机械原理课程设计压床机构设计

机械原理课程设计说明书设计题目：学院：班级：设计者：学号：指导老师：目录一、机构简介与设计数据.机构简介图示为压床机构简图,其中六杆机构为主体机构;图中电动机经联轴器带动三对齿轮将转速降低,然后带动曲柄1转动,再经六杆机构使滑块5克服工作阻力rF而运动;为了减少主轴的速度波动,在曲柄轴 A 上装有大齿轮6z并起飞轮的作用;在曲柄轴的另一端装有油泵凸轮,驱动油泵向连杆机构的供油;a压床机构及传动系统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;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δ,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.设计数据设计内容连杆机构的设计及运动分析符号单位mm 度mm r/min数据I 50 140 220 60 1201501/2 1/4 100 1/2 1/2 II 60 170 260 60 1201801/2 1/4 90 1/2 1/2III 70 200 310 60 120 210 1/2 1/4 90 1/2 1/2 连杆机构的动态静力分析及飞轮转动惯量的确定δG2 G3 G5N1/30 660 440 300 40001/30 1060 720 550 70001/30 1600 1040 840 11000凸轮机构设计a ΦΦΦˊS0mm 016 120 40 80 20 7518 130 38 75 20 9018 135 42 65 20 75二、压床机构的设计.传动方案设计2.1.1.基于摆杆的传动方案优点：结构紧凑,在Ｃ点处,力的方向与速度方向相同,所以传动角γ=︒,传动效果最好；满足急回90运动要求；缺点：有死点,造成运动的不确定,需要加飞轮,用惯性通过；2.1.2.六杆机构A2.1.3.六杆机构B综合分析：以上三个方案,各有千秋,为了保证传动的准确性,并且以满足要求为目的,我们选择方案三;.确定传动机构各杆的长度已知：mmhmmhmmh2203,1402,501=== ,' 360ϕ=︒,''3120ϕ=︒,1180,,2CEH mmCD==优点：能满足要求,以小的力获得很好的效果；缺点：结构过于分散：优点：结构紧凑,满足急回运动要求；缺点：机械本身不可避免的问题存在;如右图所示,为处于两个极限位置时的状态;根据已知条件可得：︒=⇒==8.122205021tan θθh h在三角形ACD 和'AC D 中用余弦公式有：由上分析计算可得各杆长度分别为：三.传动机构运动分析项目 数值单位.速度分析已知：m in /1001r n =s rad n w /467.1060100260211=⨯==ππ,逆时针； 大小 ? 0.577 ? ? √方向 CD ⊥ AB ⊥ BC ⊥ 铅垂 √EF ⊥选取比例尺mmsm u v /0105.0=,作速度多边形如图所示；由图分析得：pc u v v c ⋅=＝×=0.07484m/s bc u v v CB ⋅=＝×=0.486m/s pe u v v E ⋅=＝×=0.11224m/s pf u v v F ⋅=＝×=0.0828m/s ef u v v FE ⋅=＝×=0.05744m/s 22ps u v v s ⋅=＝×69.32mm ＝0.27728m/s33ps u v v s ⋅=＝×14.03mm ＝0.05612m/s∴2ω＝BCCBl v ＝=s 顺时针ω3＝CD C l v ＝=s 逆时针 ω4＝EFFE l v ＝=s 顺时针速度分析图：项目 数值单位.加速度分析=⋅=AB B l w a 21×=5.405m/s 2BC n BC l w a ⋅=22=×=1.059m/s 2 CD n CD l w a ⋅=23=×=0.056m/s 2EFn EF l w a ⋅=24=×=0.088m/s 2c a = a n CD + a t CD = a B + a t CB + a n CB大小： √ √ √方向： C →D ⊥CD B →A ⊥BC C →B 选取比例尺μa=m/s 2/mm,作加速度多边形图''c p u a a c ⋅==×=4.5412m/s 2''e p u a a E ⋅==×=6.8116m/s2''c b u a a tCB ⋅==×=2.452 m/s 2''c n u a a tCD ⋅==×=4.5408 m/s 2 a F= a E+ an FE+ a tFE 大小： √ √方向： √ ↑ F →E ⊥FE''f p u a a F ⋅==×=5.1768 m/s 2'2'2s p u a a s ⋅==×=4.8388m/s 2'3'3s p u a a s ⋅==×= 3.406m/s 2''f p u a a F ⋅==×= 5.1768m/s 2CB t CBl a =2α==10.986 m/s 2 逆时针t CDl a =3α==45.408 m/s 2 顺时针. 机构动态静力分析 g a G a m F s s s g 22222⋅=⋅==660×=与2s a 方向相同 g aG a m F s s g 33333⋅=⋅==440×=与3s a 方向相反gaG a m F F F g ⋅=⋅=555=300×=与F a 方向相反10max r r FF ==4000/10=400N222α⋅=s I J M =×= 顺时针 333α⋅=s I J M =×= 逆时针222g I g F M h ===9.439mm 333g I g F M h ===25.242mm 2．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,/10mm N u F =作其受力图 构件5力平衡： 0456555=+++R R G F g 则4545l u R F ⋅-==-10×= 4543R R -==2分析构件2、3 单独对构件2分析：杆2对C 点求力矩,可得：0222212=⋅-⋅-⋅Fg g G BC tl F l G l R 单独对构件3分析： 杆3对C 点求矩得：解得: N R t103.26563= 对杆组2、3进行分析：R43+Fg3+G3+R t 63+ Fg2+G2+R t 12+R n 12+R n63=0 大小：√ √ √ √ √ √ √ 方向：√ √ √ √ √ √ √ √ √ 选取比例尺μF=10N/mm,作其受力图则 R n 12=10×=1568N ； R n63=10×=..基于soildworks 环境下受力模拟分析：装配体环境下的各零件受力分析Soild works 为用户提供了初步的应力分析工具————simulation,利用它可以帮助用户判断目前设计的零件是否能够承受实际工作环境下的载荷,它是COMOSWorks 产品的一部分;Simulation 利用设计分析向导为用户提供了一个易用、分析的设计分析方法;向导要求用户提供用于零件分析的信息,如材料、约束和载荷,这些信息代表了零件的实际应用情况;Simulation 使用了当今最快的有限元分析方法——快速有限元算法FFE,它完全集成在windows 环境中并与soild works 软件无缝集成,被广泛应用于玩具、钟表、相机、机械制造、五金制品等设计之中;连杆受力情况Soild works中的simulation模块为我们提供了很好的零件应力分析途径,通过对构件的设置约束点与负载,我们很容易得到每个零件在所给载荷后的应力分布情况;由于不知道该零件的具体材料,所以我选用了soild works中的合金钢材料,并且在轴棒两端加载了两个负载,经过soild works simulation运算后得到上图的应力分布图,通过不同色彩所对应的应力,我们可以清楚的看到各个应力的分布情况,虽然负载与理论计算的数据有偏差,不过对于我们了解零件的应力分布已经是足够了;四、凸轮机构设计有45.00=r H,即有mm H r 778.3745.01745.00===; 取mm r 380=,取mm r r 4=; 在推程过程中：由200222cos δδπδπ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=hw a 得当δ0 =550时,且00<δ<,则有a>=0,即该过程为加速推程段, 当δ0 =550时,且δ>=, 则有a<=0,即该过程为减速推程段所以运动方程2cos 10⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=δπδh s在回程阶段,由2'0222)cos('δδπδπ⋅-=hw a 得:当δ0′=850时,且00<δ<,则有a<=0,即该过程为减速回程段, 当δ0′=850时,且δ>=, 则有a>=0,即该过程为加速回程段所以运动方程 2]cos 1['h s ⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=δπδ凸轮廓线如下:五、齿轮设计.全部原始数据 .设计方法及原理考虑到负传动的重合度虽然略有增加,但是齿厚变薄,强度降低,磨损增大：正传动的重合度虽然略有降低,但是可以减小齿轮机构的尺寸,减轻齿轮的磨损程度,提高两轮的承载能力,并可以配凑中心距,所以优先考虑正传动;.设计及计算过程1、变位因数选择 ⑴求标准中心距a :;5.1222)(21mm z z m a =+=⑵选取mm a 5.127'=,由此可得啮合角;25'5.12720cos 5.122'cos 'cos :'=⇒⨯==ααααa a ⑶求变位因数21x x +之和：1044.1tan 2)'()(2121≈-⋅+=+αααinv inv z z x x ,然后在齿数组合为38,1121==z z 的齿轮封闭线上作直线1044.121=+x x ,此直线所有的点均满足变位因数之和和中心距122.5mm 的要求,所以5304.0,574.021==x x ,满足两齿根相等的要求; 2、计算几何尺寸由021>+x x 可知,该传动为正传动,其几何尺寸计算如下：a.中心距变动系数：155.1225.127)'(=-=-=m a a yb.齿顶高变动系数：1044.011044.121=-=-+=∂y x xc.齿顶高：d.齿根高:e.齿全高：f.分度圆直径：g.齿顶圆直径:h.齿根圆直径： i.基圆直径： j.节圆直径： k.顶圆压力角： l.重合度：3.131.114.32)25tan 062.29(tan 38)25tan 136.42(tan 112)'tan (tan )'tan (tan 2211>=⨯-⨯+-⨯=⋅-⋅+-⋅= πααααεa a a z z 满足重合度要求;m.分度圆齿厚：参考文献1.孙恒,陈作模,葛文杰.机械原理M.7版.北京：高等教育出版社,2001.2.崔洪斌,陈曹维.AutoCAD实践教程.北京:高等教育出版社,2011.3.邓力,高飞.soild works 2007机械建模与工程实例分析,清华大学出版社.2008.4.soildworks公司,生信实维公司.soildworks高级零件和曲面建模.机械工业出版社.2005.5.上官林建,魏峥.soildworks三维建模及实例教程,北京大学出版社.2009.。

机械原理课程设计说明书设计题目：压床机构设计学院：机械工程学院班级：设计者：同组人：指导老师：2012年6月24号一、机构简介 (2)1.压床机构简介 (2)2.设计内容 (3)（1）机构的设计及运动分折 (3)（2）凸轮机构构设计 (3)二、执行机构的选择 (4)方案一 (4)（1）运动分析 (4)（2）工作性能 (4)（3）机构优、缺点 (5)方案二 (5)（1）运动分析 (5)（2）工作性能 (6)（3）机构优、缺点 (6)方案三 (6)（1）运动分析 (7)（2）工作性能 (7)（3）机构优、缺点 (7)选择方案 (7)三、主要机构设计 (8)1、连杆机构的设计 (8)2、凸轮机构设计 (8)四、机构运动分析 (13)五、原动件原则 (16)六、传动机构的选择 (16)七、运动循环图 (18)八、心得体会 (19)九、参考文献 (20)一、机构简介1.压床机构简介压床机械是被应用广泛的锻压设备它是由六杆机构中的冲头（滑块）向下运动来冲压机械零件的。

其执行机构主要由连杆机构和凸轮机构组成。

图1为压床机械传动系统示意图。

电动机经联轴器带动三级齿轮减速传动装置后，带动冲床执行机构（六杆机构，见图2）的曲柄转动，曲柄通过连杆，摇杆带动冲头（滑块）上下往复运动，实现冲压零件。

在曲柄轴的另一端，装有供润滑连杆机构各运动副的油泵凸轮机构。

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4 的上、下极限角，滑块的冲程H，比值CB／BO4、CD／CO4，各构件质心S 的位置，曲柄转速n1。

要求：将连杆机构放在直角坐标系下，编制程序，并画出运动曲线，打印上述各曲线图。

（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2 和连杆5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：通过建立机构仿真模型，并给系统加力，编制程序求出外力，并作曲线，求出最大平衡力矩和功率。

机械原理课程设计压床机构机械原理课程设计说明书姓名：***学号：班级：指导老师：成绩：XXX2017年12月8日目录一、机构简介与设计数据1.1 机构简介本文介绍的机构是一个压床机构，用于压制金属材料。

该机构由凸轮机构和传动机构组成。

1.2 机构的动态静力分析在设计机构之前，需要进行动态静力分析，以确保机构的稳定性和可靠性。

1.3 凸轮机构构设计凸轮机构是压床机构的核心部分，它通过旋转运动来驱动压床。

在设计凸轮机构时，需要考虑凸轮的形状、尺寸和旋转速度等因素。

1.4 设计数据在设计压床机构时，需要确定各种参数，包括压力、速度、功率等。

这些参数将直接影响到机构的性能和效率。

二、压床机构的设计2.1 确定传动机构各杆的长度传动机构是指将凸轮机构的旋转运动转化为压床的线性运动的机构。

在设计传动机构时，需要确定各杆的长度，以确保机构的稳定性和准确性。

三、传动机构运动分析3.1 速度分析传动机构的速度分析是指对各杆的速度进行计算和分析。

这将有助于确定机构的速度和加速度。

3.1.1 确定凸轮的旋转速度凸轮的旋转速度是传动机构速度分析的重要参数。

在确定凸轮的旋转速度时，需要考虑机构的稳定性和效率。

3.1.2 确定压床的运动速度压床的运动速度是压床机构的重要参数之一。

在确定压床的运动速度时，需要考虑机构的稳定性和准确性。

3.2 加速度分析传动机构的加速度分析是指对各杆的加速度进行计算和分析。

这将有助于确定机构的加速度和动态性能。

EFDE14BS2BC12DS31DE2根据三角函数可得：$DF=\frac{y}{\sin\angle DFE}$，$FE=\frac{DF}{\tan\angle DFE}$，$DE=DF+FE$。

代入已知数值，计算得到$DF=230.94mm$，$FE=133.74mm$，$DE=364.68mm$。

因此，传动机构各杆的长度为：$AB=60mm$，$BC=182.26mm$，$CD=91.13mm$，$DE=364.68mm$，$EF=91.17mm$，$FG=170mm$。

机械原理课程设计-压床机构（方案二）方案二：压床机构的设计一、设计要求：1. 设计一个压床机构，能够实现对工件的快速压制和松开操作；2. 必须满足工件的精确定位和稳定保持；3. 需要符合机械原理的基本原理和规范。

二、方案设计：1. 结构设计：压床机构采用双柱式结构，由上柱和下柱组成。

上柱上装有压力表和手动压床控制器，能够实时监测压床的压力和实现对压床的手动控制。

下柱上安装压床座，用以固定和定位工件。

柱和座都采用高强度材料制成，以确保其刚性和稳定性。

2. 压紧机构设计：压紧机构由压床座和压床头组成。

压床头通过传动装置与驱动装置相连接。

驱动装置可以是液压缸、气压缸、电动机等之一，具体根据实际需求选择。

压床头上安装压力传感器，能够实时监测压紧力并反馈给手动压床控制器。

3. 定位机构设计：定位机构由导轨、滑块、刀架等组成。

导轨安装在床身上,滑块设有可调节的锁紧螺母。

刀架通过滑块与导轨相连接，能够沿着导轨上下移动,以实现对工件的定位。

刀架上还可以安装减震装置,以减少冲击和振动，提高精度。

4. 操作控制设计：压床机械的操作由手动压床控制器控制，可以实现对压床的手动控制，以适应不同工件的压制需求。

同时，为了确保压制的安全和稳定，手动压床控制器会设有压紧力过大或过小的报警功能，即在达到设定的压紧力范围内进行警报提示。

5. 安全设计：为了确保操作人员的安全，压床机构应设有紧急停机开关和防护罩。

只有在紧急情况下，操作人员可以按下紧急停机开关停止机械运转。

防护罩能够有效防止操作人员接触到运动部件，避免事故发生。

三、设计优点：1. 结构紧凑，占地面积小；2. 操作简单，稳定可靠；3. 设计合理，既保证了定位精度，又提高了工作效率；4. 安全性能良好，操作员安全。

方案二是一种基于双柱式结构的压床机构设计。

它满足了压床机构的基本要求，并兼顾了定位精度、工作效率和安全性等方面的因素。

通过手动压床控制器的控制，操作简单易懂，并且具有压紧力过大或过小报警功能，确保了操作的安全可靠性。

机械原理课程设计报告-压床机构的设计一、设计背景及要求本次课程设计的主题为压床机构的设计，该机构需要满足以下要求：1. 压力：最大压力需达到1000N；2. 工作行程：最大行程为50mm；3. 稳定性：在工作过程中需要保持稳定性，不产生振动和噪音；4. 精度：需要满足高精度加工要求，能够完成微小零件的加工。

二、设计思路及流程1. 设计思路压床机的工作原理是利用压力将材料压缩成所需形状，因此需要设计一个能够提供足够压力的机构。

在设计中，需要考虑零件之间的匹配度、传动方式、材料选用及特殊要求等因素。

2. 设计流程（1）确定压盘大小及厚度，预估所需压力；（2）确定压平衡机构类型，选取传动方式；（3）设计压平衡机构参数；（4）设计压床结构参数；（5）制图、计算及优化。

三、设计方案1. 压盘设计根据制品的需求确定压盘大小及厚度，经计算得出所需压力为1000N。

压盘通过凸轮机构实现上下运动，为了保证稳定性和精度，选择加厚压盘边缘并采用凸轮导向方式。

2. 压平衡机构设计采用曲柄摇杆机构实现压平衡机构，并选择连杆传动方式。

设压平衡机构长度为100mm，曲柄长度为50mm，摇杆长度为50mm，曲柄摇杆机构设计如下：（1）曲柄长度：50mm；（2）摇杆长度：50mm；（3）连杆长度：100mm；（4）曲柄与摇杆中心之间夹角：120°；（5）摇杆与连杆垂直。

3. 压床结构设计压床机构的压盘、压平衡机构等组成。

为了满足工作要求，选用平台支撑并固定凸轮、压盘、压平衡机构等零件。

同时，为了保证机构的稳定性，选用低噪音滚轮传动。

四、设计结果经过计算得出，设计的压床机构满足所需的工作要求，能够提供最大压力为1000N，最大行程为50mm，并能保证微小零件的高精度加工。

在机构选用、传动方式、材料、结构参数等方面均有较好的设计。

五、总结通过本次机械原理课程设计，掌握了设计压床机构的方法及流程，并对凸轮机构、曲柄摇杆机构、滚轮传动、零件匹配度等问题有了更深的理解。

目录一、压床机构简介----------------------------------------------------------3二、设计内容---------------------------------------------------------------4三、连杆机构设计及运动分析1．连杆机构简图-----------------------------------------------------5 2．计算连杆长度尺寸-----------------------------------------------6 3．运动速度分析-----------------------------------------------------8 4．运动加速度分析------------------------------------------------10四、凸轮机构设计1. 凸轮参数计算-------------------------------------------------122. 绘制凸轮运动线图---------------------------------------------14五、齿轮机构设计1. 齿轮参数计算---------------------------------------------------152. 绘制齿轮啮合图------------------------------------------------16六、课程设计总结--------------------------------------------------------18七、参考文献--------------------------------------------------------------19一、压床机构简介压床机构是由六杆机构中的冲头（滑块）向下运动克服阻力来冲压机械零件的。

目录一、机械原理课程设计概述 (2)1.1 机构机械原理课程设计的目的 (2)1.2 机械原理课程设计的任务 (2)1.3械原理课程设计的方法 (2)二、压床机构设计要求 (2)2.1机构工作原理 (2)2.2机构设计要求 (3)2.4 设计内容及工作量 (4)三﹑执行机构方案选型设计 (5)3.1类型1：不完全齿轮-齿轮组合机构 (5)3.2类型2：扇形-杆组合轮机构 (5)3.3类型3：齿轮-杆组合机构 (6)3.4类型4：六杆机构 (6)四﹑执行机构设计 (7)4.1 图解法求解执行机构的杆长 (7)五﹑传动系统设计 (9)5.1 电动机的选择 (9)5.2 减速系统的设计 (9)六﹑机构分析 (10)5.2 连杆机构的运动分析 (10)5.3 凸轮机构设计 (14)七﹑机械系统运动循环图 (19)八﹑设计体会 (20)九﹑参考文献 (20)附录.................................................................................... 错误！未定义书签。

一、机械原理课程设计概述1.1 机构机械原理课程设计的目的机械原理课程设计是高等工业学校机械类专业学生第一次较全面的机械运动学和动力学分析与设计的训练，是本课程的一个重要实践环节。

其基本目的在于：●进一步加深学生所学的理论知识，培养学生独立解决有关本课程实际问题的能力。

●使学生对于机械运动学和动力学的分析设计有一较完整的概念。

●使学生得到拟定运动方案的训练，并具有初步设计选型与组合以及确定传动方案的能力。

●通过课程设计，进一步提高学生运算、绘图、表达、运用计算机和查阅技术资料的能力。

1.2 机械原理课程设计的任务机械原理课程设计的任务是对机械的主体机构（连杆机构、凸轮机构、齿轮机构以及其他机构）进行设计和运动分析、动态静力分析，并根据给定机器的工作要求，在此基础上设计凸轮、齿轮；或对各机构进行运动分析。

目录一. 设计要求-------------------------------------------------------31. 压床机构简介---------------------------------------------------32. 设计内容--------------------------------------------------------3(1) 机构的设计及运动分折----------------------------------------3(2) 机构的动态静力分析-------------------------------------------3 (4) 凸轮机构设计---------------------------------------------------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) 长度计算----------------------------------------------------- 4(3) 机构运动速度分析------------------------------------------- 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-------------------------------------------------13 六．心得体会-------------------------------------------------------14 七、参考文献-----------------------------------------------------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。