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1、一、机构简介压床机械是由六杆机构中冲头（滑块）向下运动来冲压机械零件的。其执行机构主要由连杆机构和凸轮机构组成。六杆机构的曲柄转动，曲柄通过连杆、摇杆带动滑块克服阻力冲压零件。当冲头向下运动时，为工作行程，受到一定的阻力；当冲头向上运动时，为空回行程，无阻力。在曲柄轴的另一端，装有供润滑连杆机构各运动副的油泵凸轮机构。1、六杆机构数据的选择：题号转速n2(r/min)距离x1/mm距离x2/mm距离y/mm冲头行程上极限角下极限角CE/CDFE/ED19550140160150120600.50.252、凸轮数据选择：从动件最大升程H推程运动角远休止角回程运动角从动件运动规律基圆半径滚子半径偏
2、心距e20mm601060余弦25mm8mm0mm设计要求：允许曲柄转速偏差为5%，要求凸轮机构的最大压力角应在许用值之内，从动件运动规律见设计数据，执行构件的传动效率按0.95计算，按小批量生产规模设计。拟定多个执行机构，并对这些机构进行分析比较。选取最优越的执行机构，并将执行机构按照选择给定的数据用图解法进行分析。做出主要的机构设计，要求步骤详尽。对所选择的机构做出速度分析，绘制出滑块、摇杆的位移曲线、速度曲线和加速的曲线。根据题目要求选择适当的原动机，做出系统运动循环图。二、执行机构的选择与比较1、 曲柄摇杆机构本题中选取的冲头行程为150mm,为了满足这个条件，我们可以采用曲柄滑块机构
3、。曲柄滑块机构可以满足使圆周运动转化为直线运动。图中AB为曲柄，AB由电机带动绕A点做圆周运动，连杆BC带动滑块C做上下往复运动，设计适当的杆长，使该机构的运动情况满足题目中的要求。 该机构的优点：机构简单，行程较短，机械效率较高，而且此机构制作起来方便，造价低。满足运动要求 该机构的缺点：各个杆件所承担的作用加大，而且每个杆件都受力，因此对强度要求较高，机构容易损坏。2、齿轮齿条机构该执行方案也能够实现周转运动转化为直线运动。此外，该机构较之上一个曲柄滑块机构，其工作原理更简单，执行起来也更加方便。对于题目中所要求的条件，特别是冲头行程条件都能够很好的满足。使用本执行机构时，通过设定和控制齿
4、轮的转速以及其旋转方向，使其带动齿条做上下往复运动，与此同时齿条可以带动冲头按与之相同的轨迹进行往复运动，开始工作。该机构的优点：工作原理简单，控制工作方便。齿轮齿条的啮合能够保证传递的准确性。该机构的缺点：齿轮齿条长期啮合往复运动，再加上齿条上携带较重的冲头，容易使齿轮和齿条磨损，影响运动的稳定性。加之齿条竖直放置，其安全性无法保证。3、六杆机构此为设计方案中提出的在执行机构设计中选取六杆机构。它是集中曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构的优点提出来的。电动机带动曲柄AB作圆周运动，AB带动连杆运动，在连杆BC作用下，摇杆CD往复摆动。该执行机构中杆件EF和摇杆CD相连，EF在摇杆CD的作用下带动冲头
5、做往复运动。实现冲压过程。该机的构优点：集合曲柄滑块和四连杆机构的各种优点，运动路径适当，结构的强度满足要求，而且其造型美观， 实用性好。 经过对比，本题中采用第三种机构执行方案。三、主要机构设计1、 六杆机构的设计首先根据距离x1和距离y利用勾股定理可以确定固定点A、D的位置；根据数据在D点画出摇杆CD的上极限角和下极限角；根据距离x2可以确定滑块的滑轨位置；根据六杆机构简图，由E1E2/F1F2，F1F2=150mm，由三角形E1E2D为等边三角形，所以E1D、E2D均为150mm，由EF=3/4ED，可确定EF=37.5mm。分别以E1、E2为圆心以37.5mm为半径画圆，与导轨交于F1
6、F2两点。由EC=0.5CD，摇杆CD=100mm，连接AC1、AC2并量出其长度，分别为213.2mm，115.9mm。再由 AC1=AB1+B1C1；AC2=B2C2-AB2；联立两式得 BC=164.55mm，AB=48.65mm此为六杆机构的设计过程。2、 凸轮机构的设计本次机构设计中选择最简单的凸轮形式，即对心式直动滚子盘形凸轮。在完成六杆机构标准图形的基础上，选取合适的基圆半径，本题中根据六杆机构中曲柄的尺寸，来确定基圆半径为25mm合适。再由从动件最大升程、推程运动角、远休止角、回程运动角及余弦运动形式，再由作图法中的反转法，便可以做出凸轮的理论轮廓线。最后选取适合大小的滚子半径
7、，本题中选取8mm。四、 机构的运动分析上面三个图中S3、w3、3曲线分别为滑块的位置线图、速度线图和加速度线图。S4、w4、4曲线分别为摇杆的位置线图、速度线图和加速度线图。五、原动机的选择根据题目中所要求的曲柄的转速为95r/min，以此为条件选择电动机型号。此处选用直流电动机。经过查阅设计手册和电动机型号手册后，本题中选择的电动机参数如下表所示：型号额定功率额定电压额定电流额定转速效率重量Z2-411.1kw220V6.9A750r/min72.5%85kg六、传动机构的选择与比较1、直齿锥齿轮传动机构直齿锥齿轮传动用来传递两相交轴之间的运动和动力。其优点是：齿轮传动平稳，传动比精确，工
8、作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大。结构紧凑、效率高、寿命长等。但是制造齿轮需要有专门的设备，啮合传动会产生噪声。2、标准直齿渐开线齿轮渐开线齿轮传动能够保证定传动比传动且具有可分性，而且在传递过程中，两啮合齿廓间的正压力始终沿啮合线方向，故能够保证齿廓之间的正压力方向不变，使其有利于传递的平稳性。而具有可分性这一特性能够使两齿轮的实际安装中心距与设计中心距略有变动时，不会影响到其传动比。保持精确的传动比。渐开线直齿齿轮还有加工刀具简单、工艺成熟等优点。 与锥齿轮相比较，圆柱齿轮加工方便，而且其参数设计简单，安装使用起来美观，该传动轮系完全是平面之内的，并不像锥齿轮是空间传动
9、系统，所以，该轮系占据空间少。由此，选用圆柱齿轮轮系。 该轮系的总传动比为：i13=150/19，即i13=8。七、机械系统的运动循环图以上为本题采用的圆周式工作循环图。八、 对结果的分析与设计体会课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。回顾起此次机械原理课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在整整两星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结
10、合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说对机构的图解法设计，机构的杆长求解，机械运动系统的运动循环图等等。在这次实践的过程中学到了一些除技能以外的其他东西,领略到了别人在处理专业技能问题时显示出的优秀品质,更深切的体会到人与人之间的那种相互协调合作的机制,最重要的还是自己对一些问题的看法产生了良性的变化。 九、主要参考资料1 机械原理课程设计指导书2 孙恒、陈作模等. 机械原理. 北京:高等教育出版社3 岳修科，黄俊杰. Matlab在平面机构运动解析法分析中的应用4 刘朝儒、吴志军等. 机械制图 第五版. 北京：高等教育出版5 杨春辉. 基于MATLAB的平面六杆机构运动分析. 2008（2）6 龚小平. 基于MATLAB运动仿真的平面多连杆机构优化.2007（2）7 http:/ 1 -
