机械原理课程设计压床机构的设计

由天下分享时间：2025/2/20 18:24:17 加入收藏我要投稿点赞

压床机构设计说明书

院系：机电工程学院班级:机械XXX班学号: 姓名: 指导老师:

一、设计题目

压床机构的设计二、工作原理

压床机械是由六杆机构中的冲头（滑块）向下运动来冲压机械零件的。图1为其参考示意图，其执行机构主要由连杆机构和凸轮机构组成，电动机经过减速传动装置（齿轮传动）带动六杆机构的曲柄转动，曲柄通过连杆、摇杆带动滑块克服阻力F冲压零件。当冲头向下运动时，为工作行程，冲头在0.75H内无阻力；当在工作行程后0.25H行程时，冲头受到的阻力为F；当冲头向上运动时，为空回行程，无阻力。在曲柄轴的另一端，装有供润滑连杆机构各运动副的油泵凸轮机构。三、设计要求

电动机轴与曲柄轴垂直，使用寿命10年，每日一班制工作，载荷有中等冲击，允许曲柄转速偏差为±5％。要求凸轮机构的最大压力角应在许用值[α]之内，从动件运动规律见设计数据，执行构件的传动效率按0.95计算，按小批量生产规模设计。四、原始数据见下表

转速n2 (r/min) 95 距离x1 (mm) 导杆距离x2 (mm) 机构距离y (mm) 运动冲头行程H (mm) 分析上极限角 Φ1 (°) 50 140 160 150 120 下极限角Φ2(°) 60 工作阻力Fmax(N) 导杆连杆3质量m3 (kg) 机构连杆3质心转动惯量 Js3 (kg ·m2) 动态滑块6质量m6 (kg) 静力摇杆4质量m3 (kg) 分析摇杆4质心转动惯量 Js4 (kg ·m2) 4300 60 0.21 34 40 0.2 凸轮机构设计从动件最大升程H 20 从动件运动规律余弦许用压力角 [?] 30° 推程运动角 ?0 60° 远休止角 ?s 10° 回程运动角 ?0? 五、内容及工作量

60° 1、根据压床机械的工作原理，拟定执行机构（连杆机构），并进行机构分析。 2、根据给定的数据确定机构的运动尺寸, lCB=0.5lBO4，lCD=(0.25～0.35)lCO4。要求用图解法设计，并将设计结果和步骤写在设计说明书中。

3、连杆机构的运动分析。分析出滑块6的位移、速度、加速度及摇杆4的角速度和角加速度。

4、连杆机构的动态静力分析。求出最大平衡力矩和功率。

5、凸轮机构设计。根据所给定的已知参数，确定凸轮的基本尺寸（基圆半径ro、偏距e和滚子半径rr），并将运算结果写在说明书中。画出凸轮机构的实际廓线。

6、编写设计说明书一份。应包括设计任务、设计参数、设计计算过程等。

六、设计计算过程

1. 压床执行机构（六杆机构）的设计

根据给定的数据，利用autocad绘制出当摇杆摆到两极限位置时，机构运动简图（图3）。

图3 摇杆摆到两极限位置时，机构运动简图

由图3可知，因为DD1?150（即压头的行程H）,而三角形CC1O4为等边三角形，可推出四边形CC1D1D为平行四边形，则CO4?C1O4?CC1?DD1?150

则CD?0.35CO4?52.5，由CB?0.5BO4，则BO4?100 ,

50?0.3125,则?O2O4E?17.40,?B1O4O2?42.6?, 160222tan?O2O4E?(B1O4?O2O4?B1O2)22COS?BOO?OO?(40?160)?165在三角形O2O4E中，24，由得1422B1O4?O2O4O2B?O2B1?48.55, 出B1O2=113.7，同理可得BO2=210.8,所以O2A?2AB?O2A?O2B1?162.3，

所以得到四条杆长O2A=48.55，AB=162.3，BO4?100，

O2O4?(402?1602)?165

利用上述求得的曲柄摇杆机构各杆的长度，利用一款四杆机构设计及运动分析软件（图4），输入四杆的杆长后可以得到：行程速比系数K=(1800+?)/(1800-?)得，K=1.105，摇杆的摆角? =600。

图4 四杆机构的运动分析

图5 摇杆的角位移曲线图6 摇杆的角速度曲线图7 摇杆的角加速度曲线

下面分析当摇杆分别摆到两极限位置时，滑块的速度及加速度。原始数据要求，杆件2的转速n=80r/min，则其角速度w1为：

80*2*π rad/s=8.38 rad/s 60w1=

点A的线速度VA=w1 lO A=0.41 m/s

用相对运动图解法作出以下两个位置的速度多边形和加速度多边形。

（1）上极限位置

1）此时，机构运动简图如图8所示。

图8 摇杆摆到上极限位置时机构运动简图