機械原理課程設計說明書姓 名： 李金發 學 號： 班 級： 指導老師： 成 績： 遼寧石油化工大學2017年12月8日目錄 一、機構簡介與設計數據31.1.機構簡介31.2機構的動態靜力分析31.3凸輪機構構設計31.4.設計數據4二、壓床機構的設計62.1確定傳動機構各桿的長度6三.傳動機構運動分析83.1.速度分析83.1.183.1.293.2.加速度分析103.2.1103.2.2123.3. 機構動態靜力分析143.3.1143.3.217四、凸輪機構設計21五、齒輪設計225.1.全部原始數據225.2.設計及計算過程22參考文獻23一、機構簡介與設計數據1.1.機構簡介圖示為壓床機構簡圖，其中六桿機構為主體機構。圖中電動機經聯軸器帶動三對齒輪將轉速降低，然后帶動曲柄1轉動，再經六桿機構使滑塊5克服工作阻力而運動。為了減少主軸的速度波動，在曲柄軸A 上裝有大齒輪并起飛輪的作用。在曲柄軸的另一端裝有油泵凸輪，驅動油泵向連桿機構的供油。（a）壓床機構及傳動系統1.2機構的動態靜力分析 已知：各構件的重量G及其對質心軸的轉動慣量Js(曲柄1和連桿4的重力和轉動慣量（略去不計)，阻力線圖(圖97)以及連桿機構設計和運動分析中所得的結果。要求：確定機構一個位置的各運動副中的反作用力及加于曲柄上的平衡力矩。作圖部分亦畫在運動分析的圖樣上。1.3凸輪機構構設計已知：從動件沖程H，許用壓力角推程角。，遠休止角，回程角，從動件的運動規律見表9-5，凸輪與曲柄共軸。要求：按確定凸輪機構的基本尺寸求出理論廓線外凸曲線的最小曲率半徑。選取滾子半徑r，繪制凸輪實際廓線。以上內容作在2號圖紙上1.4.設計數據設計內容連桿機構的設計及運動分析符號單位mm度mmr/min數據I50140220601201501/21/41001/21/2II60170260601201801/21/4901/21/2III70200310601202101/21/4901/21/2連桿機構的動態靜力分析及飛輪轉動慣量的確定G2G3G5N1/3066044030040000.280.0851/30106072055070000.640.21/3016001040840110001.350.39凸輪機構設計ha0010從動桿運動規律mm度1730552585余弦1830603080等加速1930653575正弦齒輪機構的設計Z5Z6m113820510352061120206二、壓床機構的設計2.1確定傳動機構各桿的長度已知：X1=60, X2=170, y=260, ,，如右圖所示，為處于兩個極限位置時的狀態。根據已知條件可得： 因為三角形DFF是等邊三角形所以DE=H=180mm、CD=120mm、而DE：EF=4：1所以EF=45又有勾股定理可得AB=57.5 、BC=262.5由上分析計算可得各桿長度分別為：57.5mm262.5mm131.25mm120mm180mm90mm45mm三.傳動機構運動分析3.1.速度分析3.1.1已知：逆時針；=n*2/60=9.42VB=wLab=9.420.0575=0.542 m/s大小 0.542 方向 大小 方向 鉛垂 CD 選取比例尺V=0.01m/(s*mm)，作速度多邊形如圖所示；由圖分析得：0.0162.27=0.6227m/sVcB=V*bc0.0135.51=0.3551m/sveV*pe=0.0193.13=0.9313m/s0.0191.44=0.9144m/s0.0155.86mm 0.5586m/sVs3=vc*3/4=0.467m/s0.3551/0.2625=1.35rad/s (順時針)0.6227/0.12=5.19rad/s (逆時針)0.0691/0.045=1.55rad/s (順時針) 項目數值0.5420.62270.93130.91440.55860.4679.421.355.191.55單位3.1.2已知：逆時針；=n*2/60=9.42VB=wLab=9.420.0575=0.542 m/s大小 0.542 方向 大小 方向 鉛垂 CD 選取比例尺V=0.01m/(s*mm)，作速度多邊形如圖所示；由圖分析得：0.0154.75=0.5475m/sVcB=V*bc0.0115.61=0.1561m/sveV*pe=0.0182.13=0.8213m/s0.0176.61=0.7661m/s0.0151.55mm 0.5155m/sVs3=vc*3/4=0.4106m/sVfe=V*fe=0.0140.89=0.4089 m/s0.1561/0.2625=0.5947rad/s (順時針)0.5475/0.12=4.5625rad/s (逆時針)0.4089/0.045=9.086rad/s (順時針) 項目數值0.5420.54750.82130.76610.51550.41069.420.59474.56259.086單位3.2.加速度分析3.2.19.4220.0575 =5.108m/s2=1.3520.2625=0.48m/s2=5.1920.12=3.23m/s2 =1.5520.045=0.108m/s2 = anCD+ atCD= aB + atCB + anCB大小： ？ ？ ？ 方向： ？ CD CD BA BC CB選取比例尺a=0.025(m/s2)/mm,作加速度多邊形圖=0.025131.73=3.29m/s2=0.025197.59=4.940m/s2=0.025329.44=8.236 m/s2=0.02525.69=0.6425m/s2aF = aE + anFE + atFE大小： ？ ?方向： FE FEaF=a*pf=0.02512.02=0.3 m/s2as2=a*ps2=0.02548.21=1.205m/s2as3=a*ps3=0.02598.8= 2.47m/s2aE=a*pe=0.025197.59= 4.93m/s2=8.236/0.2625= 31.38 rad/s（逆時針）=0.6425/0.12=5.35 rad/s （順時針）項目數值5.108 3.294.94 0.31.205 2.47 31.38 5.35單位m/srad/s3.2.29.4220.0575 =5.108m/s2=1.3520.2625=0.48m/s2=5.1920.12=3.23m/s2 =1.5520.045=0.108m/s2 = anCD+ atCD= aB + atCB + anCB大小： ？ ？ ？ 方向： ？ CD CD BA BC CB選取比例尺a=0.025(m/s2)/mm,作加速度多邊形圖=0.025124.89=3.12m/s2=0.025187.33=4.683m/s2=0.02596.37=2.409 m/s2=0.02574.81=1.870m/s2aF = aE + anFE + atFE大小： ？ ?方向： FE FEaF=a*pf=0.02585.07=2.12m/s2as2=a*ps2=0.025162.32=4.058m/s2as3=a*ps3=0.02593.67= 2.34 m/s2=2.409/0.2625= 9.17 rad/s（逆時針）=1.87/0.12=15.58 rad/s （順時針）項目數值5.108 3.124.683 2.124.058 2.34 9.1715.58單位m/srad/s3.3. 機構動態靜力分析3.3.1G2 G3G5FrmaxJs2Js3方案II106072055070000.640.2單位 N Kg.m21各構件的慣性力，慣性力矩：=10601.205/10=127.76N（與方向相反）=7202.47/10=177.84N（與方向相反）=5500.3/10=16.5N（與方向相反）=7000/10=700N=0.6431.38=20.08N.m （順時針）=0.25.35=1.07N.m （逆時針）=20.08/127.76=157.16mm=1.07/177.84=90.37mm2計算各運動副的反作用力(1)分析構件5對構件5進行力的分析，選取比例尺作其受力圖構件5力平衡： G5+FI5+F65+F45=0(2)分析構件2、3單獨對構件2分析：桿2對B點求力矩，可得: FI2*LI2B+Ft32*LCB+G2*LG2B=0代入數據解得：Ft32=249N單獨對構件3分析：桿3對C點求矩得：Ft63*LDC+F43*LF43C-FI3*LF43C-G3*LG3C=0解得: Ft63=-67.90N對桿組2、3進行分析：F43+Fg3+G3+Ft63 +Fn63 +Ft23+Fn23=0Ft32+Fn32+ Fg2+G2+Ft12+Fn12=0選取比例尺F=10N/mm，作其受力圖Fn63=F* LFn63=1098.84=988.4NFt12=F* LFt12=109.08=90.8NFn12=F* LFN12=10256.62=2566.2NF34=F* LF34=1056.32=563.2NF45= F34=563.2NF56=F* LF56=524.19=120.95N (3)求作用在曲柄AB上的平衡力矩Mb：Mb=F21*LAB=2567.80.0575=147.69F61=-F21=2567.8N項目Fg2Fg3Fg5MI2MI3MbFn63Ft63數值127.76177.8416.520.081.07147.69988.467.90單位 N N.m N項目Fn12Ft12F34F45F56F61數值2566.290.8563.2563.2120.952567.8單位 N3.3.21各構件的慣性力，慣性力矩：=10604.058/10=430.15N（與方向相反）=7202.34/10=168.48N（與方向相反）=5502.12/10=116.6N（與方向相反）=7000/10=700N=0.649.18=5.875N.m （順時針）=0.215.58=3.12N.m （逆時針）=5.875/430.15=13.66mm=3.12/168.48=18.5mm2計算各運動副的反作用力(1)分析構件5對構件5進行力的分析，選取比例尺作其受力圖構件5力平衡： G5+FI5+F65+F45=0(2)分析構件2、3單獨對構件2分析：桿2對B點求力矩，可得: FI2*LI2B+Ft32*LCB+G2*LG2B=0代入數據解得：Ft32=-167.1N單獨對構件3分析：桿3對C點求矩得：Ft63*LDC-F43*LF43C+FI3*LF43C-G3*LG3C=0解得: Ft63=323.35N對桿組2、3進行分析：F43+Fg3+G3+Ft63 +Fn63 +Ft23+Fn23=0Ft32+Fn32+ Fg2+G2+Ft12+Fn12=0選取比例尺作其受力圖 Fn63=F 3* LFn63=538.2=191NFt12=F2* LFt12=1021.19=211.9NFn12=F2* LFN12=10245.8=2458NF34=F3* LF34=56.66=33.3NF45= F34=33.3NF56=F3* LF56=50.83=4.15N (3)求作用在曲柄AB上的平衡力矩Mb：Mb=F21*LAB=2467.10.0575=141.86F61=-F21=2467.1N項目Fg2Fg3Fg5MI2MI3Mb數值430.15168.48116.65.883.12141.86單位 N N.m項目Ft63Fn12Ft12F34F45F56數值323.352458211.933.333.34.15單位 N項目F61Fn63Ft63數值2467.1191323.35單位N四、凸輪機構設計符號h0010單位mm（0）方案II1830603080取r0=50mm,取rT=8mm在推程過程中：凸輪廓線如下:五、齒輪設計5.1.全部原始數據齒輪機構的設計Z5Z6m10352065.2.設計及計算過程齒頂高、齒根高： ha=ha*m=16=6 hf=(ha*+c*)m=1.256=7.5分度圓直徑： d5=mz5=610=60mmd6=mz6=635=210mm齒頂圓半徑: ra5=r5+