畢業(yè)論文定稿-壓床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

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原版文檔，無(wú)刪減，可編輯，歡迎下載詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763壓床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書姓 名： 學(xué) 號(hào)：班 級(jí)： 指導(dǎo)老師： 年 月I目 錄第 1 章 問(wèn)題的提出 .1第 2 章 設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) .1第 3 章 機(jī)構(gòu)選型設(shè)計(jì) .23.1 選擇不同的方案 .23.2 兩種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)比較 .3第 4 章 壓床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .4第 5 章 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .9第 6 章 齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .10第 7 章 結(jié)論 .11第 8 章 收獲與體會(huì) .121第 1 章 問(wèn)題的提出壓床機(jī)械是由六桿機(jī)構(gòu)中的沖頭（滑塊）向下運(yùn)動(dòng)來(lái)沖壓機(jī)械零件的一種機(jī)構(gòu)，它是應(yīng)用廣泛的鍛壓設(shè)備，用于鋼板矯直，壓制零件等，大部分壓床都適用于金屬或非金屬零件的壓印、成型、淺拉伸、整形及壓力裝配。為了能使壓床機(jī)構(gòu)在工作過(guò)程中能發(fā)揮出它最大的價(jià)值，就要在設(shè)計(jì)該機(jī)構(gòu)的時(shí)候注意以下一些要求：（1）設(shè)計(jì)出一個(gè)連桿機(jī)構(gòu)，保證其自由度 F=1，以實(shí)現(xiàn)滑塊的上下移動(dòng)。（2）如何保證滑塊在進(jìn)行移動(dòng)的時(shí)候能保持連貫性。（3） 針對(duì)工作環(huán)境的不同和裝卸貨物的不同，因設(shè)計(jì)出滑塊的最大提升高度，以及其它連桿的極限位置。（4）在設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的時(shí)候，要考慮其維修的難易程度，不能比市面上的壓床復(fù)雜，在設(shè)計(jì)其局部零件的時(shí)候，要采用通用的零件結(jié)構(gòu)，以免在以后發(fā)生故障時(shí)能方便維修。（5）機(jī)構(gòu)的材料在保證牢固的前提下要考慮其經(jīng)濟(jì)成本，不能只考慮材料的堅(jiān)固程度，要讓機(jī)構(gòu)有推廣的空間和市場(chǎng)第 2 章 設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)2.1 設(shè)計(jì)要求：（1）依據(jù)設(shè)計(jì)要求和已知參數(shù)，確定各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)尺寸，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并分析組成機(jī)構(gòu)的基本桿組。（2）假設(shè)曲柄等速轉(zhuǎn)動(dòng)，畫出滑塊 5 的位移和速度的變化規(guī)律曲線。在壓床工作過(guò)程中，在不考慮各處摩擦、構(gòu)件重力和慣性力的條件下，分析曲柄所需的驅(qū)動(dòng)力矩。（3）取曲柄軸為等效構(gòu)件，要求其速度波動(dòng)系數(shù)小于 10％，確定應(yīng)加于曲柄軸上的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。（4）確定傳動(dòng)系統(tǒng)方案，設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)中各零部件的結(jié)構(gòu)尺寸。2.2 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)2已知參數(shù)1x（mm）2（mm）y（mm）1?（°）2（°）H（mm）CDEF（r/min1n）1 50 140 220 60 120 150 1/2 1/4 1002 60 170 260 60 120 180 1/2 1/4 903 70 200 310 60 120 210 1/2 1/4 90由以上數(shù)據(jù)中選擇第三組數(shù)據(jù)作為本次設(shè)計(jì)的基本數(shù)據(jù)，由此可得：, , , =60°, =120； , ,170xm?2140x310ym?1?212CED?4F滑塊 5 的行程為 210 。第 3 章 機(jī)構(gòu)選型設(shè)計(jì)3.1 選擇不同的方案方案一：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單的連桿機(jī)構(gòu)，用曲柄帶動(dòng)滑塊實(shí)現(xiàn)壓床上下的來(lái)回運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如3-1。圖 3-1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)方案二：曲柄六桿機(jī)構(gòu)3所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如 3-2 圖所示，多了另一個(gè)支點(diǎn)，能使滑塊移動(dòng)更平穩(wěn)。圖 3-2 曲柄六桿機(jī)構(gòu)3.2 兩種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)比較對(duì)方案一：該方案機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要很多的鉸接點(diǎn)，生產(chǎn)成本低，但是該機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性能不佳，在使用過(guò)程中需要一個(gè)滑槽提供移動(dòng)副，會(huì)使沖頭在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦，從而降低了該機(jī)構(gòu)的效率。所以，在實(shí)際工程中，這種機(jī)構(gòu)的實(shí)用性能有待商榷。對(duì)方案二：該機(jī)構(gòu)在原先的四桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上多了一個(gè)固定鉸鏈點(diǎn)的桿件，并通過(guò)桿件將沖頭的移動(dòng)副設(shè)置成不需要依靠機(jī)架提供，這樣就使得機(jī)構(gòu)的效率大大提高了，而且六桿機(jī)構(gòu)也使得機(jī)構(gòu)更穩(wěn)定，在實(shí)際工程中也有了更加廣闊的應(yīng)用空間。所以，綜合以上的兩種機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，方案二為最佳可行方案，按照所選取的數(shù)據(jù)，可以設(shè)計(jì)出滿足要求的機(jī)構(gòu)。結(jié)論：選擇方案二——曲柄六桿機(jī)構(gòu)第 4 章 壓床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺寸計(jì)算，在用已知條件求出一些桿件的尺寸后，再對(duì)剩余桿件采4用平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的位移矩陣法進(jìn)行求解，以求得各桿長(zhǎng)。由已知條件可知： , , , =60°, =120；170xm?2140x310ym?1?2, ,滑塊 5 的行程為 210 。12CED?4F（1） 作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：圖 4-1 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖（2）長(zhǎng)度計(jì)算：已知：X 1＝70mm，X 2＝200mm，Y＝310mm， ＝60° ， ＝120°，H＝210mm，ψ 13ψ 13CE/CD=1/2, EF/DE=1/2, BS2/BC=1/2, DS3/DE=1/2。由條件可得；∠EDE’=60°∵DE=DE’∴△DEE’等邊三角形過(guò) D 作 DJ⊥EE’，交 EE’于 J，交 F1F2 于 H∵∠JDI=90°∴HDJ 是一條水平線，∴DH⊥FF’∴FF’∥EE’過(guò) F 作 FK⊥EE’ 過(guò) E’作 E’G⊥FF’，∴FK＝E’G5在△FKE 和△E’GF’中，KE＝GF’，F(xiàn)E=E’F’, ∠FKE=∠E’GF’=90°∴△FKE≌△E’GF’∴KE= GF’∵EE’=EK+KE', FF’=FG+GF’∴EE’=FF’=H∵△DE'E 是等邊三角形∴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連接 AD,有 tan∠ADI=X 1/Y=70/310又∵AD= mm227037.XY???∴在三角形△ADC 和△ADC’中，由余弦定理得：2 00cos(12.)38.4ACDACDm????2 00' 6.75.1?∴AB=(AC-AC’)/2=69.015mm BC=(AC+AC’)/2=314.425mm∵BS 2/BC=1/2, DS3/DE=1/2 ∴BS 2=BC/2=314.46/2=157.2125mm DS3=DE/2=210/2=105mm由上可得：AB BC BS2 CD DE DS3 EF69.015mm 314.425mm 157.2125mm 140mm 210mm 105mm 52.5mm比例尺 0.05mm/(m/s)6（3）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度分析：已知： ；190/minr?逆時(shí)針2.425/6nrads??A16901./Bl mv??= + CvCbv大小 ? 0.65 ?方向 ⊥CD ⊥AB ⊥BC選取比例尺 μv=0.005m/(mm/s)，作速度多邊形0.3/.50.6/Cvupcms??A.9/18/Bvb0.45/.0./Evupes??A./8/Fvf m0.1/50.2/Evuef s??A22.3/6/svp330./.50.4/svums??A∴ ＝ ＝0.18/0.314425=0.572rad/s (逆時(shí)針 )2?BClω ＝ ＝0.60/0.140=4.290rad/s (順時(shí)針)3Dlvω ＝ ＝0.20/0.0525=3.809rad/s (順時(shí)針) 4EFl項(xiàng)目 ?BC?EFvS2?3S1?234?數(shù)值 0.650 0.600 0.900 0.880 0.620 0.44 9.425 0.572 4.290 3.8097單位 m/s Rad/s（4）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)加速度分析： 22 219.450.6915.3/BABaLms?????740nCC?2223.7/DD?486nFEEF snt tncCDBCBBaaa????大?。?？ √ ？ √ ？ √方向： ？ C→D ⊥CD B→A ⊥BC C→B選取比例尺 μa=0.04m/ (mm/s 2),作加速度多邊形圖2'0.3/.1.30/Caupcms?? ?5Ee2'.//tBan?“0190tCDucsaF = aE + anEF + atEF大?。?? √ √ ?方向： √ √ F→E ⊥EF 2'0.32/.1.0/Faupf ms?? ?224ss3 23'.5//a?2/ 985tCBLrads?231.90/3.1/D??項(xiàng)目 BCE“F2“S3“S?238數(shù)值 6.130 3.300 5.000 3.200 4.200 2.500 9.859 13.571單位 m/s 2 rad/s 2第 5 章 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)有基圓半徑 R0=40mm e=8mm 滾子半徑 R=8mm在推程過(guò)程中：由 得220sin(/)h?????當(dāng) =600時(shí)，且 00=300，則有 a≤0,即該過(guò)程為減速推程段所以運(yùn)動(dòng)方程 ??00(/)sin(2/)(Sh?????在回程階段，由 得：20i/??當(dāng) =800時(shí)，且 00=40 0，則有 a≥0，即該過(guò)程為加速回程段所以運(yùn)動(dòng)方程 ??001(/)sin(2/)(Sh??????當(dāng) =600時(shí)，且 00=30 0，則有 a≤0，即該過(guò)程為減速推程段所以運(yùn)動(dòng)方程 ??00(/)sin(2/)(Sh?????δ 00 50 100 150 200 250 300 350S 0 0.06 0.43 1.38 3.02 5.30 8.05 10.95符號(hào) h [α] δ δs δ＇單位 mm （ 0）方案 3 18 30 60 30 809單位 (mm)δ 400 450 500 55 600 650S 13.70 15.98 17.62 18.57 18.94 19.00單位 (mm)δ 1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350S 19.00 18.96 18.71 18.08 16.94 15.29 13.18 10.76δ 1400 1450 1500 1550 1600 1650 1700 1750S 8.24 5.82 3.71 2.06 0.92 0.04 0 0單位 (mm)凸輪廓線如下:第 6 章 齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知：齒輪 ，齒輪為正常齒制，工5610,3,20,6Z m????分 度 圓 壓 力 角 模 數(shù)作情況為開(kāi)式傳動(dòng)，齒輪 與曲柄共軸。6由于其中一齒輪齒數(shù)小于 17，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，10取 ，求得'140am?'21.4???經(jīng)計(jì)算后取變位系數(shù)：＞5.39xin50.39xm＞62?68?分度圓直徑： 55dZ??6610m基圓直徑： 5cos.38bm??6975d齒厚： 5(/2tan)10.6Sx??????6 82?齒頂高： *55().39ahm?664x???齒底高： *55().62fac??6689h齒頂圓直徑和齒底圓直徑： 5527.aadm??0ff?6619.84h32ff重合度: 561[(tant')(tant')]1.392ZZ?????????第 7 章 結(jié)論在本次設(shè)計(jì)中，方案二的提出相較于方案一有了很明顯的提高，方案一雖然有著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)關(guān)系不復(fù)雜，易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，但是它的缺點(diǎn)也顯而易見(jiàn)。由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在實(shí)際工程應(yīng)用中就會(huì)使其在工作時(shí)產(chǎn)生比較強(qiáng)烈的震動(dòng)，而且也很難保證其沖頭的沖壓力能否達(dá)到隨需要的強(qiáng)度，因?yàn)榇私Y(jié)構(gòu)缺少必要的穩(wěn)定機(jī)構(gòu)，所以方案一的機(jī)構(gòu)在實(shí)際過(guò)程中基本不會(huì)被應(yīng)用。不同于方案一，方案二在一的基礎(chǔ)上增加了固定桿機(jī)構(gòu)，使沖頭在工作的過(guò)程中11能更加平穩(wěn)，而且也能承受沖頭沖壓工件時(shí)的壓力，這樣就保證了該壓床機(jī)構(gòu)具有比較高的使用壽命，固定桿 的極限位置能滿足 ， ，這就保證了機(jī)構(gòu)有DE160???2?效的工作范圍，而沖頭所能達(dá)到的不同沖壓速度和沖壓力，也可以通過(guò)增加各桿的強(qiáng)度和增加驅(qū)動(dòng)力的大小來(lái)決定?；谝陨弦幌盗蟹治?，本次設(shè)計(jì)的壓床機(jī)構(gòu)還是滿足設(shè)計(jì)要求的，不過(guò)本次設(shè)計(jì)最大的不足就是沒(méi)能建立起如同實(shí)物的仿真模型，其仿真的大部分內(nèi)容都是基于桿件與桿件之間相鉸來(lái)實(shí)現(xiàn)的，缺乏一定的真實(shí)性，如果想直接將該機(jī)構(gòu)運(yùn)用到實(shí)際工程中還有待進(jìn)一步的計(jì)算與檢驗(yàn)。第 8 章 收獲與體會(huì)本次機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是對(duì)我們上學(xué)期所學(xué)的機(jī)械原理的一次總結(jié)，通過(guò)一學(xué)期對(duì)自己所設(shè)計(jì)的課題的不斷努力和完善，進(jìn)一步讓自己加深了對(duì)機(jī)械原理這門課程的理解。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，不但檢驗(yàn)了我對(duì)機(jī)械原理這么課程的理解能力，而且更加鍛煉了我的動(dòng)手能力。在此期間，為了能使自己設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)有“物”可依，查閱大量的文獻(xiàn)資料就必不可少，而且在查閱資料的過(guò)程中，讓我接觸到了國(guó)內(nèi)外對(duì)機(jī)械產(chǎn)品最新的研究，這不但擴(kuò)展了我的知識(shí)面，更讓我了解到機(jī)械產(chǎn)品在我們?nèi)粘Ｉ钪袕V泛的應(yīng)用空間。所以通過(guò)這次設(shè)計(jì)，讓我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)生了濃厚的興趣，也發(fā)現(xiàn)在今后我們國(guó)家對(duì)設(shè)計(jì)類人才的龐大需求量，這也為我將來(lái)找工作提供了強(qiáng)有力的動(dòng)力。由于這是我第一次做設(shè)計(jì)類的課題，讓我對(duì)實(shí)際工程中對(duì)設(shè)計(jì)要求的嚴(yán)謹(jǐn)有了更進(jìn)一步的了解。在對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行建模的過(guò)程中，迫使我去學(xué)一些仿真建模軟件，而通過(guò)對(duì)這些軟件的學(xué)習(xí)，加強(qiáng)了我的自學(xué)能力，也進(jìn)一步提高了我的軟件操作能力。在操作軟件的過(guò)程中，讓我學(xué)會(huì)了從不同角度去思考，這也拓展了我的思維，讓我學(xué)會(huì)了換位思考?？偠灾?，通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)大大提高了我的動(dòng)手能力，為將來(lái)應(yīng)付實(shí)際工程中出現(xiàn)的類似問(wèn)題作了一次很好的熱身，這是一次難以忘記的經(jīng)歷。12參考文獻(xiàn)[1] 謝進(jìn)，萬(wàn)朝燕，杜立杰.《機(jī)械原理》. 高等教育出版社，2004[2] 王三明 《 機(jī)械原理與設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)》機(jī)械工業(yè)出版社 2004 P120~P122[3] 熊濱生 《現(xiàn)代連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)》 化學(xué)工業(yè)出版社 2005. 12[4] B.H 郭烈諾夫 郭和德譯 《制造技術(shù)與機(jī)床》 1959 年 11 期[5] 張益豐等編 .精通 MATLAB6.5.北京:中國(guó)水利水電出版社,2004[6] 王宏 《 微機(jī)輔助設(shè)計(jì)壓床六桿機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)分析和力分析》 1985 沈陽(yáng)建筑工程學(xué)院報(bào)[7] B.H郭烈諾夫 郭和德譯 《深拉深壓床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)》[8] 岳一領(lǐng) 陸鳳儀 張志鴻 《平面連桿機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與仿真研究》2009年8月 太原科技大學(xué)學(xué)報(bào)[9] （蘇）奧布爾都也夫 韓云巖譯 《曲軸壓床鍛造》 1957 機(jī)械工業(yè)出版社[10] John Charles Sharman 《Drop, press and machine forging》 1954 Machinery Pub. 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