機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)--壓床機(jī)構(gòu)

1、<p><b>　　課 程 設(shè) 計(jì)</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)名稱： 《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué) 生 姓 名： </p><p>　　學(xué) 院： <

2、/p><p>　　專業(yè)及班級： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2013 年 1 月 10 日

3、</p><p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書</p><p><b>　　設(shè)計(jì)目的：</b></p><p>　　在學(xué)習(xí)和了解機(jī)械的通用構(gòu)件和機(jī)械運(yùn)行基本原理的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合，深入了解機(jī)械的通用構(gòu)件和機(jī)械運(yùn)行基本原理在工程常見機(jī)械中的應(yīng)用，提高學(xué)生將機(jī)械原理的基本概念和原理綜合應(yīng)用能力和實(shí)際動手能力。</p>

4、<p><b>　　學(xué)生提交設(shè)計(jì)期限：</b></p><p>　　在本學(xué)期2012年12月17日至2012年12月21日完成，設(shè)計(jì)必須學(xué)生本人交指導(dǎo)老師評閱。</p><p><b>　　本設(shè)計(jì)參考材料：</b></p><p>　　《機(jī)械原理》 《機(jī)械原理課程指導(dǎo)書》</p><p

5、><b>　　設(shè)計(jì)題目的選定：</b></p><p>　　參考設(shè)計(jì)題目附后頁，任選一題。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求：</b></p><p><b>　　查閱相關(guān)資料；</b></p><p>　　提出整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案；</p><p&g

6、t;　　詳細(xì)設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的原理、組成及參數(shù)等；</p><p>　　說明設(shè)計(jì)分析的步驟和計(jì)算過程；</p><p>　　設(shè)計(jì)過程繪制相關(guān)設(shè)計(jì)的CAD圖紙。</p><p>　　設(shè)計(jì)成果及處理說明書主要章節(jié)：</p><p>　　設(shè)計(jì)成果（包括說明書、CAD圖紙等）；</p><p>　　設(shè)計(jì)說明書格式及主要章節(jié)：&l

7、t;/p><p>　　封面（參照學(xué)院規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)）；</p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書（包括選定設(shè)計(jì)題目與要求，可復(fù)印）；</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　說明書正文；（主要包括系統(tǒng)總體方案分析及參數(shù)確定；）</p><p><b>　　設(shè)計(jì)總結(jié)及體會；</b&

8、gt;</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)所得學(xué)分及成績評定：</p><p>　　本設(shè)計(jì)單獨(dú)算學(xué)分及成績：占1個(gè)學(xué)分。</p><p>　　考核與評分主要分四個(gè)方面：</p><p>　　學(xué)生平時(shí)出勤及工作態(tài)度；</p><p>　　說

9、明書、設(shè)計(jì)圖紙的規(guī)范與正確程度及獨(dú)立工作能力；</p><p>　　答辯成績（部分學(xué)生）。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)進(jìn)度與答疑：</b></p><p>　　確定設(shè)計(jì)題目及查閱資料，并確定方案：12.17日； </p><p>　　虛擬儀器設(shè)計(jì)及撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告：12.18日；</p><p>

10、;　　運(yùn)行調(diào)試檢測與修改，完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告：12.19～12.20日；</p><p>　　提交設(shè)計(jì)報(bào)告，部分學(xué)生答辯：12.21日。</p><p>　　學(xué)生簽名： 指導(dǎo)老師簽名： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　

11、　日 期： 2013.1.10 日 期： </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1. 設(shè)計(jì)要求------------------------------------------------------------1</p><p>　　

12、1.1 壓床機(jī)構(gòu)簡介-----------------------------------------------------------1</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容-----------------------------------------------------------------2</p><p>　　1.2.1機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動分折---------------

13、-----------------------------2</p><p>　　1.2.2機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析-----------------------------------------------2</p><p>　　1.2.3飛輪設(shè)計(jì)--------------------------------------------------------------2</p>

14、<p>　　1.2.4 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)-------------------------------------------------------2</p><p>　　1.2.5齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)--------------------------------------------------------2</p><p>　　2．壓床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì): --------------

15、---------------------------------2</p><p>　　2.1 連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動分析-----------------------------------------2</p><p>　　2.1.1作機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖-----------------------------------------------------2</p><

16、p>　　2.1.2 長度計(jì)算-------------------------------------------------------------3</p><p>　　2.1.3機(jī)構(gòu)運(yùn)動速度分析--------------------------------------------------5</p><p>　　2.1.4機(jī)構(gòu)運(yùn)動加速度分析-----------------

17、-----------------------------7</p><p>　　3．凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)--------------------------------------------------9</p><p>　　4．齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)--------------------------------------------------11</p><p>　　5．

18、心得體會--------------------------------------------------------12</p><p>　　6．參考書籍 --------------------------------------- --------------13</p><p><b>　　1. 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>&l

19、t;b>　　1.1壓床機(jī)構(gòu)簡介</b></p><p>　　圖所示為壓床機(jī)構(gòu)簡圖。其中，六桿機(jī)構(gòu)ABCDEF為其主體機(jī)構(gòu)，電動機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器帶動減速器的三對齒輪z1-z2、z3-z4、z5-z6將轉(zhuǎn)速降低，然后帶動曲柄1轉(zhuǎn)動，六桿機(jī)構(gòu)使滑塊克服阻力Fr,而運(yùn)動,曲柄通過連桿，搖桿帶動滑塊克服阻力Q沖壓零件。當(dāng)沖頭向下運(yùn)動時(shí)，為工作行程，沖頭在0.75H內(nèi)無阻力；當(dāng)在工作行程后0.25H行程時(shí)，沖頭受

20、到的阻力為Q，當(dāng)沖頭向上運(yùn)動時(shí)，為空回行程，無阻力。為了減小主軸的速度波動，在曲軸A上裝有飛輪，在曲柄軸的另一端裝有供潤滑連桿機(jī)構(gòu)各運(yùn)動副用的油泵凸輪。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)見表6-2。</p><p>　　圖1 機(jī)構(gòu)簡圖 圖2 凸輪簡圖</p><p>　　圖3 齒輪機(jī)構(gòu) 圖4 阻力線

21、圖</p><p><b>　　1.2.設(shè)計(jì)內(nèi)容：</b></p><p>　　1.2.1機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動分折</p><p>　　已知：中心距x1、x2、y, 構(gòu)件3的上、下極限角，滑塊的沖程H，比值CE／CD、EF／DE，各構(gòu)件質(zhì)心S的位置，曲柄轉(zhuǎn)速n1。</p><p>　　要求：設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu) , 作機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖、

22、機(jī)構(gòu)1～2個(gè)位置的速度多邊形和加速度多邊形、滑塊的運(yùn)動線圖。以上內(nèi)容與后面的動態(tài)靜力分析一起畫在l號圖紙上。</p><p>　　1.2.2機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析</p><p>　　已知：各構(gòu)件的重量G及其對質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動慣量Js(曲柄1和連桿4的重力和轉(zhuǎn)動慣量（略去不計(jì))，阻力線圖(圖9—7)以及連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動分析中所得的結(jié)果。</p><p>　　要求：確定機(jī)構(gòu)

23、一個(gè)位置的各運(yùn)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(yùn)動分析的圖樣上。</p><p><b>　　1.2.3飛輪設(shè)計(jì)</b></p><p>　　已知：機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的速度不均勻系數(shù)δ，有動態(tài)靜力分析中所得的平衡力矩My，驅(qū)動力矩Ma為常數(shù)，飛輪安裝在曲柄軸A上。</p><p>　　要求：用慣性力法求飛輪動慣量JF.</p&

24、gt;<p>　　1.2.4凸輪機(jī)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　已知：從動件沖程H，許用壓力角[α]．推程角 φ，遠(yuǎn)休止角φs，回程角φ'，從動件的運(yùn)動規(guī)律，凸輪與曲柄共軸。</p><p>　　要求：按[α]確定凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸．求出理論廓線外凸曲線的最小曲率半徑ρmin。選取滾子半徑rg，繪制凸輪實(shí)際廓線。</p><p>　　1.2.5

25、齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　已知：齒數(shù)Z5,Z6模數(shù)m分度角α齒輪為正常齒制，工作情況為開式齒輪，齒輪與曲柄共軸。</p><p>　　要求：選擇兩輪變位系數(shù)x1,x2,計(jì)算此對齒輪傳動的各部分尺寸。</p><p><b>　　2.壓床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1作機(jī)構(gòu)的位置簡圖</p&g

26、t;<p>　　機(jī)構(gòu)的極限點(diǎn)和中間的位置簡圖</p><p><b>　　圖5 機(jī)構(gòu)位置簡圖</b></p><p>　　2.1.2 長度計(jì)算 </p><p><b>　　表1 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表</b></p><p>　　1. 已知：X1＝70mm</p><p&

27、gt;　　X2＝200mm，Y＝310mm Ψ3'＝60°，Ψ3''＝120°</p><p><b>　　H＝210mm</b></p><p>　　CE/CD=1/2, EF/DE=1/4</p><p>　　由條件可得；∠E1DE2=60°</p>&l

28、t;p><b>　　∵DE2=DE1</b></p><p>　　∴△DE1E2等邊三角形</p><p>　　過D作DJ⊥E1E2，交E1E2于J，交F1F2于H</p><p>　　∵ DE1=DE2 ∠E1DE2=60°∠JDE1=30°</p><p>　　又∵ Ψ3’＝60

29、6;</p><p><b>　　∴∠JDI=90°</b></p><p>　　∴HDJ是一條水平線，</p><p><b>　　∴DH⊥F1F2</b></p><p>　　∴F1F2∥E1E2</p><p>　　過F2作F2K⊥E1E2 過E1作E1G⊥F

30、1F2，∴F2K＝E1G</p><p>　　在△F2KE2和△E1GF1中，KF2＝GE1，F(xiàn)2E2=E1F1, </p><p>　　∠F1KE1=∠E2GF2=90°</p><p>　　∴△F1KE1≌△E2GF2</p><p><b>　　∴KE2= GF1<

31、/b></p><p>　　∵E1E2=E2K+KE1, F1F2=F1G+GF2</p><p>　　∴E1E2=F1F2=H</p><p>　　∵△DE1E2是等邊三角形</p><p>　　∴DE2=F1F2=H=210mm ∴DE=210mm</p><p>　　∵EF/DE=1/4, CE/CD

32、=1/2 </p><p>　　∴EF=DE/4=210/4=52.5mm CD=2*DE/3=2*210/3=140mm</p><p>　　連接AD,有tan∠ADI=X1/Y=70/310</p><p><b>　　又∵AD=mm</b></p><p>　　令∠ADI= 責(zé)sin=70/317.33

33、 cos=310/317.33</p><p>　　∴在三角形△ADC和△ADC’中，由余弦定理得：</p><p>　　AC2==383.44mm </p><p>　　AC1==245.41mm</p><p>　　∴AB=(AC2-AC1)/2= 69.015mm BC=(AC1+AC2)/2=314.425

34、mm</p><p>　　BS2/BC=1/2 DS3/DE=1/2</p><p>　　∴BS2=BC/2=157.21 mm DS3=DE/2=105mm </p><p>　　由上可得各桿件的長度：</p><p><b>　　表2 桿件的長度表</b></p>

35、;<p>　　2.1.3 機(jī)構(gòu)運(yùn)動速度分析</p><p>　　已知：n1=90r/min；機(jī)構(gòu)處于B，分析速度。</p><p><b>　　圖6 機(jī)構(gòu)位置圖</b></p><p>　　= rad/s = =9.425 rad/s 逆時(shí)針</p><p>　　= ·lAB = 9.42

36、5×0.069015=0.650m/s</p><p>　　= + </p><p>　　大小 ? 0.65 ?</p><p>　　方向 ⊥CD ⊥AB ⊥BC</p><p>　　選取比例尺μv=0.004m/(mm/s)，作速度多邊形</p>

37、<p><b>　　圖7 速度多邊形</b></p><p>　?。?#183; ＝0.03/0.05=0.600m/s</p><p>　?。?#183; ＝0.009/0.05=0.180m/s</p><p>　　＝· ＝0.45/0.05=0.900m/s</p><p>　?。?#183;

38、 ＝0.44/0.05=0.880m/s</p><p>　　＝·＝0.01/0.05=0.200m/s</p><p>　?。?#183;＝0.031/0.05mm＝0.620m/s</p><p>　?。?#183;＝0.022/0.05mm＝0.440m/s</p><p>　　∴＝＝0.18/0.314425=0.572ra

39、d/s (逆時(shí)針)</p><p>　　ω＝＝0.60/0.140=4.290rad/s (順時(shí)針)</p><p>　　ω＝＝0.20/0.0525=3.809rad/s (順時(shí)針) </p><p><b>　　表3 速度表</b></p><p>　　2.1.4機(jī)構(gòu)運(yùn)動加速度分析：</p&

40、gt;<p>　　aB=ω12LAB=9.4252×0.069015=6.130m/s2</p><p>　　anCB=ω22LBC=0.5722×0. 314425=0.103m/s2</p><p>　　anCD=ω32LCD=4.2902×0.14=2.577m/s2 </p><p>　　anFE =ω42LEF

41、=3.8092×0.0525=0.762m/s2</p><p>　　= anCD+ atCD= aB + atCB + anCB</p><p>　　大?。?？ √ ？ √ ？ √</p><p>　　方向： ？ C→D ⊥CD B→A ⊥BC C→B</p><p>　　選取比例尺μa=0.04

42、m/ (mm/s2),作加速度多邊形圖</p><p>　　圖8 加速度多邊形圖</p><p>　　aC=·=0.0033/0.01=3.300m/s2</p><p>　　aE=·=0.05/0.01=5.000m/s2</p><p>　　atCB=· =0.031/0.01=3.100m/s2</

43、p><p>　　atCD=·=0.019/0.01=1.900m/s2</p><p>　　aF = aE + anEF + atEF</p><p>　　大小： ? √ √ ?</p><p>　　方向： √ √ 　F→E ⊥EF&

44、lt;/p><p>　　aF=0.032/0.01=3.200m/s2</p><p>　　as2=0.042/0.01=4.200m/s2</p><p>　　as3=0.025/0.01=2.500m/s2</p><p>　　= atCB/LCB=3.100 /0.314425=9.859 m/s2</p><p>

45、　　= atCD/LCD=1.900/0.14=13.571 m/s2 </p><p><b>　　表4 加速度表</b></p><p><b>　　凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　表5 凸輪參數(shù) </p><p><b>　　2).凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</b&g

46、t;</p><p><b>　　1.凸輪基本尺寸</b></p><p>　　凸輪的基本參數(shù)如表6-2，因而凸輪的角速度為w=9.425rad/s。利用余弦加速度運(yùn)動規(guī)律的推程的運(yùn)動方程式（4-3a)，回程的運(yùn)動方程式（4-3b)可知，</p><p>　　當(dāng)σ=27.50時(shí)，從動件速度v有最大值，且為v=292.93mm/s</p&g

47、t;<p>　　因而e=v/2w=15.5mm 取e=16mm</p><p><b>　　(4-3a)</b></p><p><b>　　( 4-3b)</b></p><p>　　再利用公式（4-13)和 (4-12)可求的凸輪的基圓半徑r0=40mm</p><p>

48、　　r0 (4-13)</p><p>　　rt0.4r0 (4-14)</p><p>　　有基圓半徑R0=40mm e=16mm 滾子半徑 R=8mm </p>

49、<p><b>　　在推程過程中：</b></p><p>　　由a=2πhω2 sin(2πδ/δ0)/δ02得</p><p>　　當(dāng)δ0 =650時(shí)，且00<δ<32.50,則有a>=0,即該過程為加速推程段,</p><p>　　當(dāng)δ0 =650時(shí),且δ>=32.50, 則有a<=0,即該過程為

50、減速推程段</p><p>　　所以運(yùn)動方程S=h [(δ/δ0) -sin(2πδ/δ0)/(2π)] </p><p>　　在回程階段，由a=-2πhω2 sin(2πδ/δ0’)/ δ0’ 2得</p><p>　　當(dāng)δ0’ =750時(shí)，且00<δ<37.50,則有a<=0,即該過程為減速回程段,</p><p>　

51、　當(dāng)δ0’ =750時(shí),且δ>=37.50, 則有a>=0,即該過程為加速回程段</p><p>　　所以運(yùn)動方程S=h[1-(δ/δ0’)+sin(2πδ/δ0’) /(2π)]</p><p>　　當(dāng)δ0 =650時(shí)，且00<δ<32.50,則有a>=0,即該過程為加速推程段,</p><p>　　當(dāng)δ0 =650時(shí),且δ>=

52、32.50, 則有a<=0,即該過程為減速推程段</p><p>　　所以運(yùn)動方程S=h [(δ/δ0) -sin(2πδ/δ0)/(2π)] </p><p><b>　　表6 凸輪位置數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　凸輪廓線如下:</b></p><p>　?。╝）

53、 (b)</p><p>　　圖9 (a)凸輪輪廓圖 (b)位移和角度關(guān)系圖</p><p><b>　　4.齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　已知:齒輪,齒輪為正常齒制，工作情況為開式傳動，齒輪與曲柄共軸。</p><p>　　由于其中一齒輪齒數(shù)小于17，

54、要避免產(chǎn)生根切現(xiàn)象必存在變位系數(shù)，必要增大其中心距，</p><p>　　取a’=130mm,求得’=21,142°</p><p>　　經(jīng)計(jì)算后取變位系數(shù) ：</p><p>　　x5=0.393 mm > Xmin5=0.3529 mm</p><p>　　x6=-0.222 mm > Xmin6=-0.8824 m

55、m</p><p><b>　　分度圓直徑：</b></p><p>　　d=m* Z=66.0mm</p><p>　　d=m* Z=192.0mm</p><p><b>　　基圓直徑：</b></p><p>　　d= d*cos=62.024mm</p>

56、<p>　　d= d*cos= db6=180.433mm</p><p><b>　　齒厚：</b></p><p>　　S=（）*m= 10.961mm</p><p>　　S=（）*m= 8.628 mm</p><p><b>　　齒頂高：</b></p><

57、p>　　h=（h+x）*m=8.329mm</p><p>　　h=（h+x）*m = 4.642mm</p><p><b>　　齒底高：</b></p><p>　　h=（ h+c- x）*m=4.62mm</p><p>　　h=（ h+c- x）*m=8.829mm</p><p>

58、　　齒頂圓直徑和齒底圓直徑：</p><p>　　d= d+ 2h=83.618mm</p><p>　　d= d-2h=56.675mm</p><p>　　d= d+2h=200.325 mm</p><p>　　d= d-2h=173.382mm</p><p><b>　　重合度: </b>

59、;</p><p><b>　　=1.390</b></p><p><b>　　5．心得體會</b></p><p>　　做機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是第一次做課程設(shè)計(jì)，一開始都不知道課程設(shè)計(jì)是什么東西，通過老師的指導(dǎo)已經(jīng)自己的學(xué)習(xí)終于有了自己的思路。在課程設(shè)計(jì)中充分體現(xiàn)從學(xué)習(xí)到運(yùn)用再到實(shí)踐的過程。短短的一周課程設(shè)計(jì)，過的很快卻過

60、得非常忙碌充實(shí)，學(xué)到了很多東西。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)綜合性非常強(qiáng)，做機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)涉及到機(jī)械原理課理論知識、理論力學(xué)理論知識、CAD計(jì)算機(jī)繪圖，做課程設(shè)計(jì)把以前所學(xué)的這些知識重新溫習(xí)了一遍。要做好這一門課程設(shè)計(jì)，就必須學(xué)會聯(lián)系并綜合運(yùn)用這些知識，還要適當(dāng)?shù)娜ゲ殚喴恍┢渌馁Y料。做完課程設(shè)計(jì)最大的收獲就是我覺得CAD熟練多了，許多以前沒有掌握的技巧現(xiàn)在學(xué)會了。相當(dāng)于把以前學(xué)過的內(nèi)容深一層地復(fù)習(xí)了一遍，知

61、識的運(yùn)用更靈活了。</p><p>　　在課程設(shè)計(jì)中我深深地體會到我們學(xué)習(xí)中的許多不足之處。首先學(xué)習(xí)知識太過于散亂，各科內(nèi)容很少有機(jī)會聯(lián)系結(jié)合起來，更是也很少有機(jī)會讓我們?nèi)?shí)踐，去把這些知識運(yùn)用到一起，做成一個(gè)實(shí)際有意義的作品出來。再者我們的課程經(jīng)常學(xué)完了就不管了，用不了多久就忘得一干二凈，到畢業(yè)時(shí)甚至有些課程究竟學(xué)到了什么東西都不知道。還有許多學(xué)生對實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)等實(shí)踐性課程不重視，只重視有考試的課程，實(shí)踐嚴(yán)重不足

62、。我們應(yīng)該把理論用于實(shí)踐，只有通過實(shí)踐才能創(chuàng)造有價(jià)值的東西。</p><p><b>　　6.參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 潘存云，唐進(jìn)元. 機(jī)械原理 [M]湖南：中南大學(xué)出版社，2011</p><p>　　[2] 王湘江. 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 [M]湖南：中南大學(xué)出版社，2011</p><p>