機械原理課程設(shè)計-壓床六連桿機構(gòu)設(shè)計說明書.doc

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1、 機械原理課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目：六 連 桿 機 構(gòu) 設(shè) 計機電工程學(xué)院（系）機械設(shè)計制造及自動化專業(yè) 班級: 學(xué)號: 設(shè)計者: 指導(dǎo)老師: 鄭志蓮 完成日期 2012 年6 月30日 目錄一. 設(shè)計要求-31. 壓床機構(gòu)簡介-32. 設(shè)計內(nèi)容-3(1) 機構(gòu)的設(shè)計及運動分折-3(2) 機構(gòu)的動態(tài)靜力分析-3二壓床機構(gòu)的設(shè)計: -41. 連桿機構(gòu)的設(shè)計及運動分析-4(1) 作機構(gòu)運動簡圖-5(2) 計算長度-62. 機構(gòu)運動分析-83. 機構(gòu)運動分析- 104. 機構(gòu)動態(tài)靜力分析-135. 運動曲線總成-226. 小結(jié)-24一、壓床機構(gòu)設(shè)計要求1.壓床機構(gòu)簡介下圖所示為壓床機構(gòu)簡圖。其中，六

2、桿機構(gòu)ABCDEF為其主體機構(gòu)，電動機經(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，六桿機構(gòu)使滑塊5克服阻力Fr而運動。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構(gòu)各運動副用的油泵凸輪。2.設(shè)計內(nèi)容：（1）機構(gòu)的設(shè)計及運動分折已知：中心距x1、x2、y, 構(gòu)件3的上、下極限角，滑塊的沖程H，比值CECD、EFDE，各構(gòu)件質(zhì)心S的位置，曲柄轉(zhuǎn)速n1。要求：設(shè)計連桿機構(gòu) , 作機構(gòu)運動簡圖、機構(gòu)12個位置的速度多邊形和加速度多邊形、滑塊的運動線圖。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。（2）機構(gòu)的動態(tài)靜力分

3、析已知：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)，阻力線圖(圖97)以及連桿機構(gòu)設(shè)計和運動分析中所得的結(jié)果。要求：確定機構(gòu)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。二、壓床機構(gòu)的設(shè)計1、連桿機構(gòu)的設(shè)計及運動分析表9-5設(shè)計內(nèi)容連桿機構(gòu)的設(shè)計及運動分析單位mm（）mmr/min符號X1X2yHCE/CDEF/DEn1BS2/BCDS3/DE數(shù)據(jù)9050220601201501/21/41001/21/2已知：G2=660 N,G3=440 N,G5= 300 NJs2=0.28 Kgm2, JS3=0.085

4、 Kgm2, Pr max=4000 N(1)機構(gòu)運動簡圖（60度、160度）（60度） （160度）（2） 長度計算：設(shè)計內(nèi)容連桿機構(gòu)的設(shè)計及運動分析單位mm（）mmr/min符號X1X2yHCE/CDEF/DEn1（順）BS2/BCDS3/DE數(shù)據(jù)9050220601201501/21/41001/21/2由于=60，即=60,又因為DE=故三角形為正三角形=DE又分別過E，作以EF為半徑的圓，交右側(cè)導(dǎo)軌于F和知：EF且EF=四邊形為平形四邊形=H=150mm DE=150mm EF=DE/4=37.5mm 在上極限位置：與共線在三角形中：=-=且有AD=225.61mm所以由余弦定理可知

5、：=272.46mm同理可知：在下極限位置時有ADC=60-=173.89mm從而解得：AB=49.3mm，BC=223.2mm 綜上得：AB=49.3mm， BC=223.2mm， EF=37.5mm， DE=150mm， DC=100mm2、 機構(gòu)運動分析：.時的速度分析：已知n=100 r/min，所以=2/60=10.47 rad/s=0.52m/s= + 大小 ? 0.52 ?方向 CD AB BC選取比例尺=（0.01m/s）/mm，做速度多邊形如下：=0.0130.92=0.3092m/s=0.0132.84=0.3284m/s=0.0146.38=0.4638m/s =0.01

6、41.08=0.4108m/s=0.0118.75=0.1875m/s=0.0139.52=0.592m/s=0.0123.19=0.2319m/s =1.408rad/s=3.092rad/s=5.0rad/s.時的加速度分析：=12lAB=5.404m/s2=22lBC=0.462m/s2=32lCD=0.956m/s2 = + = + + 大?。?？ ？ ？方向： ？ CD CD BA CB BC 選取比例尺=（0.1）/mm，作加速度多邊形：=0.140.36 =4.036m/s2=0.160.54 =6.054m/s2=0.134.12 =3.412 m/s2=0.139.21 =3

7、.921m/s2= + + 大小? ?方向 FE EF=6.841 m/s2=4.443m/s2=3.023m/s2= /=14.631rad/s2 -= /=39.12rad/s23、 機構(gòu)運動分析：時的速度分析：已知n=100 r/min，所以=2/60=10.47 rad/s=0.52m/s= + 大小 ? 0.52 ?方向 CD AB BC選取比例尺=（0.01m/s）/mm，做速度多邊形如下：=0.0137.68=0.3768m/s=0.0132.55=0.3255m/s=0.0156.36=0.5636m/s =0.0154.31=0.5431m/s=0.0118.2=0.182m

8、/s=0.0142.39=0.4239m/s=0.0128.18=0.2818m/s =1.396rad/s=3.768rad/s=4.853rad/s時的加速度分析：=12lAB=5.404m/s2=22lBC=0.454m/s2=32lCD=1.420m/s2 = + = + + 大?。?？ ？ ？方向： ？ CD CD BA CB BC 選取比例尺=（0.1）/mm，作加速度多邊形：=0.137.12 =3.712m/s2=0.155.68 =5.568m/s2=0.156.25 =5.625 m/s2=0.134.3 =3.43m/s2= + + 大小? ?方向 FE EF=7.795

9、 m/s2=3.675m/s2=2.784m/s2= /=24.12rad/s2 -= /=34.3rad/s2.時動態(tài)靜力分析各構(gòu)件的慣性力，慣性力矩：FI2=m2*=G2*/g=299.22 N（與方向相反）FI3=m3*= G3*/g=135.73 N（與方向相反）FI5=m5*=G5*/g=209.42 N（與方向相反）Fr=2848NMS2=Js2*=4.097 Nm （逆時針）MS3=Js3*=3.325 Nm （順時針）h2= MS2/FI2=4.097/299.22 mm =13.69 mm h3= MS3/FI3=3.325/135.73 mm =24.50 mm .計算各運

10、動副的反作用力：對構(gòu)件5進(jìn)行力的分析:構(gòu)件5力平衡：F65+F45+FI5+Fr+G5=0，選取比例尺F=50N/mm，作其受力圖=F=5039.46=1973 N=F=502.87=143.5 N對構(gòu)件4分析對構(gòu)件2和3分析：構(gòu)件2和3分別對C點取矩：=（）/=972.1 N=（）/=73.22 N選取比例尺=20 N/mm，作桿2、3的受力圖：=206.06=121.2 N=20=1390.6 NN對構(gòu)件1受力分析：=2069.6230.23=42.09 （順時針）4. 時動態(tài)靜力分析.各構(gòu)件的慣性力，慣性力矩：FI2=m2*=G2*/g=247.5 N（與方向相反）FI3=m3*= G3

11、*/g=125.0 N（與方向相反）FI5=m5*=G5*/g=238.6 N（與方向相反）Fr=Fr max/10=4000/10=400 NMS2=Js2*=6.754 Nm （順時針）MS3=Js3*=2.916 Nm （順時針）h2= MS2/FI2=6.754/247.5 mm =27.29 mm h3= MS3/FI3=2.916/125.0 mm =23.328 mm .計算各運動副的反作用力對構(gòu)件5進(jìn)行力的分析 構(gòu)件5力平衡：F65+F45+FI5+Fr+G5=0，選取比例尺F=10N/mm，作其受力圖 104.98=49.8 N=939.9 N對構(gòu)件4分析對構(gòu)件3和2分析：構(gòu)

12、件2和3分別對C點取矩：=（）/=348.18 N=（）/=67.88 N選取比例尺=20 N/mm，作桿2、3的受力圖：=2036.93=738.6 N=20=2643.2 NN對構(gòu)件1受力分析,計算平衡力矩：=20132.236.45=96.37 （逆時針）5. 曲線圖總成 （1）（2）（3）（4）小結(jié)： 做課程設(shè)計的這二周說長不長說短也不短，比平時上課累些，但也比平時上課充實很多，我很喜歡這種充實的感覺，一想到曾經(jīng)中午不吃飯不休息就為了把它想透就感到興奮不已。說到這就不得不感謝學(xué)院給我們提供一個這樣的機會來鍛煉提高自己的水平，更要感謝老師在百忙之中抽出時間對我們進(jìn)行輔導(dǎo)。課程設(shè)計的內(nèi)容對

13、我們絕大多數(shù)學(xué)生來說的感覺是一樣的，熟悉又陌生。熟悉是因為我們所做的課題都是機械原理課程中學(xué)習(xí)過的操作單元，陌生的是對于設(shè)計過程中所涉及到的查閱資料、文獻(xiàn)、標(biāo)準(zhǔn)，計算及計算機繪圖等實際操作。這些操作我們平時接觸并不太多，課程設(shè)計不但給我們提供了一次檢驗平時知識掌握熟練程度的機會，更主要的是給了我們一次學(xué)習(xí)和鞏固知識的機會。從一開始的不知從何下手到后來的慢慢熟悉，再到后來的能基本掌握查閱資料的要領(lǐng),能較熟練的操作word、auto CAD及其他諸如Origin的專業(yè)軟件，可以說我們的知識掌握熟練程度有了很大的提高。就在這一步一步的摸索中我們感受到了知識的力量，當(dāng)我們運用平時所學(xué)習(xí)到的知識解決了課

14、設(shè)中所涉及到的哪怕是一個很小的問題時，那種喜悅的心情也是難以言表的！回想這二周的時光，雖然比較辛苦，但還是讓我們學(xué)會了許多書本上難以獲取的知識，從老師開始布置任務(wù)，拿到任務(wù)書，我們一時有點不知所措，不知如何下手，以前一直都是聽課，做作業(yè)，考試，都是理論上的東西，沒有把理論與實踐相結(jié)合，還真懷疑自己的能力，怕最終完不成此次任務(wù)。但經(jīng)過幾天的思考，整理思緒，很快就找到了突破的方向，再加上小組同學(xué)的緊密配合，一個有條理的計劃書就展現(xiàn)在了腦海里，就開始查閱資料，相關(guān)的文獻(xiàn)，雖然過程有點辛苦，但這三周的時光沒有虛度，非常充實，讓我們學(xué)到了很多東西。非常感謝學(xué)院給我們的這次課設(shè)機會，也非常感謝老師的熱心教導(dǎo)！參考文獻(xiàn)：1. 陸風(fēng)儀主編機械原理課程設(shè)計北京機械工業(yè)出版社.20062. 孫 恒、陳作模主編機械原理北京高等教育出版社19973. 徐紹軍、云忠主編，工程制圖，中南大學(xué)出版社2010注：設(shè)計壓床六桿機構(gòu)，畫出分配的兩個位置的機構(gòu)運動簡圖。此設(shè)計是課程設(shè)計中的方案一，我的角度是60度和160度。26