机械原理课程设计之压床机构Word文档格式.docx

1、 推 程角3。，远休止角S ?，回程角S ，从动件的 运动规律见表9-5，凸轮与曲柄共轴。按a 确定凸轮机构的基本尺寸.求 出理论廓线外凸曲线的最小曲率半径 p。选取滚子半径r， 绘制凸轮实际廓线。以上内容作在 2号图纸上.设计数据设计内容连杆机构的设计及运动分析符号单位mm度r/mi n数 据I50140220601201501/21/4100II17026018090III 70 200 310 60 120 210 1/2 1/4 90 1/2 1/2连杆机构的动态静力分析及飞轮转动惯量的确定S G2G3G5N1/306604403004000:1060720r 5507000 :160

2、0104084011000凸轮机构设计aS/01640802075181303813542651、压床机构的设计.传动方案设计2.1.1.基于摆杆的传动方案优点：结构紧凑，在C点处，力的方 向与速度方向相同，所以传动角90，传动效果最好；满足急 回运动要求； 缺点：有死点，造成运动的不确定， 需要加飞轮，用惯性通过；2.12六杆机构A2.1.3.六杆机构B结构紧凑，满足急回运动要求;机械本身不可避免的问题存在。综合分析：以上三个方案，各有千秋，为了保证传动的准确性，并且以满足要求为目 的，我们选择方案三。.确定传动机构各杆的长度 hl 50mm,h2 140mm, h3 220mm , 3 6

3、0 , 3 120CE 1H 180mm, ,CD 2如右图所示，为处于两个极限位置时的状态。根据已知条件可得：tan 卫 -50 12.8h2 220在三角形ACD和ACD中用余弦公式有：由上分析计算可得各杆长度分别为:三.传动机构运动分析项目数值.速度分析n1 100r/minw12 n12 10010.467rad /s,逆时针;大小0.577铅垂方向 CD AB BCEF选取比例尺uv 0.0105m/S，作速度多边形如图所示;由图分析得：Vc Uv pc = x =0.07484m/svCB uv bc =0.486m/svE uv pe =0.11224m/svF uv pf =0

4、.0828m/svFE uv ef =x =0.05744m/svs2 Uv PS2 = x 69.32mm =0.27728m/svs3 uv ps3 = x 14.03mm =0.05612m/sVCB=s （顺时针）I BC3 3 =乞=S （ 逆时针）1 CD3 4 =些=S （ 顺时针）1 EF速度分析图:.加速度分析yOJrelnTncaB2WiIAB x =5.405m/saBcwl BC = x =1.059m/snaCDW3lCD =x =0.056m/saEFW4|ef =x =0.088m/sn ttac = a CD+ a c= aB+ a cb+ a? V ? VV方

5、向 C T D 丄 CD BA丄BC CT B选取比例尺卩a=（m/s2）/mm,作加速度多边形图ac |Uapc =x =4.5412m/saEe = x =6.8116m/saCBb =x =2.452 m/sn = x =4.5408 m/saF = a e + a fe+ a feV ?V f Ft E丄FEaF f = x =5.1768 m/sas2s2=x =4.8388m/sas3 s3 = x = 3.406m/sCBaF ua pf = x = 5.1768m/slCBm/s2rad/s 23t acD=45.408 m/s（顺时针）机构动态静力分析FrmaxJs2Js3万

6、案11.各构件的惯性力，惯性力矩：Fg2 m2 as2 Gs2 as2 =660X =（与 a$2 方向相同）gFg3 m3 as3 G3 as3 =440X =（与 a$3 方向相反）Fg5 m5 aF 匹生=300X =（与a，方向相反）Fr 匚咤=4000/10=400N10M 12J s22=X =（顺时针）M 13J s33=X =（逆时针）hg2一-9.439mm卜g2hg3M I3=25.242mm卜g32.计算各运动副的反作用力（1）分析构件5对构件5进行力的分析，选取比例尺uF 10N /mm,作其受力图 构件5力平衡：Fg5 G5 R65 R45 0则 R45 u F 14

7、5 =-10 X =（2）分析构件2、3单独对构件2分析：杆2对C点求力矩，可得：r：2 l BC G2 l G2 Fg2 l Fg 2 0 单独对构件3分析：杆3对C点求矩得：解得：R；3 265.103N对杆组2、3进行分析：R43+Fg3+G3+tR3+ Fg2+G2+Rl2+Rl2+RF63=0大小：“ V V V ? ?方向：VVVV V V V V V选取比例尺卩F=10N/mm作其受力图 则 Rn12=10X =1568N R 63=10X =.（3）求作用在曲柄AB上的平衡力矩MbFg2Fg3Fg5MI2MI3Mb氏63R63Rn12R12R34R45R56R61.基于soil

8、dworks 环境下受力模拟分析：装配体环境下的各零件受力分析Soild works为用户提供了初步的应力分析工具 simulation ，利用它可以帮助用户判断目前设计的零件是否能够承受实际工作环境下的载荷， 它是COMOSWor产品的一部分。Simulation利用设计分析向导为用户提供了一个易用、分析的设计分析方法。 向导要求用户提供用于零件分析的信息，如材料、约束和载荷，这些信息代表了零件的 实际应用情况。Simulation使用了当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环境中并与soild works 软件无缝集成，被广泛应用于玩具、钟表、相 机

9、、机械制造、五金制品等设计之中。von Kists （N/m2）_ 5,4含艺r3,172 92t TZ1. 02f 2G9. 11, 17. 11, 3S5. 2913. 2461. 39. 3连杆受力情况Soild works中的simulation 模块为我们提供了很好的零件应力分析途径，通过对 构件的设置约束点与负载，我们很容易得到每个零件在所给载荷后的应力分布情况。由于不知道该零件的具体材料，所以我选用了 soild works 中的合金钢材料，并且在轴棒两端加载了两个负载，经过 soild works simulation 运算后得到上图的应力分布图，通过不同色彩所对应的应力，我们

10、可以清楚的看到各个应力的分布情况，虽然负载 与理论计算的数据有偏差，不过对于我们了解零件的应力分布已经是足够了。四、凸轮机构设计ha S 0S 01S 0 /（0）方案11730552585有roH0.4537.778mm。有0.45 ro,即取 r0 38mm ,取 rr 4mm。在推程过程中:2hw2 cos 2 得2 0当S 0 =550时，且00 S =0,即该过程为加速推程段 当S 0 =550时，且S =,则有a=0,即该过程为减速推程段h 1 cosS00.厂015200250350400450500550（mm）所以运动方程s2hw2 cos（一）在回程阶段，由a 2 9 得:

11、当S 0 =850时，且00v S ,则有a=,则有a=0,即该过程为加速回程段80085090095010001050110011501200所以运动方程51250130013501400145015001550165凸轮廓线如下五、齿轮设计.全部原始数据.设计方法及原理考虑到负传动的重合度虽然略有增加，但是齿厚变薄，强度降低，磨损增大：正传 动的重合度虽然略有降低，但是可以减小齿轮机构的尺寸，减轻齿轮的磨损程度，提高 两轮的承载能力，并可以配凑中心距，所以优先考虑正传动。.设计及计算过程1变位因数选择求标准中心距a : am（z, Z2） 122 5 ;122.5mm,选取 a 127.5

12、mm，由此可得啮合角cos a cos 122.5 cos20a 127.5求变位因数 禺X2之和：X! X2 （Zl Z2）（inv inv）1.1044，然后在齿数组合为 2ta nzi 11, Z2 38的齿轮封闭线上作直线Xi X2 1.1044，此直线所有的点均满足变位因数 之和和中心距122.5mm的要求，所以x1 0.574, x2 0.5304，满足两齿根相等的要求。2 、计算几何尺寸由X1 X2 0可知，该传动为正传动，其几何尺寸计算如下:a.中心距变动系数：（a a） 127.5 122.5 .y 5 1b.齿顶咼变动系数：x1 x2 y 1.1044 1 0.1044c.

13、齿顶高：d.齿根高：e.齿全高：f.分度圆直径:g.齿顶圆直径:h.齿根圆直径：i.基圆直径：j.节圆直径：k.顶圆压力角：l.重合度：a2 2 3.141.31 1.3满足重合度要求。m.分度圆齿厚：参考文献1.孙恒,陈作模,葛文杰机械原理【M.7版.北京：高等教育出版社，2001.2.崔洪斌，陈曹维.AutoCAD实践教程.北京：高等教育出版社,2011.3. 邓力， 高飞 . soild works 2007 机械建模与工程实例分析 ， 清华大学出版 社.2008.4.soildworks 公司, 生信实维公司 . soildworks 高级零件和曲面建模 . 机械工业出版社.2005.5.上官林建,魏峥.soildworks三维建模及实例教程，北京大学出版社.2009.