机械原理课题设计报告

1目录一、题目……………………………………………………………1二、原始数据与要求……………………………………………..11、工作原理…………………………………………………….12.设计要求……………………………………………………..13.设计内容……………………………………………………..1三、执行机构方案选型设计……………………………………..2四、机构设计………………………………………………………31、连杆机构的设计……………………………………………..42、凸轮机构的设计……………………………………………..5五、传动方案设计………………………………………………..6六、设计结果分析、讨论，设计心得…………………………..7七、主要参考资料………………………………………………..72一、题目：压床机械设计二、原始数据与要求1.工作原理压床机械是有六杆机构中的冲头（滑块）向下运动来冲压机械零件的。图1是压床的示意图，连杆机构和凸轮机构组成其执行机构，电动机经过减速传动装置（齿轮传动）带动六杆机构的曲柄转动，曲柄通过摇杆、连杆带动滑块克服阻力F冲压零件。当冲头向下运动时，为工作行程，冲头在0.75H内无阻力；当在工作行程后0.25H行程时，冲头受到的阻力为F；当冲头向上运动时，为空回行程，无阻力。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.设计要求图1电动机轴与曲柄轴垂直，使用寿命10年，每日一班制工作，载荷有中等冲击，允许曲柄转速偏差为±5%。要求凸轮机构的最大压力角应在许用[α]之内，从动件运动规律见设计数据，执行构件的传动效率按0.95计算，按小批量生产规模设计。3.设计内容（1）根据压床机械的工作原理，拟定2~3个其他形式的执行机构（连杆机构），并对这些机构进行分析对比。（2）根据给定的数据确定机构的运动尺寸，45.0OBCBll,4)35.0~25.0(COCDll。要求用图解法设计，并写出设计结果和步骤。（3）连杆机构的运动分析。将连杆机构放在直角坐标系下，编制程序，分析出滑块6的位移、速度、加速度和摇杆4的角速度和角加速度，并画出运动曲线，打印上述各曲线图。（4）凸轮机构设计。根据所给定的已知参数，确定凸轮的基本尺寸（基圆半径0r，偏距e和滚子半径rr），并写出运算结果。将凸轮机构放在直角坐标系下，编程画出凸轮机构的实际廓线，打印出从动件运动规律和凸轮机构仿真模型。三、执行机构方案选型设计实现本题工作要求的机构运动方案：3方案:齿轮系和齿条按时序式组合。如图2所示，执行机构以齿轮1为原动件，齿轮1和齿轮3均为不完全齿轮，以实现齿轮2和齿轮4不能同时转动。用齿轮2或齿轮4带动齿轮5运动，6为齿条。结构优点：①传递的功率和速度范围较大;②能保证瞬时传动比恒定,平稳性较高,传递运动准确可靠;③结构紧凑、工作可靠,可实现较大的传动比;④齿轮和齿条直接啮合,传动灵敏性非常高。结构缺点：①齿轮的制造、安装要求较高，因而成本也较高；②不宜作远距离传动；③在工作中有较大的冲击力，齿轮和齿条易顺坏，使用寿命短。图2综合分析选定执行机构：压床机构设计要求使用寿命为10年，载荷有中等冲击，按小批量规模生产，因而应选用使用寿命较长、承载能力较大、生产成本低的执行机构。因此，选用执行此方案。四、机构设计1、连杆机构的设计设计内容连杆机构的设计及运动分析单位mm（º）mmr/min符号X1X2yΦ1Φ2H4/BOCB4/COCD2n数据30140160120601500.50.3904（1）已知：X1＝30mm，X2＝140mm，Y＝150mm，Φ1=120°，Φ2=60°，H=150mm，4/BOCB=0.5，4/COCD=0.3由条件可知:241∠CCO60°，4241OCOC，∴△241CCO是等边三角形∴mmlmmllmmlCDBOCBCO45505.015044，，（2）作图步骤：①确定点O4的位置；②根据机构设计数据，画出点O2的位置；③画出4CBO的两个极限位置41BOC和42BOC;④分别连接41OB和42OB;⑤以O2为圆点O2B2为半径画圆弧，与B1O2交于点E;⑥以2O为圆心1EB的一半为半径画圆，并延长22OB与圆相交与点2A，21OB与圆相交于点1A，如图3所示。5图3通过测量得：mmlmmlABAO217,472由上可得：符号4COl4BOlBClCDlABl2AOl单位mm方案15020050452174762、凸轮机构的设计符号H0s0'从动件运动规律单位mm。方案52030701070正弦有mmrmmemmrr8,15,450在推程过程中：由2002/)/2sin(2ha，700得当700时，且350，则有a=0,即该过程为加速推程段；当700时，且35，则有a=0,即该过程为减速推程段所以运动方程)2/()/2sin()/(00hs在远休止过程中：s=0，8070在回程过程中：由2'0'2/)/2sin(2ha，15080得：当80'0时，且400，则有a=0,即该过程为减速回程段；当80'0时，且40，则有a=0,即该过程为加速回程段；所以运动方程)2/()/2sin()/(1'0'0hs在近休止过程中：s=0，03601507五、传动方案设计（1）、选择电动机类型：按已知条件和要求，选用Y系列一般用途的三相异步电动机。（2）、确定电动机的转速：工作机轴转速为：min/902rn，考虑到重量和价格，选用同步转速为1000r/min的Y系列异步电动机Y132S-6，其满载转速min/960rnm。（3）、总传动比和各级的传动比：①、传动装置总传动比：67.1090960i②、各级传动比：3412i×ii，取ii25.012，得67.212i，434i③、确定各齿轮的齿数：选221Z,则74.581122ZiZ，取592Z。选223Z,则8834344Ziz。由上可得：符号1Z2Z3Z4Zm单位。mm方案522592288203.5④、确定齿轮4的角速度：sradnwrnZZnnirnnrnZZnnirnZ/37.9602min/49.892288min/97.357∵min/97.3572259min/96044344334232122112148六、设计结果分析、讨论，设计心得通过本学习对机械原理这门课程的学习,是我对机器的构件以及其内部的工作原理有了初步了解,使我加深的对机械方面知识的了解.我认为机械原理这门课程是学好机械专业的基础,只有把基础打好,才能将机械专业学好.本学习通过对机械原理的学习，做成了本次课程报告，通过本次设计，使我所学的知识得到应用，深深的感受的这门课程的重要性。同时，也感谢老师对学生的悉心教导，使我学到了很多专业知识。我会继续把专业学好，为将来的发展做铺垫。七、主要参考资料1.陆风仪主编．机械原理课程设计．北京．机械工业出版社.20062.孙恒、陈作模主编．机械原理．北京．高等教育出版社．20063.吴宗泽主编.机械设计实用手册.北京.化学工业出版社.2010