为我听学长学姐说机械原理这门课极难学，大家全部挂在这上面了。所以，我在平时花费在机械原理时间也比其它课多很多，期末考试成绩也不错。机械原理课程设计
17、这是我入大学一次做课程设计。开始我不知道什么是课程设计，所以有些茫然和不知所措，但在老师指导和同学相互帮助下还是按时完成了设计。这次课程设计让我体会很深，也学到了很多新东西。“纸上得来终觉浅，觉知此事要躬行”，不经过实践，我们又怎么能将书里知识和实际联络在一起。在这次课程设计中，充足利用了所学机械原理知识，依据设计要求和运动分析，选择合理分析方案，从而设计出比较合理机构来。这次课程设计，不仅让我们把自己所学知识利用到实际生活中去，设计部分对社会有用机构，也让我们深刻体会到团体合作关键性，因为在以后学习和工作中，但靠我们自己个人力量是远远不够，必需积聚大家智慧，才能发明出令人满意产品来。经过这次
18、试验我才亲身体会到自己学知识和实际动手之间还有一定差距。首先在画图方面，怎样布局才能使图让人清楚易懂，不显得空旷和不浪费纸张。其实要事先想好在哪一部分画什么，并确定对应百分比尺。在对结构进行力分析时候，首先要确定各杆运动方向，再确定其受力方向。在画图时候要努力争取正确，只有这么才能使计算结果和实际相差不大。在画图过程中，间接帮我们复习了以前知识，比如机械制图，理论力学等。同时，这次课程设计也为我们以后毕业设计打下了一个基础，我相信，经过这次设计，我们毕业设计时候不再见象现在这么茫然了，也一定能做好它。七、参考书籍1.机械原理（第七版）孙恒,陈作模 等主编2.材料力学（第五版）刘鸿文主编3.机械原理课程设计指导书罗洪田主编