机械原理压床课程设计
- 格式:doc
- 大小:3.89 MB
- 文档页数:15
机械综合课程设计压床一、课程目标知识目标:1. 让学生理解压床的基本结构及其工作原理,掌握机械综合课程中的相关理论知识;2. 让学生掌握压床设计中涉及的力学计算和材料选择方法;3. 使学生了解压床在设计过程中的安全规范和工业标准。
技能目标:1. 培养学生运用CAD软件进行压床零部件的设计和绘图能力;2. 提高学生运用仿真软件对压床工作过程进行模拟和分析的能力;3. 培养学生运用工程计算软件对压床结构进行强度、刚度等计算的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对机械设计及制造专业的兴趣和热情,增强其职业认同感;2. 培养学生严谨的科学态度和团队协作精神,提高其解决问题的能力和责任感;3. 引导学生关注压床在工业生产中的应用,认识其在国家经济发展中的重要性,培养其爱国情怀。
课程性质:本课程为机械综合课程设计,结合理论与实践,注重培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点:高年级学生,具备一定的机械基础知识和实践能力,对专业知识有较高的学习兴趣。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,充分调动学生的积极性,提高学生的设计能力和创新能力。
通过本课程的学习,使学生能够达到预定的学习成果,为将来的职业发展奠定基础。
二、教学内容1. 理论知识:- 压床概述:介绍压床的定义、分类、应用领域及其在工业生产中的重要性。
- 压床结构及工作原理:分析压床的主要组成部分,讲解其工作原理及各部件的功能。
- 材料力学基础:回顾材料力学基础知识,为压床设计中的材料选择和强度计算提供理论依据。
- 安全规范与工业标准:学习压床设计过程中应遵循的安全规范和工业标准。
2. 实践操作:- 压床零部件设计:运用CAD软件进行压床零部件的设计和绘图。
- 压床工作过程仿真:使用仿真软件对压床工作过程进行模拟和分析。
- 强度与刚度计算:运用工程计算软件对压床结构进行强度和刚度计算。
3. 教学大纲:- 第一周:压床概述、结构及工作原理学习。
- 第二周:材料力学基础复习,安全规范与工业标准了解。
机械原理课程设计压床机构说明书机械原理课程设计压床机构说明书一、设计背景压床是一种常见的机械加工设备,广泛应用于金属材料的冲压加工过程中。
本设计旨在设计一种压床机构,以实现在金属材料上施加高压力的功能,从而满足工业生产中对于高效、稳定的压制需求。
二、设计目标本设计的目标是设计并搭建一台能够产生高压力的压床机构,具备如下特点:1. 结构简单,易于制造和安装;2. 压床操作简便,安全可靠;3. 压床机构运行平稳,能够稳定施加压力;4. 具备一定的自调节功能,能够适应不同压制需求;5. 机构材料选取合适,能够在长时间的工作环境下保持稳定性。
三、机构设计根据设计目标和要求,本压床机构采用了简单的液压系统来实现高压力的施加。
其主要组成部分包括压力源、液压缸和工作台面。
其中,压力源提供稳定的高压液体,液压缸将液体的压力转化为机械力,施加在工作台面上。
液压系统采用闭式回路,以确保稳定的压力输出。
在设计中,需要注意液压缸的规格和材料的选取,以保证经久耐用,并且能够承受所需施加的压力。
在液压系统中加入减压阀和溢流阀等辅助装置,来实现对压力的调节和自动保护功能,提高机构的安全性和稳定性。
此外,在机械结构的设计中,还需要确保液压缸和工作台面的密封性能良好,以防止液体泄漏,影响机构的正常工作。
同时,机床的底座和支架也需要足够坚固,能够支撑和固定整个机构。
四、操作说明使用本设计的压床机构时,需要注意以下操作要点:1. 在使用前检查压力源和液压系统各部分的工作状态,确保正常运行;2. 将待加工的金属材料放置在工作台面上,并调整好位置;3. 打开压力源,液压系统开始工作,液压缸施加压力在材料上;4. 当达到所需压制力时,关闭压力源,停止液压系统工作;5. 完成操作后,及时清理工作台面和液压系统,保持整个机构的清洁。
五、安全注意事项在使用本设计的压床机构时,需要遵循以下安全注意事项:1. 在操作前,熟悉压床机构的使用说明书,确保操作正确;2. 操作人员应进行必要的安全培训,熟悉压床机构的操作要点;3. 在操作过程中,严禁将手指和其他身体部位放置在压力源和液压系统的运动范围内;4. 避免过大压力施加在工作台面上,以免造成工作台面和液压系统的损坏;5. 定期检查液压系统的工作状态,如发现异常及时维修和更换部件。
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Φˊa ΦΦS0mm 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;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:mmh mm h mm h 2203,1402,501=== ,'360ϕ=︒,''3120ϕ=︒,1180,,2CE H mm CD == 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: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;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 ⋅==×=s bc u v v CB ⋅==×=s pe u v v E ⋅==×=s pf u v v F ⋅==×=sef u v v FE ⋅==×=s 22ps u v v s ⋅==× =s 33ps u v v s ⋅==× =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×=s 2BC n BC l w a ⋅=22=×=s 2 CD n CD l w a ⋅=23=×=s 2EFn EF l w a ⋅=24=×=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 ⋅==×=s 2''e p u a a E ⋅==×=s2''c b u a a tCB ⋅==×= m/s 2''c n u a a tCD ⋅==×= m/s 2 a F= a E+ an FE+ a tFE 大小: √ √方向: √ ↑ F →E ⊥FE''f p u a a F ⋅==×= m/s 2'2'2s p u a a s ⋅==×=s 2'3'3s p u a a s ⋅==×= s 2''f p u a a F ⋅==×= s 2CB t CBl a =2α== m/s 2 逆时针t CDl a =3α== 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 === 333g I g F M h === 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 y b.齿顶高变动系数:1044.011044.121=-=-+=∂y x x c.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说明书一、设计目标及任务本次课程设计的目标是设计一种能够满足工业生产需求的压床机构。
通过对压床机构的设计,学生需要掌握机械原理的基本知识和设计方法,并能够应用这些知识和方法解决实际工程问题。
设计任务包括:1.压床机构的结构设计,包括压床的底座、上压板、滑块等主要零部件的设计。
2.压床机构的运动学分析,包括底座和上压板的运动关系、滑块的运动方式等。
3.压床机构的动力学分析,包括对驱动机构和压力传感器的选型和设计等。
4.压床机构的强度和刚度分析,包括对底座和上压板的刚度和强度进行计算和验证。
二、压床机构的结构设计压床的底座是整个机构的支撑结构,其设计应考虑到机械的稳定性和强度要求。
底座的形状和材料选用应根据实际情况进行确定。
上压板是压床机构的主要工作部件,其设计应考虑到压力传递、工作平稳性和刚度等要求。
上压板可以采用整体结构或分段结构,根据具体需求选择材料和加工工艺。
滑块是实现上压板运动的关键组成部分,其设计应满足工作平稳、拆装方便和耐磨损等要求。
滑块的材料可以选择高强度合金钢或铸铁等。
三、压床机构的运动学分析压床机构的运动学分析主要研究底座和上压板之间的相对运动关系,以及滑块的运动方式。
通过分析运动学特性,可以确定机构的工作行程、机械转换原理和机构的运动速度等参数。
四、压床机构的动力学分析压床机构的动力学分析主要研究驱动机构和压力传感器的设计和选型。
驱动机构可以选择液压或气动驱动,根据工作要求确定驱动力和行程。
压力传感器的选型需根据工作负荷大小和精度要求进行选择。
五、压床机构的强度和刚度分析压床机构的强度和刚度分析主要研究底座和上压板的刚度和强度。
通过计算和验证,确定机构在工作过程中不会发生变形或断裂,且能够承受工作负荷。
六、总结通过机械原理课程设计压床机构,学生能够综合运用所学的机械原理知识和设计方法,掌握机械结构设计的基本原理和方法。
在整个设计过程中,学生需要注意结构的稳定性、强度和刚度,以及机械的工作平稳性和精度要求。
机械原理课程设计压床一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握压床的基本结构及其工作原理,理解机械原理在压床设计中的应用。
2. 使学生了解并掌握压床的力学分析方法,能够运用力学知识对压床的受力情况进行解析。
3. 帮助学生掌握压床设计中涉及的参数计算和优化方法,提高其解决实际问题的能力。
技能目标:1. 培养学生运用机械原理分析和解决实际工程问题的能力,学会设计简单的压床结构。
2. 培养学生运用绘图软件绘制压床零件图和装配图,提高其绘图技能。
3. 培养学生运用计算软件对压床结构进行力学分析和优化,提高其计算和数据处理能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对机械原理和工程设计的兴趣,培养其探究精神和创新意识。
2. 培养学生的团队合作精神,使其在小组合作中学会互相尊重、协作解决问题。
3. 强化学生的工程伦理观念,使其在设计过程中充分考虑安全、环保和节能等因素,树立正确的价值观。
本课程针对高年级学生,课程性质为理论与实践相结合。
在教学过程中,注重培养学生的动手能力和实际操作技能,将理论知识与实际工程案例相结合,提高学生的应用能力。
根据学生特点和教学要求,课程目标分解为具体的学习成果,以便于教学设计和评估。
通过本课程的学习,使学生能够具备一定的压床设计能力,为将来从事相关领域工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 压床概述- 了解压床的定义、分类及其在工业中的应用。
- 熟悉压床的主要结构组成及功能。
2. 压床工作原理- 学习并掌握压床的工作原理和力学基础。
- 分析不同类型压床的工作过程及其优缺点。
3. 压床设计基础- 掌握压床设计的基本要求、原则和方法。
- 学习压床设计中涉及的力学计算和参数优化。
4. 压床结构设计- 学习压床主要零件的结构设计方法。
- 掌握压床装配图的绘制方法。
5. 压床力学分析- 学习并运用力学分析方法对压床进行受力分析。
- 掌握使用计算软件进行压床力学计算和结果分析。
6. 压床设计实例分析- 分析典型压床设计案例,了解设计过程和注意事项。
机械原理课程设计报告 - 压床1. 引言压床是一种常见的机械设备,用于在工业生产过程中对材料进行压缩变形。
本文档将介绍我所进行的机械原理课程设计报告,主题为压床的设计和分析。
2. 设计目标我们的设计目标是设计一种能够对金属材料进行压缩加工的压床。
该压床应具有以下特点: - 稳定性:在压缩过程中能够保持稳定的加工性能和工作状态; - 精确度:能够实现精确的压缩变形,以满足工业生产的要求; - 安全性:在操作和维护过程中,能够保障工作人员的安全。
3. 设计原理压床的基本原理是通过施加外力对工件进行压缩,从而实现材料的塑性变形。
设计中需要考虑以下几个方面的原则: - 结构设计:选择适当的床架结构、压力系统和操作装置,确保压床结构稳定,能够承受预定的压缩力; - 压缩力控制:设计合适的控制系统,能够根据工件要求对压缩力进行调节和控制,保证加工精度; - 安全性设计:考虑压床在工作过程中的安全因素,如保护装置、安全开关等,保障工作人员的人身安全。
4. 设计方案基于设计原理,我们选择了以下的设计方案: - 结构设计方案:采用四柱结构,床架材料选择高强度钢,确保压床的稳定性和承重能力; - 压力系统设计方案:采用液压系统,通过液压缸施加压力,通过调整液压阀控制和调节压缩力; - 控制系统设计方案:采用PLC控制系统,通过编程控制压力系统和床架的运动,实现精确的压缩变形; - 安全性设计方案:设置急停按钮、保护栏和安全开关,确保操作人员的安全。
5. 设计分析经过对设计方案进行分析,我们得出以下结论: - 结构设计方案:采用四柱结构的压床具有较好的稳定性和承重能力,适用于较大型和重型的加工工件; - 压力系统设计方案:采用液压系统可实现对压缩力的精确调节和控制,提高加工精度;- 控制系统设计方案:通过PLC控制系统可以编程控制压床运动,实现更高的自动化和精度; - 安全性设计方案:设置急停按钮和保护栏等安全装置,能够有效保障操作人员的安全。
机械原理压床机构课程设计一、引言机械压床是一种常见的金属加工设备,广泛应用于工业生产中。
机械压床的核心组成部分是压床机构,它通过机械原理实现对工件的加工压制。
本文将对机械原理压床机构进行课程设计,通过对机械原理的应用以及压床机构的设计,实现对工件的精确加工。
二、机械原理在压床机构中的应用1.杠杆原理机械压床中常用的杠杆原理是通过杠杆的杠杆比来实现对工件的压制。
杠杆原理是基于力的平衡条件,根据力的平衡方程可以得到压床的设计参数。
通过合理选择杠杆的长度和角度,可以实现不同大小的力对工件的施加。
2.滑块与曲柄机构滑块与曲柄机构是一种常见的压床机构,通过曲柄的旋转带动滑块上下运动,从而实现对工件的压制。
这种机构利用了曲柄的旋转运动转化为滑块的直线运动,使得压床的压制效果更加稳定和精确。
3.齿轮传动齿轮传动是一种常见的机械传动方式,广泛应用于机械压床中。
通过合理选择齿轮的齿数和模数,可以实现不同的传动比例,从而调节压床的工作速度和力度。
齿轮传动在机械压床中起到了重要的作用,使得压床机构的工作更加稳定和可靠。
三、机械原理压床机构的设计1.机械压床的结构设计机械压床的结构设计应考虑到工作台面的稳定性和工作台的移动性。
一般情况下,机械压床的结构包括机床床身、工作台、滑块等部分。
机床床身应具有足够的刚性和稳定性,以保证压床机构的精确加工。
工作台应具备足够的移动性,以适应不同尺寸的工件加工需求。
2.机械压床的动力系统设计机械压床的动力系统设计应考虑到工件加工的力度和速度。
一般情况下,机械压床的动力系统包括电机、离合器、齿轮传动等部分。
电机提供动力,离合器控制电机的启停,齿轮传动调节压床的工作速度和力度。
3.机械压床的控制系统设计机械压床的控制系统设计应考虑到工件加工的精度和自动化程度。
一般情况下,机械压床的控制系统包括控制柜、按钮、传感器等部分。
控制柜集成了机械压床的各个控制元件,按钮用于操作控制柜,传感器用于监测工件的加工状态。
机械原理课程设计压床机构说明书机械原理课程设计是机械工程专业的重要课程之一,旨在培养学生运用机械原理、机构设计等知识解决实际工程问题的能力。
压床机构是机械工程领域中一种常见的基本机构,用于对工件进行压制、成型、冲裁等工艺操作。
本文将详细介绍压床机构的设计原理和相关参考内容。
一、设计原理:压床机构的设计原理是将电机的旋转运动转化为线性压力,通过压床机构的设计,可以将电机的高速旋转运动转化为工作台的上下运动,从而实现对工件的压制、冲裁等工艺操作。
二、设计要求:1.设计压床机构时,需要考虑压力传递的稳定性和可靠性,确保能够传递足够的压力给工件。
2.设计要满足工艺要求,确保能够对工件进行准确的压制、成型或冲裁操作。
3.设计要尽量简化结构,减少零部件数量,提高生产效率和降低成本。
4.设计要考虑机械安全性,确保操作员的人身安全。
三、设计步骤:1.确定需求:根据实际工艺需求确定机床的规格和性能参数,例如压力、行程等。
2.选择电机:根据需求选择合适的电机,一般会选择步进电机或伺服电机,需要考虑转速、转矩等参数。
3.确定传动方式:根据转动运动转化为线性运动的需求选择适当的传动方式,可以采用滚珠丝杆传动或链条传动等。
4.确定机构类型:根据工艺要求选择压床机构的类型,例如C型压床、H型压床等。
5.绘制机床图纸:根据选定的机构类型和传动方式绘制机床的三维图纸,要确保各部件之间的配合和运动正常。
6.进行运动学分析:利用机械原理中的运动学知识对机床进行分析,包括位置分析、速度分析和加速度分析等。
7.进行强度分析:通过强度学分析,对机床的各个部件进行强度校核,确保机床的使用安全性。
8.选择材料和加工工艺:根据强度分析的结果选择合适的材料和加工工艺,确保机床的质量和使用寿命。
四、参考内容:1.陈静、马乔. 《机械原理及机械设计基础》. 机械工业出版社, 2017.2.邹柏青,马编宏,战士,邢悦. 《机械原理与设计》. 清华大学出版社,2015.3.林杰,张兆龙. 《机构学与机械原理》.北京大学出版社,2013.4.陈锐. 《机械原理》. 清华大学出版社,2014.5.朱斌. 《机械原理》. 清华大学出版社,2012.通过以上参考内容,可以系统地学习和研究机械原理和机构设计的相关知识,为压床机构的设计提供了理论基础和实践指导。
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。
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析(2)长度计算:已知:X1=70mm,X2=200mm,Y=310mm,ψ13=60°,ψ113=120°,H=210mm,CE/CD=1/2, EF/DE=1/2, 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∵∠JDI=90°∴HDJ是一条水平线,∴DH⊥FF’∴FF’∥EE’过F作FK⊥EE’过E’作E’G⊥FF’,∴FK=E’G 在△FKE和△E’GF’中,KE=GF’,FE=E’F’, ∠FKE=∠E’GF’=90°∴△FKE≌△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=1/2, CE/CD=1/2∴EF=DE/4=180/4=52.5mm CD=2*DE/3=2*180/3=140mm连接AD,有tan∠ADI=X1/Y=70/310又∵317.33==mm∴在三角形△ADC和△ADC’中,由余弦定理得:AC=mm AC’=mm ∴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(3)机构运动速度分析:已知:n1=90r/min;1ω =π2601∙n rad/s = π26090∙ =9.425 逆时针 vB= 1ω·l AB = 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μv=0.004m/(mm/s),作速度多边形v C=u v·pc =0.03/0.05=0.600m/sv CB=u v·bc =0.009/0.05=0.180m/sv E =u v·pe =0.45/0.05=0.900m/sv F=u v ·pf=0.44/0.05=0.880m/s v FE =u v ·ef=0.01/0.05=0.200m/s v S 2=u v ·2ps =0.031/0.05mm =0.620m/svS 3=uv·3ps =0.022/0.05mm =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)aB=ω12LAB=9.4252×0.069015=6.130m/s 2 a n CB=ω22LBC=0.5722×0. 314425=0.103m/s 2 a n CD=ω32LCD=4.2902×0.14=2.577m/s 2a n FE =ω42LEF=3.8092×0.0525=0.762m/s 2c a = a nCD+ a t CD= aB + a t CB + a n CB大小: ? √ ? √ ? √ 方向: ? C →D ⊥CD B →A ⊥BC C →B选取比例尺μa=0.04m/ (mm/s 2),作加速度多边形图aC=u a ·''c p =0.0033/0.01=3.300m/s 2aE=u a·''e p =0.05/0.01=5.000m/s2a t CB=u a ·=0.031/0.01=3.100m/s 2a tCD=ua·"'n c =0.019/0.01=1.900m/s2aF = aE + a n EF + a t EF 大小: ? √ √ ?方向: √ √ F →E ⊥EFaF=u a·''f p =0.032/0.01=3.200m/s 2as2=u a·=0.042/0.01=4.200m/s 2 as3=ua·=0.025/0.01=2.500m/s 2α2= a tCB/LCB=3.100 /0.314425=9.859 m/s 2 α3= a t CD /LCD=1.900/0.14=13.571 m/s 2FI2=m2*as2=G2*as2/g=1600×4.200/9.8=685.714N(与as2方向相反)FI3=m3*as3= G3*as3/g=1040×2.500/9.8=265.306N(与as3方向相反)FI5= m5*aF=G5*aF/g=840×3.200/9.8=274.286N(与aF方向相反)Fr=11000*0.1=1100 N.m(返回行程)MS2=Js2*α2=1.35×9.859=13.310N.m (顺时针)MS3=Js3*α3=0.39×13.571=5.293N.m (逆时针)LS2= MS2/FI2=13.310/685.714×1000=19.410mmLS3= MS3/FI3=5.293/265.306×1000=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μF=20N/mm,作其受力图构件5力平衡:F45+F65+F I5+G5=0则F45= 1140.0N;F65=160.0NF43=F45(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μF=20N/mm,作其受力图杆2对B点求力矩,可得: FI2*LI2+G2*L2 -F t32*LBC =0864.222×120.2776+1600×1.6873- F t32×314.425=0F t32= 339.1786N杆2对S2点求力矩,可得:F t12*LBS2 -FI2*LS2 -F t32*LCS2 =0 F t12×157.2125-864.222×11.0243-339.1786×157.2125=0F t12=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μF=0.05mm/N,作其受力图杆3对点C求力矩得:F t63*LCD –F43*LS3- FI3*LI3+G3*COS15º*LG3 =0 F t63×140-572.604×17.153-365.242×34.3066+ G3*COS15º*17=0F t63=77.6N构件3力平衡:F n23+ F t23+F43+F I3+F t63+F n63+G3=0则F n23=2401.0N ;F n63=172.1N构件2力平衡:F32 +G2+F I2+F t12+F n12=0则F n12=1752.458N ;F12=1798.258N(4)求作用在曲柄AB上的平衡力矩MbF61=F21=1798.258N.Mb=F21* L =1798.258×67.3219×0.001=121.062N.m(逆时针)三、凸轮机构设计有基圆半径R0=40mm e=8mm 滚子半径R=8mm在推程过程中:由a=2πhω2 sin(2πδ/δ0)/δ02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)]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)]凸轮廓线如下: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。
依据在一个工作周期内,曲柄驱动力矩(设为常数)所做的功等于阻力矩所做的功,即可求得驱动力矩Md (常数)。
在图纸中,横坐标为曲柄转角,一个周期为2π,将一个周期分为36等份;纵坐标轴为力矩。