压床课程设计说明书---压床机构综合[10页].doc
机械原理课程设计设计说明书
设计题目：压床机构综合
设计者：**
指导老师：***
目录
1.设计题目……………………………………………１1.1设计任务………………………………………………１1.2设计题目简介…………………………………………１
1.3设计条件及设计要求 (2)
2.运动方案设计 (5)
2.1机械预期的功能要求 (5)
2.2机构运动方案的选定 (5)
2.3设计任务 (5)
2.3.1构件尺寸的确定以及杆组分析 (6)
2.3.2曲柄驱动力矩的计算 (6)
2.3.3飞轮转动惯量的确定……………………………………６
2.3.4运动仿真 (8)
2.3.5执行机构运动简图………………………………………８
3.应用前景 (9)
4.个人小结 (9)
5.参考资料 (10)
附录 (10)
1.1设计题目及任务
题目：压床机构综合
压床是应用广泛的锻压设备，用于钢板矫直、压制零件等。本次设计的主要任务是：
（1）.针对图所示的压床执行机构方案，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）.在压床工作过程中，冲头所受的阻力变化曲线如图所示，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）.用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。（5）.图纸上绘出最终方案的机构运动简图（可以是计算机图）
1.2设计题目简介
如上图所示，左图为压床的驱动机构，电动机经联轴器带动三级齿轮(－、－、－)减速器将转速降低，并带动冲床执行机构（六杆机构ABCDEF ）的曲柄AB 转动，六杆机构使冲头5上下往复运动，实现冲压工艺。
1.3
题目给定的数据如下表：
冲头在整个行程中受到的阻力如下图：
2.1该设计的主要功能是实现冲头的冲压工艺，要求冲头在接触工件后具有足够大的压力，同时也要考虑到要有足够的时间间隙完成胚料的供给和取出。
2.2由于考虑到题目给定方案可能不是最优方案，这里另外提出几中
(mm) (mm) (mm) (°) (°) H (mm)
(rpm)
（KN ） 50 140 220 60 120 150 0.5 0.25 100
6 压床阻力曲线图
方案，并经过计算比较最终选定最优方案进行设计。
第一种方案:
AB为主动杆带动BC杆和冲头3实现冲压工艺。该方案的特点是结构简单，成本低廉。但由于冲头运动速度较慢，而AB杆直接由电动机驱动，所以需要复杂的减速装置。而且冲头运动间歇短不利于送料。故该方案被舍弃。
第二种方案：
电动机驱动AB杆从而带动冲头实现冲压工艺。该机构运动比较平稳，
而且不需要太多的减速装置。所以相比第一种机构有很大的优势。故
最终选择该方案作为执行方案。
2.3．1分析:因为压床的冲头在行程快结束的时候才开始受力，则要求与滑块相连的杆与竖直导轨的夹角不能大于45°，因此可得出杆DE 的极限位置大致如左图所示。题目要求角
C1DC2=60°可得
E1E2=H=150mm ，且DE1=E1E2=150mm 。又因为EF=0.25DE,CE=0.5CD ，
所以可以求出杆EF=37.5，EC=50，CD=100。6.225220502
2=+=AD 可
以假设AB 杆长为X,BC 杆长为Y,令X+Y=M,X-Y=N. 分别在两个三角形中用余弦定理可得
2.107212122COS D C AD D C AD M **-+=2.47222222COS D C AD D C AD N **-+=
由上式可解得M=272.5，N=173.9
所以X=223.2，Y=49.3。即是BC=223.2，AB=49.3。 杆组分析：该机构主要有4根杆和一个滑块组成。
杆AB ，BC 和CD 组成一个曲柄摇杆机构，作为整个机构的驱动装置。而杆DE,EF 和滑块5构成曲柄滑块机构，主要充当执行机构。 电机转动驱动曲柄AB 转动，从而带动BC 以及杆DE 的摆动，从而使滑块5沿着导杆上下移动以此来达到冲压的目的。
2.3.2 由上
图可以看出冲头在下
降到0.75H 处时阻力开始增大，这说明在行进到0.75H 的时候开始接触到工件，而且可以看到阻力跟行程是呈线性关系的。而在回程的时候阻力一直保持不变，且等于工作行程的前段阻力。
对机构在任意位置进行受力分析如下图：
在此时刻假设冲头所受阻力为FH 则有：
E H
F F /tan =α所以αtan /H E F F =
压床阻力曲线图
E
Ey F F /sin =γ
α
sin E Ey F F =
杠杆定理
CD
F ED F Cy Ey **= 所以Ey
Cy F CD ED F *)/(=
βcos /Cy C F F =
B
By F F /sin =θ 所以θ
αsin sin C B By F F F ==
所以
AB
F T By *=
由以上各式可以得出转矩T 的表达式
)cos (tan /sin sin 95.73βαθγ***=）（H F T
2.3.4运动仿真
用adams 仿真可以得到位移曲线如下图：
速度曲线如下图：
加速度曲线如下图：
2.3.5机构运动简图
3．应用前景
随着机械制造技术的进步和自动化的普及，电动机的速度会越来越快，而且应用的范围也会大大的扩展，同时由于范围的扩大也会增加很多需要用到低速的器械，减速箱在这里就发挥着至关重要的作用。把减速箱设计的更小巧，效率更高就能节省更多的能源，因此减速箱的设计也占有举足轻重的地位。
4.个人小结
第一次做设计，开始的时候一点思路都没有，后来通过慢慢学习别人的范例，慢慢掌握了设计的方法。过程中也遇到过很多困难，比如方案的设计和选择，以及本设计中要求连架杆DE的摆角为60°这就要求杆BC和AB的长度来限制DE杆的摆角。后面做仿真的时候由于从没接触过ADAMS所以就现学现卖，学一点做一点，最后经过不断地尝试终于把仿真做出来了。虽然过程充满艰辛但也学到了许多软件的应用也学会了许多课本上没有的知识。
5.参考资料
《机械原理与设计》机械工业出版社