5
： 4 、列出位移矩阵方程：
cos 1i sin 1i 0
sin 1i cos 1i 0
x pi x p1 cos 1i y p1 sin 1i y pi x p1 sin 1i y p1 cos 1i D 1
I
第1章
问题的提出
压床机械是由六杆机构中的冲头（滑块）向下运动来冲压机械零件的 一种机 构，它是应用广泛的锻压设备，用于钢板矫直，压制零件等，大部分压床都适用 于金属或非金属零件的压印、成型、浅拉伸、整形及压力装 配 。为了能使压床机 构在工作过程中能发挥出它最大的价值， 就要在设计该机构的时候注意以下一些 要求： （ 1 ）设计出一个连杆机构，保证其自由度 F=1 ，以实现滑块的上下移动。 （ 2 ）如何保证滑块在进行移动的时候能保持连贯性。 （ 3 ） 针对工作环境的不同和装卸货物的不同，因设计出滑块的最大提升高 度，以及其它连杆的极限位置。 （ 4 ）在设计机构的时候，要考虑其维修的难易程度，不能比市面上的压床复 杂，在设计其局部零件的时候，要采用通用的零件结构，以免在以后发 生故障时能方便维修。 （ 5 ）机构的材料在保证牢固的前提下要考虑 其经济成本，不能只考虑材料的 坚固程度，要让机构有推广的空间和市场
目
第1章 第2章
录
问题的提出 ................................................................................................................ 1 设计要求与设计数据 ................................................................................................ 1
5.1 压床机构的模型建立与仿真 ........................................................................................... 6 5.2 压床机构的运动仿真 ....................................................................................................... 8 5.3 压床机构冲头在 X 方向的偏移验证 ............................................................................. 10 第6章 机构动力分析 .......................................................................................................... 11
3.1 选择不同的方案 ............................................................................................................... 2 3.2 两种设计方案的优缺点比较 ........................................................................................... 3 第4章 第5章 机构尺度综合 ............................................................................................................ 4 机构运动分析 ............................................................................................................ 6
参考文献 .................................................................................................................................. 19 附录 1 ....................................................................................................................................... 20 附录 2 ....................................................................................................................................... 22 附录 3 ....................................................................................................................................... 26
方案一：曲柄滑块机构
机构选型设计
简单的连杆机构，用曲柄带动滑块实现压床上下的来回运动。设计的机构 简图如 3 — 1 。
2
图 3 — 1 曲柄滑块机构
方案二：曲柄六杆机构
所设计的机构简图如 3 — 2 图所示， 多了另一个支点， 能使滑块移动更平稳。
图 3 — 2 曲柄六杆机构
3
3.2 两种设计方案的优缺点比较
结论：选择方案二——曲柄六杆机构
第4章
机构尺度综合
对该机构进行尺寸计算，在用已知条件求出一些杆件的尺寸后，再对剩余杆 件采用平面连杆机构运动设计的位移矩阵法 进行求解，以求得各杆长。 由已知条件可知：
x1 140mm , x2 50mm ,
y 220mm , 1 =60 °
2 =120 °
2
位置。若要设计合理，则当滑块处于极限位置时， E 点应当与滑块所处的平面平 行，即 EF 垂直于水平面。 得设计步骤如下： 1 、由已知条件可解得： DE=
sin
x
1
=161.66 mm ，则可求出 EF=
1
DE =40.415 mm 4
2 、以 A ，D 为固定点，并且设 A 的坐标为坐标原点，则
0.25 0.25 0.25
6 5 9
由以上数据中选择第一组数据作为本次设计的基本数据，由此可得：
x1 140mm ,
CE 0.5 CD
x2 50mm ,
EF 0.25 DE
y 220mm ,
1 =60 ° 2 =120 °
滑块 5 的行程为 150 mm
第3章
3.1 选择不同的方案
1
2.2 设计数据
已 知 数 1 2 3
x1
50 60 70
x2
140 170 200
y
1
60 60 60
2
（°） 120 120 120
H
（ mm ）
参 （ mm ）
（ mm ） （ mm ） （°）
CE CD
EF DE
Qmax
（ Kg ）
220 260 310
150 180 210
0.5 0.5 0.5
CE 0.5 CD
EF 0.25 DE
滑块 5 的行程为 150 mm
下面所示图为该压床机构的运动简图：
4
图 4 — 1 机构简图 当 CD 处于 的时候，BC 与 BA 重合，且 CA=BC-AB ，此时的滑块 5 处于最下方
1
的极限位置；当 CD 处于 的时候，CA=BC+AB ，此时的滑块 5 处于最上方的极限
x
D
50mm ， y 220mm ，
D
由已知的极限位置可求得 C 的极限位置的坐标：
x
C1
ห้องสมุดไป่ตู้
43.33mm ，
y
C1
166.11mm ，
x
C2
43.33mm ，
y
C2
273.89mm
，
3 、设 B 点的坐标 度 180 。
x
B
，
y
B
为设计变量，
x
C1
y
C1
为连杆上的已知点，转过的角
6.1 压床机构的静力分析 ................................................................................................. 12 6.2 冲头的受力分析 ......................................................................................................... 13 6.3 基点的受力情况 ......................................................................................................... 14 第7章 第8章 第9章 结论 .......................................................................................................................... 17 收获与体会 .............................................................................................................. 17 致谢 .......................................................................................................................... 18