压床设计说明书

压床机构设计计算说明书姓名：学号：班级：指导老师：年月I目录第1章问题的提出...........................................................................................1第2章设计要求与设计数据...........................................................................1第3章机构选型设计.......................................................................................23.1选择不同的方案.........................................................................................23.2两种设计方案的优缺点比较.....................................................................3第4章压床机构的设计...................................................................................4第5章凸轮机构设计.......................................................................................8第6章齿轮机构设计.....................................................................................10第7章结论.....................................................................................................11第8章收获与体会.........................................................................................111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第2章设计要求与设计数据2.1设计要求：（1）依据设计要求和已知参数，确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图，并分析组成机构的基本杆组。（2）假设曲柄等速转动，画出滑块5的位移和速度的变化规律曲线。在压床工作过程中，在不考虑各处摩擦、构件重力和惯性力的条件下，分析曲柄所需的驱动力矩。（3）取曲柄轴为等效构件，要求其速度波动系数小于10％，确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量。（4）确定传动系统方案，设计传动系统中各零部件的结构尺寸。22.2设计数据已知参数1x（mm）2x（mm）y（mm）1（°）2（°）H（mm）CDCEDEEF1n（r/min）150140220601201501/21/4100260170260601201801/21/490370200310601202101/21/490由以上数据中选择第三组数据作为本次设计的基本数据，由此可得：170xmm,2140xmm,310ymm,1=60°,2=120；12CECD,14EFDE,滑块5的行程为210mm。第3章机构选型设计3.1选择不同的方案方案一：曲柄滑块机构简单的连杆机构，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。图3-1曲柄滑块机构3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3.2两种设计方案的优缺点比较对方案一：该方案机构简单，不需要很多的铰接点，生产成本低，但是该机构的稳定性能不佳，在使用过程中需要一个滑槽提供移动副，会使冲头在运动过程中产生滑动摩擦，从而降低了该机构的效率。所以，在实际工程中，这种机构的实用性能有待商榷。对方案二：该机构在原先的四杆机构的基础上多了一个固定铰链点的杆件，并通过杆件将冲头的移动副设置成不需要依靠机架提供，这样就使得机构的效率大大提高了，而且六杆机构也使得机构更稳定，在实际工程中也有了更加广阔的应用空间。所以，综合以上的两种机构的优缺点，方案二为最佳可行方案，按照所选取的数据，可以设计出满足要求的机构。结论：选择方案二——曲柄六杆机构4第4章压床机构的设计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：170xmm,2140xmm,310ymm,1=60°,2=120；12CECD,14EFDE,滑块5的行程为210mm。（1）作机构运动简图：图4-1机构简图（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°5∴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=52.5mmCD=2*DE/3=2*180/3=140mm连接AD,有tan∠ADI=X1/Y=70/310又∵AD=222270310317.33XYmm∴在三角形△ADC和△ADC’中，由余弦定理得：22002cos(12012.72)383.44ACCDADADCDmm2200'2cos(6012.72)245.41ACCDADADCDmm∴AB=(AC-AC’)/2=69.015mmBC=(AC+AC’)/2=314.425mm∵BS2/BC=1/2,DS3/DE=1/2∴BS2=BC/2=314.46/2=157.2125mmDS3=DE/2=210/2=105mm由上可得：ABBCBS2CDDEDS3EF69.015mm314.425mm157.2125mm140mm210mm105mm52.5mm比例尺0.05mm/(m/s)6（3）机构运动速度分析：已知：190/minnr；1190229.425/6060nrads逆时针19.4250.0690150.65/ABBlmsvCv=Bv+Cbv大小?0.65?方向⊥CD⊥AB⊥BC选取比例尺μv=0.005m/(mm/s)，作速度多边形0.03/0.050.60/Cvvupcms0.009/0.050.18/CBvvubcms0.45/0.050.90/Evvupems0.44/0.050.88/Fvvupfms0.01/0.050.20/FEvvuefms220.031/0.050.62/svvupsms330.022/0.050.44/svvupsms7∴2＝BCCBlv＝0.18/0.314425=0.572rad/s(逆时针)ω3＝CDClv＝0.60/0.140=4.290rad/s(顺时针)ω4＝EFFElv＝0.20/0.0525=3.809rad/s(顺时针)项目BCEFvS23S1234数值0.6500.6000.9000.8800.6200.449.4250.5724.2903.809单位m/sRad/s（4）机构运动加速度分析：22219.4250.0690156.13/BABaLms22220.5720.3144250.103/nCBBCaLms22234.2900.142.577/nCDCDaLms22243.8090.05250.762/nFEEFaLmsnttncCDCDBCBCBaaaaaa大小：？√？√？√方向：？C→D⊥CDB→A⊥BCC→B选取比例尺μa=0.04m/(mm/s2),作加速度多边形图2''0.0033/0.013.30/Caaupcms2''0.05/0.015.00/Eaaupems82''0.031/0.013.1/tCBaauncms2'0.019/0.011.90/tCDaauncmsaF=aE+anEF+atEF大小：?√√?方向：√√F→E⊥EF2''0.032/0.013.20/Faaupfms222''0.042/0.014.20/saaupsms323''0.025/0.012.50/saaupsms22/3.1/0.3144259.859/tCBCBaLrads23/1.90/0.1413.571/tCDCDaLrads项目aBaCaEFa2Sa3Sa23数值6.1303.3005.0003.2004.2002.5009.85913.571单位m/s2rad/s2第5章凸轮机构设计有基圆半径R0=40mme=8mm滚子半径R=8mm在推程过程中：由22002sin(2/)/h得当0=600时，且00δ300，则有a≥0,即该过程为加速推程段当0=600时，且δ=300，则有a≤0,即该过程为减速推程段所以运动方程00(/)sin(2/)/(2)Sh在回程阶段，由22002sin(2/)/h得：当0=800时，且00δ400，则有a≤0，即该过程为减速回程段当0=800时，且δ=400，则有a≥0，即该过程为加速回程段符号h[α]δδsδ＇单位mm（0）方案318306030809所以运动方程001(/)sin(2/)/(2)Sh当0=600时，且00δ300，则有a≥0，即该过程为加速推程段当0=600时，且δ=300，则有a≤0，即该过程为减速推程段所以运动方程00(/)sin(2/)/(2)Shδ0050100150200250300350S00.060.431.383.025.308.0510.95单位(mm)δ40045050055600650S13.7015.9817.6218.5718.9419.00单位(mm)δ10001050110011501200125013001350S19.0018.9618.7118.0816.9415.2913.1810.76δ1400145015