机械原理课程设计说明书设计题目：压床机构设计工程院（系）机械制造专业班级机制1082班学号 3设计者黄军指导老师峰完成日期 2010 年7 月16日海洋大学目录一. 设计要求----------------------------------------------------------------31. 压床机构简介--------------------------------------------------------------------32. 设计容-----------------------------------------------------------------3(1) 机构的设计及运动分折-------------------------------------------------3(2) 机构的动态静力分析----------------------------------------------------3(3) 凸轮机构构设计---------------------------------------------------------3二．压床机构的设计: ----------------------------------------------------41. 连杆机构的设计及运动分析------------------------------------------4(1) 作机构运动简图-----------------------------------------------------4(2) 计算长度-------------------------------------------------------------42. 机构运动速度分析-------------------------------------------------------53. 机构运动加速度分析----------------------------------------------------64. 机构动态静力分析-------------------------------------------------------8(1)．各构件的惯性力，惯性力矩---------------------------------------8(2)．计算各运动副的反作用力-----------------------------------------8三．凸轮机构设计--------------------------------------------------------14一、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Js(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δ。

，远休止角δı，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析表9-5已知：X1＝70mm，X2＝200mm，Y＝310mm，ψ13＝60°，ψ113＝120°，H＝210mm，CE/CD=1/2, EF/DE=1/4, BS2/BC=1/2, DS3/DE=1/2。

由条件可得；∠EDE'=60°∵DE=DE'∴△DEE'等边三角形过D作DJ⊥EE'，交EE'于J，交F1F2于H∵∠HDI=1/2∠EDE''+∠IDE''=60°+30°／2 =90°∴HDJ是一条水平线∴DH⊥FF'∴FF'∥EE'过F'作F'K⊥EE'过E'作E'G⊥FF'，∴F'K＝E'G在△FKE和△E'GF'中，KE＝GF'，FE=E'F', ∠FKE=∠E'GF'=90°∴△F'KF'≌△E'GF'∴KE= GF'∵EE'=EK+KE', FF'=FG+GF'∴EE'=FF'=H ∵△DE'E是等边三角形∴DE=EF=H=210mm ∵EF/DE=1/4, CE/CD=1/2∴EF=DE/4=210/4=52.5mm CD=2*DE/3=2*210/3=140mm 连接AD,有tan∠ADI=X1/Y=70/310又∵AD= mm∴在三角形△ADC1和△ADC2中，由余弦定理得：AC'= =383.44mm AC''==245.42mm ∴AB=(AC'-AC'')/2=69.01mmBC=(AC'+AC'')/2=314.43mm∵BS2/BC=1/2, DS3/DE=1/2∴BS2=BC/2=314.46/2=157.22mmDS3=DE/2=210/2=105mm由上可得： AB BCBS 2CDDE DS 3 EF 69.01mm314.43mm 157.22mm 140mm210mm105mm52.5mm2、机构运动速度分析：已知：n 1=90r/min ；1ω =π2601•n rad/s = π26090• =9.425 rad/s 逆时针 vB= 1ω·l AB = 9.425×0.06901m/s ≈0.650 m/svC= v B + v CB大小 ? 0.65 ? 方向 ⊥CD ⊥AB ⊥BC选取比例尺μv=0.005m/s/mm ，作速度多边形v C＝uv ·pc＝0.005×54.22 m/s =0.271m/svCB＝uv ·bc＝0.005×125.03 m/s =0.625m/sv E＝uv ·pe＝0.005×82.76 m/s =0.414m/sv F＝u v ·pf＝0.005×65.22 m/s =0.326m/svFE ＝uv ·ef＝0.005×38.03 m/s =0.190m/sv S 2＝u v ·2ps ＝0.005×77.87 m/s ＝0.389m/svS 3＝uv ·3ps ＝0.005×41.38 m/s ＝0.207m/s∴2ω＝BCCBl v ＝0.625/0.31443=1.988rad/s (逆时针)ω3＝CD C l v ＝0.271/0.140=1.936rad/s (顺时针) ω4＝EFFE l v ＝0.190/0.0525=3.619ad/s (逆时针)3、机构运动加速度分析：a B=ω12l AB =9.4252×0.06901 m/s =6.130m/s 2a nCB=ω22l BC =1.9882×0.31443 m/s =1.243m/s 2 anCD=ω32l CD =1.9362×0.140 m/s =0.525m/s 2 a C = a nCD + a CD t=a B + a nCB +a tCB大小： ？ √ ？ √ √ ？ 方向： ？ C →D ⊥CD B →A C →B ⊥BC选取比例尺μa=0.05 m/s2/mm,作加速度多边形图a C=u a·''c p=0.05×86.36 m/s2=4.318m/s2a E=u a·''e p=0.05×129.54 m/s2=6.477m/s2a t CB=u a·''c n C=0.05×50.98 m/s2=2.549 m/s2a CD t=u a·''c n d=0.05×85.76 m/s2=4.288 m/s2a F=a E+a n EF+a t EF大小? √√ ?方向√√F→E⊥EFa F=u a·''f p=0.05×125.87 m/s2=6.294 m/s2a S2=u a·'2's p=0.05×102.17 m/s2=5.109m/s2a S3=u a·'3's p=0.05×64.77 m/s2= 3.239m/s2α2=a t CB/l CB=2.549 /0.31443 rad/s2=8.107 rad/s2α3=a CD t/l CD=4.288/0.14 rad/s2=30.629 rad/s2项目a B a C a E a F a S2a S3α2α3数值 6.130 4.318 6.477 6.294 5.109 3.239 8.107 30.629 单位m/s2rad/s2G2G3G5F rmax J s2J s3方案Ⅲ1600 1040 840 11000 1.35 0.39 单位 N Kg.m2F I2=m2*a S2=G2*a S2/g=1600×5.109/9.8 N =834.12 N（与a S2方向相同）F I3=m3*a S3= G3*a S3/g=1040×3.239/9.8 N =343.73 N（与a S3方向相反）F I5=m5*a F=G5*a F/g=840×6.294/9.8 N =539.49 N（与a F方向相反）F r=F rmax/10=11000/10=1100NM S2=J s2*α2=1.35×8.107 N·m =10.94 N·m （逆时针）M S3=J s3*α3=0.39×30.629 N·m =11.95 N·m （逆时针）h n2= M S2/F I2=10.94/834.12 mm =13.12 mmh n3= M S3/F I3=11.95/343.73 mm =34.77 mm2．计算各运动副的反作用力(1)分析构件5和4对构件5进行力的分析，选取比例尺μF=50N/mm，作其受力图构件5力平衡：F65+F45+F I5+Fr+G5=0∴F45= 2549NF65=590N对构件4进行力的分析，其受力图如右图平衡有：Ｆ34＋Ｆ54＝0 ∴F34=-F54=F45＝2549N(2)对构件2受力分析杆2对B点求力矩：可得：－F I2*L I2b +G2*LＧ2b－F t32*L BC =0即：－834.12×13.52×2+1600×25.8×2－F t32×314.43=0∴F t32＝190.78N杆２对Ｃ点求力矩：可得：F t21* L BC ＋F I2* L I2c －G2*LＧ2c=0即：F t21* 314.43＋834.12×26.65×2－1600×25.8×2=0∴F t21＝121.18Ｎ（3）对构件3受力分析杆3对点C求力矩得：F43*L F43c+ F I3*L FI3c-G3*L G3c- F t63*L DC=0即：2549×26.83×2＋343.73×17.36×2－1040×31.31×2－F t63×140＝0 ∴F t63＝597.06Ｎ杆３对Ｄ点求力矩：Ｇ3* L G3d+ F43*L F43d－F I3*L FI3d-F t32*L F t32d+ F n32*LF n32d=0即：1040×31.31×2＋2549×80.5×2－343.73×52.12×2－190.78×9.01×2－F n32×69.42×2＝0∴F n32＝3142.07Ｎ（4）求力F n21，F n63解得：F n21＝5459.5ＮF n63＝1844.5Ｎ(5)求作用在曲柄AB上的平衡力矩MbMb=F12*L F12=5461×0.02523=137.78 N.mF61=F12=109.22×50 N =5461 N.三、凸轮机构设计有 H/r0=0.45, 即有 r0=H/0.45=17/0.45=37.778mm取r0=48mm 取rr=5mm在推程过程中：由a=π2Hω2 cos(πδ/δ0)/（2δ02）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/δ0) -sin(2πδ/δ0)/(2π)]在回程阶段，由a=-2πhω2 sin(2πδ/δ0’)/ δ0’ 2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所以运动方程S=h[1-(δ/δ0’)+sin(2πδ/δ0’) /(2π)]δ10001050110011501200125013001350S 19 18.96 60065016.94 15.29 13.18 10.76δ1400145018.95 19 1600165017001750S 8.24 5.82 3.71 2.059 0.924 0.286 0.0367 0单位(mm)凸轮廓线如下:参考文献：1.陆风仪主编．机械原理课程设计．．机械工业.20062.恒、作模主编．机械原理．．高等教育．1997注：设计压床六杆机构，画出分配的两个位置的机构运动简图。