1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書學(xué) 班 級：設(shè) 計(jì) 同 組 年 7 月 1 日目錄一、題目2二、原始數(shù)據(jù)與要求.21、工作原理.22.設(shè)計(jì)要求.23.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)24.設(shè)計(jì)內(nèi)容.3三、執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案選型設(shè)計(jì).3四、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)71、連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).72、凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).9五、傳動(dòng)方案設(shè)計(jì).11六、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析與力的分析.131、位置分析.132、速度分析.143、加速度分析.14七、制定機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖.17八、設(shè)計(jì)結(jié)果分析、討論，設(shè)計(jì)心得.18九、主要參考資料.18附錄191一、題目：壓床機(jī)械設(shè)計(jì)二、原始數(shù)據(jù)與要求1. 工作原理動(dòng)裝置（齒輪傳動(dòng)）帶動(dòng)六桿機(jī)構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄通過連桿、搖桿帶動(dòng)滑塊克程，無阻力

2、。在曲柄軸的另一端裝有供潤滑連桿機(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)副的油泵凸輪機(jī)構(gòu)。2.設(shè)計(jì)要求計(jì)。3.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)24.設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）根據(jù)壓床機(jī)械的工作原理，擬定2 3個(gè)其他形式的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（連桿機(jī)構(gòu)），并對這些機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析對比。（ 2 ） 根 據(jù) 給 定 的 數(shù) 據(jù) 確 定 機(jī) 構(gòu) 的 運(yùn) 動(dòng) 尺 寸 ，l 0.5l ,l (0.25 0.35)l 44（3）連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析。將連桿機(jī)構(gòu)放在直角坐標(biāo)系下，編制程序，分打印上述各曲線圖。（4）凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)所給定的已知參數(shù)，確定凸輪的基本尺寸（基圓半徑r ，偏距e和滾子半徑 r0r三、執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案選型設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)本題工作要求的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案：方案1:齒輪系和齒條按時(shí)序式組

3、合。如圖1所示，執(zhí)行機(jī)構(gòu)以齒輪1為原動(dòng)件，齒輪1和齒輪3均為不完全齒輪，以實(shí)現(xiàn)齒輪2和齒輪4不能同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。用齒輪2或齒輪4帶動(dòng)齒輪5運(yùn)動(dòng)，6為齒條。結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：傳遞的功率和速度范圍較大;能保證瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定,平穩(wěn)性較高,傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠;3結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠,可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比;齒輪和齒條直接嚙合,傳動(dòng)靈敏性非常高。 齒輪的制造、安裝要求較高，因而成本也較高； 不宜作遠(yuǎn)距離傳動(dòng)；短。方案2:曲柄搖桿和扇形齒輪-齒條機(jī)構(gòu)串聯(lián)。如圖2所示，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)O 實(shí)現(xiàn)扇形齒輪上下往復(fù)擺動(dòng)，從而帶動(dòng)21沖頭上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。驅(qū)柄動(dòng)力通過齒輪機(jī)構(gòu)輸入。結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：45圖3如圖4所示，由曲柄帶動(dòng)搖桿上下往復(fù)擺動(dòng)，從而使

4、滑塊滿足運(yùn)動(dòng)要求。機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn);不宜用于高速運(yùn)動(dòng)。6設(shè) 計(jì)單位連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析（mmXmrmn2122441161900（1）已知：X 30mmX 140mm150mm，1=120，2=60，1244142142414250mm，l 45mm447確定點(diǎn)O4的位置；根據(jù)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，畫出點(diǎn)O2的位置；畫出 的兩個(gè)極限位置C 和C ;414241424以O(shè) 為圓點(diǎn)O B 為半徑畫圓弧，與B O 交于點(diǎn)E;212以O(shè) 為圓心 B O 與圓相交與點(diǎn)A ，BO2212212與圓相交于點(diǎn)A ，如圖5所示。1l 47mm,l 217mm2由上可得：符號llllllBOAB442mm方案51502005

5、045217472、凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律H00sm2030701070案 5r 45 mm ,e 15 mm , r 8mm有0r在推程過程中： 0 a 2 h sin( 2 / ) /22由，0得0當(dāng) 70 時(shí)，且0 ，則有 a=0,即該過程為加速推程段；0當(dāng) 70 時(shí)，且 ，則有 a=0,即該過程為減速推程段0 / )sin(2/ )/(2)所以運(yùn)動(dòng)方程 s h00在遠(yuǎn)休止過程中：s=0， 在回程過程中：由a 2 h / )/ 2 ， 得：20當(dāng) 80 時(shí)，且 40，則有 a=0,即該過程為加速回程段；01 / )sin(2/ )/(2)所以運(yùn)動(dòng)方程 s h00在近休止過程中：s=

6、0，150 0運(yùn)用 MATLAB軟件處理得如下表的數(shù)據(jù)：9理論廓線半徑實(shí)踐廓線半徑10203040506070809010012043.609745.842051.459156.607459.277261.868264.203264.203266.772668.362767.767064.231937.971140.834845.354450.206153.472755.509056.203256.203255.362152.929449.281845.074113014015016017018019020021022023024025026027028029030031032033058.0

7、16950.68734541.097638.1462374537453745374374537453745374537453745374537453745374537453745374537453710340350360454545373737凸輪廓線如下:偏置移動(dòng)從動(dòng)盤形凸輪設(shè)計(jì)點(diǎn)線表示基圓0OYX0五、傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)按已知條件和要求，選用Y系列一般用途的三相異步電動(dòng)機(jī)。工作機(jī)軸轉(zhuǎn)速為： n 90r/n ，考慮到重量和價(jià)格，選用同步轉(zhuǎn)速為21000r/min的Y系列異步電動(dòng)機(jī)Y132S-6，其滿載轉(zhuǎn)速n 960r/ 。m、傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比：960i 10.6790、各級傳動(dòng)比：i i i ，取

8、i i，得11i ，i 4、確定各齒輪的齒數(shù)：1212選Z 22,則z i Z 88。34 ZZZZ1234、確定齒輪4的角速度：n 960r/min12n 357.97r/min2n n 357.97r/min328822n 89.49r/min49.37rad/s4六、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析與力的分析以o 為原點(diǎn)，分別建立直角坐標(biāo)系 y和x o y ，如圖 7 所示。2221、位置分析在直角坐標(biāo)系 xO 下，用復(fù)數(shù)矢量法作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析。已知 ：2l l 47 mm ,l l 170 mm ,l l 100 mm1AO2AB3BO24l l4 160 mm ,l l 45 mmO O5CD24 9.

9、37rad /s2Z4用矢量形式寫出機(jī)構(gòu)封閉矢量方程式:l e l e l e l iii3121234應(yīng)用歐拉公式cos isine將式 a的實(shí)部和虛部分離得cosl cos ll lcos41122 sin44l sin llsin112233消去式 b 中，求出 得2Asin Bcos0C 33式中:A l l sin ；1 31B l (l cos l )；3114C l2 l2 l2 l2 l l cos21341 41解之可得tan( /2)(A A B C )/(BC)2223 2arctan(A A B C )/(BC)2223在直角坐標(biāo)系 Y 中2 -12.5343sin 1

10、60sin /l 160sin /54CD4 arcsin(160sin / 54滑塊 6 上點(diǎn) D的坐標(biāo)為13D(160cos 45cos )45y cos ) 45cosD45點(diǎn) D的最低位置為D (min滑塊 6 上點(diǎn) D的位移為s y 39 cos ) 45cos 39DD452、速度分析在直角坐標(biāo)系 xOy中，已知搖桿 4 的角速度為滑塊 6 的速度為 w t12w d / 44v / 6D3、加速度分析在直角坐標(biāo)系 xOy中，搖桿 4 的角加速度為 dw / dt44滑塊 6 的加速度為a dv / dt6614圖 7使用 MATLAB繪制滑塊 6 的運(yùn)動(dòng)曲線圖如下：（1）滑塊 6

11、 的位移曲線位移變化圖像移位0角度（2）滑塊 6 的速度曲線速度變化圖像度速00角度（3）滑塊 6 的加速度曲線16x104加速度變化圖像-0.5-1度速加-1.5-2-2.5-30角度17八、設(shè)計(jì)結(jié)果分析、討論，設(shè)計(jì)心得都解決了。在設(shè)計(jì)過程中，培養(yǎng)了我的綜合應(yīng)用機(jī)械原理課程及其他課程的理論知識。資料進(jìn)行設(shè)計(jì)的能力。由于在這次設(shè)計(jì)過程中大量運(yùn)用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，使我對CAD等工程軟件我學(xué)習(xí)工程軟件的興趣。總之，這次課程設(shè)計(jì)使我在各個(gè)方面都有了新的提高。次難得的鍛煉機(jī)會，希望在以后的學(xué)習(xí)生涯中有更多機(jī)會參加類似的實(shí)踐活動(dòng)。九、主要參考資料1.陸風(fēng)儀主編機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)北京機(jī)械工業(yè)出版社.20062.孫 恒、陳作