压床课程设计说明书---压床机构综合.doc

机械原理课程设计 设计说明书 设计题目：压床机构综合 设计者：** 指导老师：*** 目录 1.设计题目……………………………………………１ 1.1设计任务………………………………………………１ 1.2设计题目简介…………………………………………１ 1.3设计条件及设计要求…………………………………2 2.运动方案设计……………………………………5 2.1机械预期的功能要求…………………………………5 2.2机构运动方案的选定………………………………5 2.3设计任务…………………………………………5 2.3.1构件尺寸的确定以及杆组分析…………………………6 2.3.2曲柄驱动力矩的计算……………………………………6 2.3.3飞轮转动惯量的确定……………………………………６ 2.3.4运动仿真…………………………………………………8 2.3.5执行机构运动简图………………………………………８ 3.应用前景……………………………………………9 4.个人小结……………………………………………9 5.参考资料……………………………………………10 附录………………………………………………………10 1.1设计题目及任务 题目：压床机构综合 压床是应用广泛的锻压设备，用于钢板矫直、压制零件等。本次设计的主要任务是： （1）.针对图所示的压床执行机构方案，依据设计要求和已知参数，确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图，并分析组成机构的基本杆组； （2）.在压床工作过程中，冲头所受的阻力变化曲线如图所示，在不考虑各处摩擦、构件重力和惯性力的条件下，分析曲柄所需的驱动力矩； （3）.取曲柄轴为等效构件，要求其速度波动系数小于10％，确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量； （4）.用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。 （5）.图纸上绘出最终方案的机构运动简图（可以是计算机图） 1.2设计题目简介 如上图所示，左图为压床的驱动机构，电动机经联轴器带动三级齿轮(－、－、－)减速器将转速降低，并带动冲床执行机构（六杆机构ABCDEF）的曲柄AB转动，六杆机构使冲头5上下往复运动，实现冲压工艺。 1.3题目给定的数据如下表： (mm) (mm) (mm) (°) (°) H (mm) (rpm) （KN） 50 140 220 60 120 150 0.5 0.25 100 6 冲头在整个行程中受到的阻力如下图： 2.1该设计的主要功能是实现冲头的冲压工艺，要求冲头在接触工件后具有足够大的压力，同时也要考虑到要有足够的时间间隙完成胚料的供给和取出。 2.2由于考虑到题目给定方案可能不是最优方案，这里另外提出几中方案，并经过计算比较最终选定最优方案进行设计。 第一种方案: AB为主动杆带动BC杆和冲头3实现冲压工艺。该方案的特点是结构简单，成本低廉。但由于冲头运动速度较慢，而AB杆直接由电动机驱动，所以需要复杂的减速装置。而且冲头运动间歇短不利于送料。故该方案被舍弃。 第二种方案： 电动机驱动AB杆从而带动冲头实现冲压工艺。该机构运动比较平稳，而且不需要太多的减速装置。所以相比第一种机构有很大的优势。故最终选择该方案作为执行方案。 2.3．1分析:因为压床的冲头在行程快结束的时候才开始受力，则要求与滑块相连的杆与竖直导轨的夹角不能大于45°，因此可得出杆DE的极限位置大致如左图所示。题目要求角C1DC2=60°可得E1E2=H=150mm，且DE1=E1E2=150mm。又因为EF=0.25DE,CE=0.5CD，所以可以求出杆EF=37.5，EC=50，CD=100。可以假设AB杆长为X,BC杆长为Y,令X+Y=M,X-Y=N. 分别在两个三角形中用余弦定理可得 由上式可解得M=272.5，N=173.9 所以X=223.2，Y=49.3。即是BC=223.2，AB=49.3。 杆组分析：该机构主要有4根杆和一个滑块组成。 杆AB，BC和CD组成一个曲柄摇杆机构，作为整个机构的驱动装置。而杆DE,EF和滑块5构成曲柄滑块机构，主要充当执行机构。 电机转动驱动曲柄AB转动，从而带动BC以及杆DE的摆动，从而使滑块5沿着导杆上下移动以此来达到冲压的目的。 2.3.2 由上图可以看出冲头在下降到0.75H处时阻力开始增大，这说明在行进到0.75H的时候开始接触到工件，而且可以看到阻力跟行程是呈线性关系的。而在回程的时候阻力一直保持不变，且等于工作行程的前段阻力。 对机构在任意位置进行受力分析如下图： 在此时刻假设冲头所受阻力为FH则有： 所以 杠杆定理 所以 所以 所以 由以上各式可以得出转矩T的表达式 2.3.4运动