機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)--壓床機(jī)構(gòu)綜合與傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　機(jī)械原理</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：壓床機(jī)構(gòu)綜合與傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　學(xué)院：汽車學(xué)院 </b></p><p><b>　　專業(yè)：車輛工程 <

2、/b></p><p>　　班級(jí)： </p><p>　　設(shè) 計(jì) 者： </p><p><b>　　學(xué)號(hào)：</b></p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p><b>　　2013年7月5日</b></p><p

3、><b>　　緒論</b></p><p>　　壓床機(jī)構(gòu)是應(yīng)用廣泛的鍛壓設(shè)備，用于鋼板矯直、壓制零件等。本次課程設(shè)計(jì)我的題目是關(guān)于壓床機(jī)構(gòu)綜合與傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。</p><p>　　對(duì)于壓床機(jī)構(gòu)組成尺寸設(shè)計(jì)和組成機(jī)構(gòu)分析，我結(jié)合機(jī)械原理課程學(xué)習(xí)的平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析知識(shí)，利用CAD制圖軟件輔助，確定出各桿件桿長(zhǎng)尺寸；對(duì)于滑塊位移、速度、加速度的運(yùn)動(dòng)分析，我結(jié)合課堂

4、關(guān)于平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析知識(shí)，結(jié)合應(yīng)用JYCAEYL軟件和基本桿組運(yùn)動(dòng)分析軟件，得出所求點(diǎn)（滑塊5）的位移、速度、加速度運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律曲線圖；對(duì)于曲軸驅(qū)動(dòng)力矩和飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量問題，我結(jié)合課堂關(guān)于機(jī)械動(dòng)力學(xué)的知識(shí)，利用軟件得出多組平衡力矩?cái)?shù)據(jù)值畫出盈虧功示意圖，再利用CAD量取盈虧功圖中相關(guān)面積進(jìn)行計(jì)算，最終求解出結(jié)果。</p><p>　　在這一系列求解過程中，我參考了很多關(guān)于壓床機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的參考資料，包括從圖書館借

5、閱的書籍，以及從網(wǎng)上搜集到的資料，大量相關(guān)資料的閱讀讓我對(duì)壓床機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)原理以及運(yùn)動(dòng)分析有了深層次的理解和掌握；同時(shí)，在解決問題的過程中，需要利用相關(guān)軟件支持運(yùn)行，也大大提高了我對(duì)機(jī)械類軟件的應(yīng)用能力和技巧。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　內(nèi)容簡(jiǎn)介………………………………………………………</p><p>　　&

6、#167;1-1 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介…………………………………………………</p><p>　　§1-2 設(shè)計(jì)任務(wù)…………………………………………………</p><p>　　壓床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………</p><p>　　§2-1機(jī)構(gòu)尺寸及設(shè)計(jì)及分析……………………………………</p><p>　　

7、67;2-1-1 確定各桿運(yùn)動(dòng)尺寸………………………………</p><p>　　§2-1-2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖……………………………………</p><p>　　§2-1-3 分析基本桿組……………………………………</p><p>　　§2-2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析……………………………………………</p><p>

8、　　§2-2-1 滑塊位移分析……………………………………</p><p>　　§2-2-2 滑塊速度分析…………………………………</p><p>　　§2-2-3 滑塊加速度分析…………………………………</p><p>　　§2-3 曲柄驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算…………………………………</p><p&

9、gt;　　§2-4 飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算……………………………………</p><p>　　設(shè)計(jì)小結(jié)………………………………………………………</p><p>　　§3-1 設(shè)計(jì)總結(jié)………………………………………………</p><p>　　§3-2 設(shè)計(jì)體會(huì)…………………………………………………</p><p>

10、;　　參考文獻(xiàn)………………………………………………………</p><p>　　附錄……………………………………………………………</p><p><b>　　內(nèi)容簡(jiǎn)介</b></p><p>　　§1-1 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介</p><p>　　壓床是應(yīng)用廣泛的鍛壓設(shè)備，用于鋼板矯直、壓制零件等。附圖1所示為某壓床的運(yùn)

11、動(dòng)示意圖。電動(dòng)機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器帶動(dòng)三級(jí)齒輪( － 、 － 、 － )減速器將轉(zhuǎn)速降低，帶動(dòng)沖床執(zhí)行機(jī)構(gòu)（六桿機(jī)構(gòu)ABCDEF）的曲柄AB轉(zhuǎn)動(dòng)（見附圖2），六桿機(jī)構(gòu)使沖頭5上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)沖壓工藝。</p><p>　　現(xiàn)要求完成六桿機(jī)構(gòu)的尺寸綜合，并進(jìn)行三級(jí)齒輪減速器的傳動(dòng)比分配。</p><p>　　§1-2 設(shè)計(jì)任務(wù)</p><p>　　六桿機(jī)構(gòu)的中心距

12、、、，構(gòu)件3的上、下極限位置角、，滑塊5的行程H，比值、，曲柄轉(zhuǎn)速以及沖頭所受的最大阻力等列于附表3：</p><p>　　附表3六桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)</p><p>　　(1)針對(duì)附圖2所示的壓床執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案，依據(jù)設(shè)計(jì)要求和已知參數(shù)，確定各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)尺寸，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并分析組成機(jī)構(gòu)的基本桿組；</p><p>　?。?）假設(shè)曲柄等速轉(zhuǎn)動(dòng)，畫出滑塊5的位移和速度

13、的變化規(guī)律曲線；</p><p>　?。?）在壓床工作過程中，沖頭所受的阻力變化曲線如附圖4所示，在不考慮各處摩擦、構(gòu)件重力和慣性力的條件下，分析曲柄所需的驅(qū)動(dòng)力矩；</p><p>　　(4)取曲柄軸為等效構(gòu)件，要求其速度波動(dòng)系數(shù)小于10％，確定應(yīng)加于曲柄軸上的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：</p><p>　?。?）編寫課程設(shè)計(jì)說明書。</p><p>

14、　　圖1—2:壓床阻力曲線圖</p><p><b>　　壓床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　§2-1 機(jī)構(gòu)尺寸及設(shè)計(jì)及分析</p><p>　　§2-1-1 確定各桿運(yùn)動(dòng)尺寸</p><p>　　設(shè)計(jì)各桿運(yùn)動(dòng)尺寸時(shí)，我開始考慮的方案是利用解析法計(jì)算，后來經(jīng)過老師指導(dǎo)，我決定利用已知參數(shù)以及

15、CAD畫圖軟件將壓床六桿執(zhí)行機(jī)構(gòu)畫出來，并在CAD軟件中量取所需桿長(zhǎng)以及角度。</p><p>　　根據(jù)已知參數(shù)畫的CAD六桿機(jī)構(gòu)如附圖5所示：</p><p>　　圖2—1.1： 壓床六桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸圖</p><p>　　即可測(cè)得各桿長(zhǎng)度如下：</p><p>　　§2-1-2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖</p><p&

16、gt;　　在研究分析機(jī)械時(shí)，為便于分析，可以先不考慮那些魚運(yùn)動(dòng)無關(guān)的因素，如機(jī)構(gòu)的外形、斷面尺寸、組成構(gòu)件的零件數(shù)目及連接方式，以及運(yùn)動(dòng)副的具體結(jié)構(gòu)等，僅用簡(jiǎn)單的線條和符號(hào)來代表構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，并按一定比例確定各運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置。這種表示機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)單圖形稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。它完全能表達(dá)原機(jī)構(gòu)具有的運(yùn)動(dòng)特性。</p><p>　　該壓床六桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如附圖6所示：</p><p

17、>　　圖2—1.2：壓床六桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖</p><p>　　§2-1-3 分析基本桿組</p><p>　　任何機(jī)構(gòu)由機(jī)架、原動(dòng)件和從動(dòng)件系統(tǒng)組成。根據(jù)機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件，即原東件數(shù)應(yīng)等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)，而從動(dòng)件系統(tǒng)的自由度為零，該從動(dòng)件系統(tǒng)成為桿組。有時(shí)它還可以分解為若干個(gè)不可再分的自由度為零的桿組，稱為基本桿組。因此，可認(rèn)為任何機(jī)構(gòu)都是由若干基本桿組依次連接于原

18、動(dòng)件和機(jī)架上而構(gòu)成的，這便是機(jī)構(gòu)的組成原理。</p><p>　　由圖2—1.2的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖知，該機(jī)構(gòu)有5個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，低副個(gè)數(shù)為7個(gè)，無高副，根據(jù)機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算公式可知，</p><p><b>　　自由度為</b></p><p>　　然后對(duì)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析：</p><p>　　由機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)可知，桿AB為原動(dòng)件

19、。從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的地方開始拆分，先拆Ⅱ級(jí)組，即滑塊與搖桿EF構(gòu)成一個(gè)Ⅱ級(jí)組，然后搖桿DE和搖桿BC構(gòu)成一個(gè)Ⅱ級(jí)組，最后曲柄AB與固定鉸支座構(gòu)成Ⅰ級(jí)組，如下圖所示 </p><p>　　§2-2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析</p><p>　　對(duì)機(jī)構(gòu)組成進(jìn)行分析之后，我們對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，通過JYCAEYL軟件

20、運(yùn)行得出E點(diǎn)運(yùn)動(dòng)參量，再通過基本桿組運(yùn)動(dòng)分析求得滑塊5（F點(diǎn)）的運(yùn)動(dòng)參量。</p><p>　　先用JYCAEYL軟件求E點(diǎn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)如下（軟件輸入截圖見附表）：</p><p>　　E點(diǎn)各位置位移參數(shù)：</p><p>　　E點(diǎn)各位置速度參數(shù)：</p><p>　　E點(diǎn)各位置加速度參數(shù)：</p><p>　　運(yùn)行軟件得

21、到E點(diǎn)運(yùn)動(dòng)曲線圖，用Excel處理數(shù)據(jù)可得出帶有坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)曲線圖如下所示： </p><p>　　再運(yùn)行基本桿組運(yùn)動(dòng)分析得F點(diǎn)（滑塊5）運(yùn)行結(jié)果整理如下（軟件輸入截圖見附表）：</p><p><b>　　F點(diǎn)位移參數(shù)：</b></p><p>　　處理數(shù)據(jù)即可得滑塊5（F點(diǎn)）位移運(yùn)動(dòng)曲線如下：</p><p><

22、b>　　F點(diǎn)速度參數(shù)：</b></p><p>　　處理數(shù)據(jù)即可得滑塊5（F點(diǎn)）速度運(yùn)動(dòng)曲線如下：</p><p><b>　　F點(diǎn)加速度參數(shù)：</b></p><p>　　處理數(shù)據(jù)即可得滑塊5（F點(diǎn)）加速度運(yùn)動(dòng)曲線如下：</p><p>　　§2-3 曲柄驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算</p>

23、<p>　　運(yùn)行基本桿組運(yùn)動(dòng)分析軟件，得出12組加在曲柄上的平衡力矩值整理如下：</p><p>　　從而可以畫出盈虧功示意圖如下所示：</p><p>　　機(jī)械系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)周期內(nèi)，驅(qū)動(dòng)力矩所做的功之和等于克服阻力之功，由盈虧功圖像得：Md=77.4N·m。</p><p>　　§2-4 飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算</p&g

24、t;<p>　　由2-3中盈虧功示意圖可得，利用CAD軟件量取各封閉部分面積，圖中陰影面積S2和S4代表虧功大小，面積S1、S3和S5代表盈功大小。則最大盈虧功為ΔWmax=46.7 N·m。</p><p>　　由JF≥900ΔWmax/（[δ]n2π2）代入得飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JF=15.8Kg·m2</p><p><b>　　第三章 設(shè)計(jì)小結(jié)&

25、lt;/b></p><p>　　§3-1 設(shè)計(jì)總結(jié)</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)是對(duì)我們這學(xué)期機(jī)械原理課程學(xué)習(xí)的總結(jié)和應(yīng)用，為期一周的課程設(shè)計(jì)時(shí)間明顯緊促，不巧的是又和其他科目的考試時(shí)間沖突，使得我們每個(gè)人也都感到一絲壓力與動(dòng)力。</p><p>　　在此次課程設(shè)計(jì)中，我的題目是壓床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)任務(wù)包括機(jī)構(gòu)桿組尺寸確定、運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制、分析基

26、本桿組組成方面的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)分析；包括分析滑塊的位移、速度、加速度的運(yùn)動(dòng)分析；以及求曲柄驅(qū)動(dòng)力矩和飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量方面的機(jī)構(gòu)力的分析。</p><p>　　以上設(shè)計(jì)內(nèi)容，都是平時(shí)課堂上老師認(rèn)真講過的知識(shí)，主要包括平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動(dòng)分析、力的分析以及機(jī)械動(dòng)力學(xué)分析。我緊密結(jié)合所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，借助CAD制圖軟件以及老師授課過程中教授的機(jī)械分析軟件，如JYCAEYL 等運(yùn)行分析，再結(jié)合解析法分析，從各個(gè)方面對(duì)題目進(jìn)行了全

27、面分析與理解，也對(duì)課堂只是以及機(jī)械原理設(shè)計(jì)加深了體會(huì)。</p><p>　　§3-2 設(shè)計(jì)體會(huì)</p><p>　　為期一周的課程設(shè)計(jì)讓我對(duì)自己所設(shè)計(jì)的課題的不斷努力和完善，進(jìn)一步讓自己加深了對(duì)機(jī)械原理這門課程的理解。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，不但檢驗(yàn)了我對(duì)機(jī)械原理這么課程的理解能力，而且更加鍛煉了我的動(dòng)手能力。在此期間，為了能使自己設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)有“物”可依，查閱大量的文獻(xiàn)資料就必不可少

28、，而且在查閱資料的過程中，讓我接觸到了國(guó)內(nèi)外對(duì)機(jī)械產(chǎn)品最新的研究，這不但擴(kuò)展了我的知識(shí)面，更讓我了解到機(jī)械產(chǎn)品在我們?nèi)粘Ｉ钪袕V泛的應(yīng)用空間。所以通過這次設(shè)計(jì)，讓我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)生了濃厚的興趣，也發(fā)現(xiàn)在今后我們國(guó)家對(duì)設(shè)計(jì)類人才的龐大需求量，這也為我將來找工作提供了強(qiáng)有力的動(dòng)力。</p><p>　　由于這是我第一次做機(jī)械設(shè)計(jì)類的課題，讓我對(duì)實(shí)際工程中對(duì)設(shè)計(jì)要求的嚴(yán)謹(jǐn)有了更進(jìn)一步的了解。在對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行軟件運(yùn)行支

29、持的過程中，使得我對(duì)平時(shí)的軟件有了更多的掌握和使用學(xué)習(xí)，而通過對(duì)這些軟件的學(xué)習(xí)，加強(qiáng)了我的自學(xué)能力，也進(jìn)一步提高了我的軟件操作能力。在操作軟件的過程中，讓我學(xué)會(huì)了從不同角度去思考，這也拓展了我的思維，讓我學(xué)會(huì)了換位思考。</p><p>　　總而言之，通過本次課程設(shè)計(jì)大大提高了我的動(dòng)手能力，為將來應(yīng)付實(shí)際工程中出現(xiàn)的類似問題作了一次很好的熱身，這是一次難以忘記的經(jīng)歷。</p><p>&l

30、t;b>　　第四章 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張偉社.機(jī)械原理教程[M].西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社，2013. </p><p>　　[2] 鄒慧君.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：高等教育出版社，2007.</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　E點(diǎn)