壓床機構(gòu)設(shè)計[機械畢業(yè)論文-答辯通過]

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優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，咨詢 QQ：414951605 或 1304139763壓床機構(gòu)設(shè)計計算說明書姓 名： 學(xué) 號：班 級： 指導(dǎo)老師： 年 月I目 錄第 1 章 問題的提出 ...........................................................................................1第 2 章 設(shè)計要求與設(shè)計數(shù)據(jù) ...........................................................................1第 3 章 機構(gòu)選型設(shè)計 .......................................................................................23.1 選擇不同的方案 .........................................................................................23.2 兩種設(shè)計方案的優(yōu)缺點比較 .....................................................................3第 4 章 壓床機構(gòu)的設(shè)計 ...................................................................................4第 5 章 凸輪機構(gòu)設(shè)計 .......................................................................................9第 6 章 齒輪機構(gòu)設(shè)計 .....................................................................................10第 7 章 結(jié)論 .....................................................................................................11第 8 章 收獲與體會 .........................................................................................121第 1 章 問題的提出壓床機械是由六桿機構(gòu)中的沖頭（滑塊）向下運動來沖壓機械零件的一種機構(gòu)，它是應(yīng)用廣泛的鍛壓設(shè)備，用于鋼板矯直，壓制零件等，大部分壓床都適用于金屬或非金屬零件的壓印、成型、淺拉伸、整形及壓力裝配。為了能使壓床機構(gòu)在工作過程中能發(fā)揮出它最大的價值，就要在設(shè)計該機構(gòu)的時候注意以下一些要求：（1）設(shè)計出一個連桿機構(gòu)，保證其自由度 F=1，以實現(xiàn)滑塊的上下移動。（2）如何保證滑塊在進行移動的時候能保持連貫性。（3） 針對工作環(huán)境的不同和裝卸貨物的不同，因設(shè)計出滑塊的最大提升高度，以及其它連桿的極限位置。（4）在設(shè)計機構(gòu)的時候，要考慮其維修的難易程度，不能比市面上的壓床復(fù)雜，在設(shè)計其局部零件的時候，要采用通用的零件結(jié)構(gòu)，以免在以后發(fā)生故障時能方便維修。（5）機構(gòu)的材料在保證牢固的前提下要考慮其經(jīng)濟成本，不能只考慮材料的堅固程度，要讓機構(gòu)有推廣的空間和市場第 2 章 設(shè)計要求與設(shè)計數(shù)據(jù)2.1 設(shè)計要求：（1）依據(jù)設(shè)計要求和已知參數(shù)，確定各構(gòu)件的運動尺寸，繪制機構(gòu)運動簡圖，并分析組成機構(gòu)的基本桿組。（2）假設(shè)曲柄等速轉(zhuǎn)動，畫出滑塊 5 的位移和速度的變化規(guī)律曲線。在壓床工作過程中，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)動力矩。（3）取曲柄軸為等效構(gòu)件，要求其速度波動系數(shù)小于 10％，確定應(yīng)加于曲柄軸上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量。（4）確定傳動系統(tǒng)方案，設(shè)計傳動系統(tǒng)中各零部件的結(jié)構(gòu)尺寸。2.2 設(shè)計數(shù)據(jù)2已知參數(shù)1x（mm）2（mm）y（mm）1?（°）2（°）H（mm）CDEF（r/min1n）1 50 140 220 60 120 150 1/2 1/4 1002 60 170 260 60 120 180 1/2 1/4 903 70 200 310 60 120 210 1/2 1/4 90由以上數(shù)據(jù)中選擇第三組數(shù)據(jù)作為本次設(shè)計的基本數(shù)據(jù)，由此可得：, , , =60°, =120； , ,170xm?2140x310ym?1?212CED?4F滑塊 5 的行程為 210 。第 3 章 機構(gòu)選型設(shè)計3.1 選擇不同的方案方案一：曲柄滑塊機構(gòu)簡單的連桿機構(gòu)，用曲柄帶動滑塊實現(xiàn)壓床上下的來回運動。設(shè)計的機構(gòu)簡圖如3-1。圖 3-1 曲柄滑塊機構(gòu)方案二：曲柄六桿機構(gòu)3所設(shè)計的機構(gòu)簡圖如 3-2 圖所示，多了另一個支點，能使滑塊移動更平穩(wěn)。圖 3-2 曲柄六桿機構(gòu)3.2 兩種設(shè)計方案的優(yōu)缺點比較對方案一：該方案機構(gòu)簡單，不需要很多的鉸接點，生產(chǎn)成本低，但是該機構(gòu)的穩(wěn)定性能不佳，在使用過程中需要一個滑槽提供移動副，會使沖頭在運動過程中產(chǎn)生滑動摩擦，從而降低了該機構(gòu)的效率。所以，在實際工程中，這種機構(gòu)的實用性能有待商榷。對方案二：該機構(gòu)在原先的四桿機構(gòu)的基礎(chǔ)上多了一個固定鉸鏈點的桿件，并通過桿件將沖頭的移動副設(shè)置成不需要依靠機架提供，這樣就使得機構(gòu)的效率大大提高了，而且六桿機構(gòu)也使得機構(gòu)更穩(wěn)定，在實際工程中也有了更加廣闊的應(yīng)用空間。所以，綜合以上的兩種機構(gòu)的優(yōu)缺點，方案二為最佳可行方案，按照所選取的數(shù)據(jù)，可以設(shè)計出滿足要求的機構(gòu)。結(jié)論：選擇方案二——曲柄六桿機構(gòu)第 4 章 壓床機構(gòu)的設(shè)計對該機構(gòu)進行尺寸計算，在用已知條件求出一些桿件的尺寸后，再對剩余桿件采4用平面連桿機構(gòu)運動設(shè)計的位移矩陣法進行求解，以求得各桿長。由已知條件可知： , , , =60°, =120；170xm?2140x310ym?1?2, ,滑塊 5 的行程為 210 。12CED?4F（1） 作機構(gòu)運動簡圖：圖 4-1 機構(gòu)簡圖（2）長度計算：已知：X 1＝70mm，X 2＝200mm，Y＝310mm， ＝60° ， ＝120°，H＝210mm，ψ 13ψ 13CE/CD=1/2, EF/DE=1/2, BS2/BC=1/2, DS3/DE=1/2。由條件可得；∠EDE’=60°∵DE=DE’∴△DEE’等邊三角形過 D 作 DJ⊥EE’，交 EE’于 J，交 F1F2 于 H∵∠JDI=90°∴HDJ 是一條水平線，∴DH⊥FF’∴FF’∥EE’過 F 作 FK⊥EE’ 過 E’作 E’G⊥FF’，∴FK＝E’G5在△FKE 和△E’GF’中，KE＝GF’，F(xiàn)E=E’F’, ∠FKE=∠E’GF’=90°∴△FKE≌△E’GF’∴KE= GF’∵EE’=EK+KE', FF’=FG+GF’∴EE’=FF’=H∵△DE'E 是等邊三角形∴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連接 AD,有 tan∠ADI=X 1/Y=70/310又∵AD= mm227037.XY???∴在三角形△ADC 和△ADC’中，由余弦定理得：2 00cos(12.)38.4ACDACDm????2 00' 6.75.1?∴AB=(AC-AC’)/2=69.015mm BC=(AC+AC’)/2=314.425mm∵BS 2/BC=1/2, DS3/DE=1/2 ∴BS 2=BC/2=314.46/2=157.2125mm DS3=DE/2=210/2=105mm由上可得：AB BC BS2 CD DE DS3 EF69.015mm 314.425mm 157.2125mm 140mm 210mm 105mm 52.5mm比例尺 0.05mm/(m/s)6（3）機構(gòu)運動速度分析：已知： ；190/minr?逆時針2.425/6nrads??A1..6901./Bl mv??= + CvCbv大小 ? 0.65 ?方向 ⊥CD ⊥AB ⊥BC選取比例尺 μv=0.005m/(mm/s)，作速度多邊形0.3/.50.6/Cvupcms??A.9/..18/Bvb0.45/.0./Evupes??A./..8/Fvf m0.1/50.2/Evuef s??A22.3/..6/svp330./.50.4/svums??A∴ ＝ ＝0.18/0.314425=0.572rad/s (逆時針 )2?BClω ＝ ＝0.60/0.140=4.290rad/s (順時針)3Dlvω ＝ ＝0.20/0.0525=3.809rad/s (順時針) 4EFl項目 ?BC?EFvS2?3S1?234?數(shù)值 0.650 0.600 0.900 0.880 0.620 0.44 9.425 0.572 4.290 3.8097單位 m/s Rad/s（4）機構(gòu)運動加速度分析： 22 219.450.6915.3/BABaLms?????740nCC?2223...7/DD?486nFEEF snt tncCDBCBBaaa????大?。?？ √ ？ √ ？ √方向： ？ C→D ⊥CD B→A ⊥BC C→B選取比例尺 μa=0.04m/ (mm/s 2),作加速度多邊形圖2'0.3/.1.30/Caupcms?? ?5Ee2'./../tBan?"0190tCDucsaF = aE + anEF + atEF大小： ? √ √ ?方向： √ √ 　F→E ⊥EF 2'0.32/.1.0/Faupf ms?? ?224ss3 23'.5/../a?2/ 985tCBLrads?231.90/3.1/D??項目 BCE"F2"S3"S?238數(shù)值 6.130 3.300 5.000 3.200 4.200 2.500 9.859 13.571單位 m/s 2 rad/s 2第 5 章 凸輪機構(gòu)設(shè)計有基圓半徑 R0=40mm e=8mm 滾子半徑 R=8mm在推程過程中：由 得220sin(/)h?????當(dāng) =600時，且 00=300，則有 a≤0,即該過程為減速推程段所以運動方程 ??00(/)sin(2/)(Sh?????在回程階段，由 得：20i/??當(dāng) =800時，且 00=40 0，則有 a≥0，即該過程為加速回程段所以運動方程 ??001(/)sin(2/)(Sh??????當(dāng) =600時，且 00=30 0，則有 a≤0，即該過程為減速推程段所以運動方程 ??00(/)sin(2/)(Sh?????δ 00 50 100 150 200 250 300 350S 0 0.06 0.43 1.38 3.02 5.30 8.05 10.95符號 h [α] δ δs δ＇單位 mm （ 0）方案 3 18 30 60 30 809單位 (mm)δ 400 450 500 55 600 650S 13.70 15.98 17.62 18.57 18.94 19.00單位 (mm)δ 1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350S 19.00 18.96 18.71 18.08 16.94 15.29 13.18 10.76δ 1400 1450 1500 1550 1600 1650 1700 1750S 8.24 5.82 3.71 2.06 0.92 0.04 0 0單位 (mm)凸輪廓線如下:第 6 章 齒輪機構(gòu)設(shè)計已知：齒輪 ，齒輪為正常齒制，工5610,3,20,6Z m????分 度 圓 壓 力 角 模 數(shù)作情況為開式傳動，齒輪 與曲柄共軸。6由于其中一齒輪齒數(shù)小于 17，要避免產(chǎn)生根切現(xiàn)象必存在變位系數(shù)，必要增大其中心距，10取 ，求得'140am?'21.4???經(jīng)計算后取變位系數(shù)：＞5.39xin50.39xm＞62?68?分度圓直徑： 55dZ??6610m基圓直徑： 5cos.38bm??6975d齒厚： 5(/2tan)10.6Sx??????6 82?齒頂高： *55().39ahm?664x???齒底高： *55().62fac??6689h齒頂圓直徑和齒底圓直徑： 5527.aadm??0ff?6619.84h32ff重合度: 561[(tant')(tant')]1.392ZZ?????????第 7 章 結(jié)論在本次設(shè)計中，方案二的提出相較于方案一有了很明顯的提高，方案一雖然有著結(jié)構(gòu)簡單，運動關(guān)系不復(fù)雜，易于實現(xiàn)等優(yōu)點，但是它的缺點也顯而易見。由于它結(jié)構(gòu)簡單，在實際工程應(yīng)用中就會使其在工作時產(chǎn)生比較強烈的震動，而且也很難保證其沖頭的沖壓力能否達到隨需要的強度，因為此結(jié)構(gòu)缺少必要的穩(wěn)定機構(gòu)，所以方案一的機構(gòu)在實際過程中基本不會被應(yīng)用。不同于方案一，方案二在一的基礎(chǔ)上增加了固定桿機構(gòu)，使沖頭在工作的過程中11能更加平穩(wěn)，而且也能承受沖頭沖壓工件時的壓力，這樣就保證了該壓床機構(gòu)具有比較高的使用壽命，固定桿 的極限位置能滿足 ， ，這就保證了機構(gòu)有DE160???2?效的工作范圍，而沖頭所能達到的不同沖壓速度和沖壓力，也可以通過增加各桿的強度和增加驅(qū)動力的大小來決定?；谝陨弦幌盗蟹治?，本次設(shè)計的壓床機構(gòu)還是滿足設(shè)計要求的，不過本次設(shè)計最大的不足就是沒能建立起如同實物的仿真模型，其仿真的大部分內(nèi)容都是基于桿件與桿件之間相鉸來實現(xiàn)的，缺乏一定的真實性，如果想直接將該機構(gòu)運用到實際工程中還有待進一步的計算與檢驗。第 8 章 收獲與體會本次機械原理課程設(shè)計是對我們上學(xué)期所學(xué)的機械原理的一次總結(jié)，通過一學(xué)期對自己所設(shè)計的課題的不斷努力和完善，進一步讓自己加深了對機械原理這門課程的理解。在實際設(shè)計過程中，不但檢驗了我對機械原理這么課程的理解能力，而且更加鍛煉了我的動手能力。在此期間，為了能使自己設(shè)計的機構(gòu)有“物”可依，查閱大量的文獻資料就必不可少，而且在查閱資料的過程中，讓我接觸到了國內(nèi)外對機械產(chǎn)品最新的研究，這不但擴展了我的知識面，更讓我了解到機械產(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，讓我對機械設(shè)計產(chǎn)生了濃厚的興趣，也發(fā)現(xiàn)在今后我們國家對設(shè)計類人才的龐大需求量，這也為我將來找工作提供了強有力的動力。由于這是我第一次做設(shè)計類的課題，讓我對實際工程中對設(shè)計要求的嚴謹有了更進一步的了解。在對所設(shè)計的機構(gòu)進行建模的過程中，迫使我去學(xué)一些仿真建模軟件，而通過對這些軟件的學(xué)習(xí)，加強了我的自學(xué)能力，也進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)會了從不同角度去思考，這也拓展了我的思維，讓我學(xué)會了換位思考?？偠灾?，通過本次課程設(shè)計大大提高了我的動手能力，為將來應(yīng)付實際工程中出現(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。12參考文獻[1] 謝進，萬朝燕，杜立杰.《機械原理》. 高等教育出版社，2004[2] 王三明 《 機械原理與設(shè)計 課程設(shè)計》機械工業(yè)出版社 2004 P120~P122[3] 熊濱生 《現(xiàn)代連桿機構(gòu)設(shè)計》 化學(xué)工業(yè)出版社 2005. 12[4] B.H 郭烈諾夫 郭和德譯 《制造技術(shù)與機床》 1959 年 11 期[5] 張益豐等編 .精通 MATLAB6.5.北京:中國水利水電出版社,2004[6] 王宏 《 微機輔助設(shè)計壓床六桿機構(gòu)及其運動分析和力分析》 1985 沈陽建筑工程學(xué)院報[7] B.H郭烈諾夫 郭和德譯 《深拉深壓床執(zhí)行機構(gòu)的運動學(xué)》[8] 岳一領(lǐng) 陸鳳儀 張志鴻 《平面連桿機構(gòu)的計算機輔助設(shè)計與仿真研究》2009年8月 太原科技大學(xué)學(xué)報[9] （蘇）奧布爾都也夫 韓云巖譯 《曲軸壓床鍛造》 1957 機械工業(yè)出版社[10] John Charles Sharman 《Drop, press and machine forging》 1954 Machinery Pub. 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