课程设计说明书题目：机械原理课程设计二级学院年级专业学号学生姓名指导教师教师职称目录一. 设计要求------------------------------------------------------11. 压床机构简介---------------------------------------------------12. 设计内容-------------------------------------------------------1(1) 机构的设计及运动分折------------------------------------------2(2) 机构的动态静力分析--------------------------------------------3 (4) 凸轮机构设计--------------------------------------------------3 二．压床机构的设计: ----------------------------------------------4 1. 连杆机构的设计及运动分析---------------------------------------4(1) 作机构运动简图------------------------------------------------4(2) 长度计算------------------------------------------------------4(3) 机构位运动速度分析---------------------------------------------5(4) 机构运动加速度分析--------------------------------------------6(5) 机构动态静力分析----------------------------------------------8 三．凸轮机构设计-------------------------------------------------11 四．飞轮机构设计-------------------------------------------------12 五．齿轮机构设计-------------------------------------------------12 六．心得体会-----------------------------------------------------14 七．参考---------------------------------------------------------15一、压床机构设计要求1.压床机构简介图9—6所示为压床机构简图。

其中，六杆机构ABCDEF 为其主体机构，电动机经联轴器带动减速器的三对齿轮z1-z2、z3-z4、z5-z6将转速降低，然后带动曲柄1转动，六杆机构使滑块5克服阻力Fr 而运动。

为了减小主轴的速度波动，在曲轴A 上装有飞轮，在曲柄轴的另一端装有供润滑连杆机构各运动副用的油泵凸轮。

2.设计内容：（1）机构的设计及运动分折已知：中心距x1、x2、y, 构件3的上、下极限角，滑块的冲程H ，比值 CE ／CD 、EF ／DE ，各构件质心S 的位置，曲柄转速n1。

要求：设计连杆机构 , 作机构运动简图、机构1～2个位置的速度多边形和加速度多边形、滑块的运动线图。

以上内容与后面的动态静力分析一起画在l 号图纸上。

（2）机构的动态静力分析已知：各构件的重量G 及其对质心轴的转动惯量S J (曲柄1和连杆4的重力和转动惯量（略去不计)，阻力线图(图9—7)以及连杆机构设计和运动分析中所得的结果。

要求：确定机构一个位置的各运动副中的反作用力及加于曲柄上的平衡力矩。

作图部分亦画在运动分析的图样上。

（3）凸轮机构构设计已知：从动件冲程H ，许用压力角[α?]．推程角0δ，远休止角1δ，回程角'δ，从动件的运动规律见表9-5，凸轮与曲柄共轴。

要求：按[α]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ρ。

选取滚子半径r ，绘制凸轮实际廓线。

以上内容作在2号图纸上二、压床机构的设计1、连杆机构的设计及运动分（1）长度计算： 已知：2/1/,2/1/,2/1/,210,200,70321======DE DS DE EF CD CE mm H mm X mm X由条件可得：'0'60DE DEEDE ==∠ ∴△'DEE 等边三角形△和FKE △中，''GF E∴△≅FKE △''GF E设计内容连杆机构设计及运动分析齿轮机构设计符号单位°°方案3 70200 310 60 1202101/21/4901/21/21132206设计内容连杆机构的动态静力分析及飞轮机构设计 凸轮机构设计符号从动件加速度规律单位°方案3 16001040 840 1.35 0.39 110001/301930 65 35 75 正弦△是等边三角形E DE '∴在三角形△ADC 和△ 中，由余弦定理得：'ADCmmCOS CD AD AD CD AC mm COS CD AD AD CD AC 41.245)72.1260(**244.383)72.12120(**2022'0022=--+==--+= ∴AB=(AC-AC ’)/2=69.015mm BC=(AC+AC ’)/2=314.425mm ∵BS2/BC=1/2, DS3/DE=1/2∴BS2=BC/2=314.46/2=157.2125mm DS3=DE/2=210/2=105mm 由上可得：已知：n1=90r/min ；1ω =π2601•n rad/s = π26090• =9.425 逆时针 vB= 1ω·ab l = 9.425×0.069015=0.650m/sC v = B v + Cb v 大小 ? 0.65 ? 方向 ⊥CD ⊥AB ⊥BC选取比例尺v μ=0.01(m/s)/mm ，作速度多边形v C＝uv ·pc ＝0.01x60=0.600m/svCB＝uv ·bc ＝0.01x18=0.180m/sv E＝uv ·pe ＝0.01x90=0.900m/svF＝uv ·pf＝0.01x88=0.880m/s vFE ＝u v ·ef ＝0.01x20=0.200m/s vS 2＝u v ·2ps ＝0.01x62＝0.620m/svS 3＝uv ·3ps ＝0.01x44＝0.440m/s∴2ω＝BCCBl v ＝0.18/0.314425=0.572rad/s (逆时针) ω3＝CDCl v ＝0.60/0.140=4.290rad/s (顺时针)ω4＝EFFEl v ＝0.20/0.0525=3.809rad/s (顺时针) 项目数值 0.650 0.600 0.900 0.880 0.620 0.44 9.425 0.572 4.290 3.809单位m/s Rad/s位置8机构运动加速度分析：b a =AB L 21ω=9.4252×0.069015=6.130m/s 2BC a =CD L 22ω=0.5722×0. 314425=0.103m/s 2 CD a =CD L 23ω=4.2902×0.14=2.577m/s 2FE a =EF L 24ω=3.8092×0.0525=0.762m/s 2 c a =CD a + τCD a =B a+ τCB a + n CB a大小： √ √ √ 方向： C →D ⊥CD B →A ⊥BC C →B选取比例尺a μ=0.01 (mm/s 2)/mm,作加速度多边形图C a =u a·''c p =0.01x330=3.300m/s 2ea =u a''e p =0.01x500=5.000m/s 2τcba =u a·''c n =0.01x310=3.100m/s 2τCDa =u a"'n c =0.01x190=1.900m/s2F a = E a+ n EF a + τEF a大小： ? √ √ ? 方向： √ √ F →E ⊥EFf a =u a''f p =0.01x320=3.200m/s 2as2=u a '2's p =0.01x420=4.200m/s 2as3=ua '3's p =0.01x250=2.500m/s 2α2= τCB a /CB l =3.100 /0.314425=9.859 m/s 2 α3= τCB a /CD l =1.900/0.14=13.571 m/s 2已知：n1=90r/min ；1ω =π2601•n rad/s = π26090• =9.425 逆时针vB= 1ω·ab l = 9.425×0.069015=0.650m/sC v = B v + Cb v 大小 ? 0.65 ? 方向 ⊥CD ⊥AB ⊥BC 选取比例尺v μ=0.01(m/s)/mm ，作速度多边形v C＝uv ·pc ＝0.01x60=0.600m/svCB＝uv ·bc ＝0.01x18=0.180m/sv E＝uv ·pe ＝0.01x90=0.900m/s v F＝uv ·pf＝0.01x88=0.880m/s vFE ＝u v ·ef ＝0.01x20=0.200m/s v S 2＝u v ·2ps ＝0.01x62＝0.620m/svS 3＝uv ·3ps ＝0.01x44＝0.440m/s∴2ω＝BCCBl v ＝0.18/0.314425=0.572rad/s (逆时针) ω3＝CDCl v ＝0.60/0.140=4.290rad/s (顺时针) ω4＝EFFEl v ＝0.20/0.0525=3.809rad/s (顺时针) 项目数值 0.650 0.600 0.900 0.880 0.620 0.44 9.425 0.572 4.290 3.809单位m/s Rad/s位置5机构运动加速度分析：b a =AB L 21ω=9.4252×0.069015=6.130m/s 2BC a =CD L 22ω=0.5722×0. 314425=0.103m/s 2 CD a =CD L 23ω=4.2902×0.14=2.577m/s 2FE a =EF L 24ω=3.8092×0.0525=0.762m/s 2 c a =CD a + τCD a =B a+ τCB a + n CB a大小： √ √ √ 方向： C →D ⊥CD B →A ⊥BC C →B 选取比例尺a μ=0.01(m/s 2)/mm,作加速度多边形图C a =u a·''c p =0.01×330=3.300m/s 2ea =u a''e p =0.01×500=5.000m/s 2τcba =u a·''c n =0.01×310=3.100m/s 2τCDa =u a"'n c =0.01×190=1.900m/s2F a = E a+ n EF a + τEF a大小： ? √ √ ? 方向： √ √ F →E ⊥EFf a =u a''f p =0.01×320=3.200m/s 22S a =ua'2's p =0.01×320=4.200m/s 23S a =ua'3's p =0.01×250=2.500m/s 2α2= τCB a /CB l =3.100 /0.314=9.859 m/s 2 α3= τCB a /CD l =1.900/0.14=13.571 m/s 2 项目数值 6.130 3.300 5.000 3.200 4.200 2.500 9.859 13.571单位m/s 2rad/s 2（5）机构动态静力分析G2 G3 G5方案Ⅲ 1600104084011000 1.35 0.39单位NKg.m 21）．各构件的惯性力，惯性力矩：FI2=g a G a m S s /**2222==1600×4.200/9.8=685.7N （与2S a 方向相反）13F =3333**s s a G a m =/g=1040×2.500/9.8=265.3N （与3s a 方向相反） 15F = F F a G a m **55=/g=840×3.200/9.8=274.3N （与F a 方向相反）Fr=11000*0.1=1100 N.m （返回行程）2S M =22*a J S =1.35×9.859=13.3N.m （顺时针） 3s M =33*a J S =0.39×13.571=5.3N.m （逆时针）2S L = 2S M /12F =13.310/685.714×1000=19.4mm 3S L = 133/F M S =5.293/265.3×1000=19.951mm2）．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 f μ=20N/mm ，作其受力图构件5力平衡：5156545G F F F +++=0 则45F = 1140.0N ；65F =160.0N4543F F =（方向相反）(2)对构件2受力分析对构件2进行力的分析，选取比例尺 μ=20N/mm ，作其受力图杆2对B 点求力矩，可得： 0***32221212=-+BC L F L G L F τ864.222×120.2776+1600×1.6873- τ32F ×314.425=0F t 32= 339.1786N杆2对2S 点求力矩，可得：0***232212212=--CS S BS L F L F L F ττ τ12F ×157.2125-864.222×11.0243-339.1786×157.2125=0 τ12F =399.781N(3) 对构件3受力分析对构件2进行力的分析，选取比例尺 f μ=0.05mm/N ，作其受力图杆3对点C 求0*15****303131334363=+--G S CD L COS G L F L F L F ττ63F ×140-572.604×17.153-365.242×34.3066+ 3G *COS15o*17=0 τ63F =77.6N构件3力平衡：n F 23+ τ23F +43F +13F +τ63F +n F 63+3G =0则 n F 23=2401.0N ；n F 63=172.1N构件2力平衡： 0121212223=++++nF F FG F τ 则 nF 12=1752.458N ；12F =1798.258N(4)求作用在曲柄AB 上的平衡力矩b M 61F =21F =1798.258N. Mb=21F项目数值 685.714 265.306 274.28613.310 5.29340.68 172.177.6单位 NN.mN项目 F n 12 F t 12 F n 23 F t 23 F34 F45 F65 F61 数值 3575.038.682401.0 298.91140.0 1140.0160.03575.0单位N三、凸轮机构设计有基圆半径R 0=40mm e=8mm 滚子半径 R=8mm 在推程过程中：由a=2πh ω2 sin(2πδ/0δ)/20δ得当δ0 =650时，且00<δ<32.50,则有a>=0,即该过程为加速推程段, 当δ0 =650时,且δ>=32.50, 则有a<=0,即该过程为减速推程段所以运动方程S=h [(δ/0δ) -sin(2πδ/)0δ/(2π)]在回程阶段，由a=-2πh ω2 sin(2πδ/0δ)/ 20δ得当δ0’ =750时，且00<δ<37.50,则有a<=0,即该过程为减速回程段,当δ0’ =750时,且δ>=37.50, 则有a>=0,即该过程为加速回程段符号 h [α]δδ＇单位 mm （0）方案31930653575所以运动方程S=h[1-(δ/0δ)+sin(2πδ/0δ) /(2π)]当δ0 =650时，且00<δ<32.50,则有a>=0,即该过程为加速推程段, 当δ0 =650时,且δ>=32.50, 则有a<=0,即该过程为减速推程段 所以运动方程S=h [(δ/0δ) -sin(2πδ/0δ)/(2π)]四、飞轮设计将各点的平衡力矩（即等效阻力矩）画在坐标纸上，如下图所示，平衡力矩所做的功可通过数据曲线与横坐标之间所夹面积之和求得。