机械原理大作业

机械系统设计题目：压床机构设计及分析。

1、用**法对压床连杆机构进行运动和动力分析，并在此基础上确定飞轮转动惯量。

2、用解析法对压床连杆机构进行运动和动力分析。

3、用pro/e或solidworks三维计算机辅助设计软件对压床连杆机构进行建模、装配，应用adams进行运动和动力分析。要求写出一份设计分析说明书，打印出装配模型及**结果。

4、用**法、解析法和adams软件**结果进行比较，分析他们各自的优缺点。

图1所示的六杆连杆机构是压床的主体机构。电动机经连轴器带动减速器的三对齿轮、、将转速降低，然后再带动连杆机构上的曲柄1转动，从而使连杆机构的滑块5克服阻力运动。为了减小主轴的速度波动，在曲柄轴的另一端装有供润滑连杆机构各运动副用的油泵凸轮机构。

图1 压床主体机构。

图2 压床机构简图图3 工作载荷与工作行程。

图4 曲柄位置分配。

设计题目的数据见表1。在连杆机构中，有30个连续等分的位置1～30，2个工作行程的极限位置1和，距滑块下极限为时的曲柄位置。总共有32个位置，如图4所示。

表1 已知数据。

中心距、、，构件3的下极限角和上极限角，滑块的冲程，比值、，各构件的重心的位置，曲柄的转速；各构件的重量及其重心的转动惯量（曲柄1和连杆4的重量和转动惯量略去不计），阻力曲线（图3）；机器运转的不均匀系数许用值，飞轮安装在曲柄轴上，驱动力矩为常数，由动态静力分析中所得的平衡力矩。

每小组作1个机构位置（要求不同小组选取的位置不能相同）的速度多边形和加速度多边形，滑块的运动线图（位移、速度和加速度）；确定所分配的机构位置的各运动副中的反作用力及加于曲柄上的平衡力矩；用近似计算法求飞轮转动惯量。

1、连杆机构的设计。选取长度比例尺（m/mm），按已知条件确定连杆的各构件尺寸。注意：摇杆3的两极限位置恰好对称于过点所作行程的垂线。

2、作机构位置图。按所分配的位置作出机构运动简图。

3、作速度与加速度多边形。选取速度比例尺（）和加速度比例尺（），用相对运**解法作该位置的机构速度多边形和加速度多边形。

4、作滑块的运动线图。汇集其他同学用相对运**解法求得的各位置滑块的位移、速度、加速度绘制运动线图。

5、根据各构件的重心加速度及各构件的角加速度确定各构件的惯性力和惯性力偶矩，并将其合成为一总惯性力，求出该力至重心的距离。

6、绘制阻力线图。

7、将机构拆成若干个构件组，以构件组为分离体，画出作用其上的所有外力。然后，取力比例尺（n/mm），用力多边形和力矩平衡方程式求各运动副反力和曲柄上的平衡力矩。注意阻力始终与滑块的运动方向相反，滑块在上下两极限位置和行程处时，其阻力值有两个，应分别进行两次**计算。

作图时，对于比较小的力如果在图纸上无法表示时可略去不计。

8、汇总所有位置的作用于曲柄上的平衡力矩列入表2。

9、将汇集到的整个运动循环中各位置的平衡力矩（即为动态等功阻力矩），以力矩比例尺（n/mm）和角度比例尺（度/mm）绘制动态等功阻力矩线图，用**积分法求其在一个运动循环内所作的阻力功线图。

10、绘制驱动力矩所作的驱动功线图。因驱动力矩为常数，且在一个稳定运动循环中驱动功等于阻力功，故将一个运动循环中的线图始末两点以直线相联得线图。

11、再将与两线图相减，得一个运动循环中的动态盈亏功线图。该线图的纵坐标值最高点与最低点之间的距离，即表示最大动态盈亏功的大小。

12、由所得的确定飞轮的转动惯量。

13、整理计算说明书。内容包括：已知条件与要求；连杆机构设计简述；比例尺的选取，用相对运**解法求所分配位置的机构的速度和加速度，、、有关方程及其运算；各线图比例尺的选取和运算，飞轮转动惯量的计算。

表2 曲柄上的平衡力矩。

1、绘图问题。

a1图纸一张，a2图纸1张，绘图工具一套。

2、绘图要求。

作图准确，布置匀称，比例尺合适，图面整洁，线条尺寸应符合国家标准。

3、计算说明书要求。

计算程序清楚，叙述简要明确，文字通顺，书写端正。

1、列出数学模型。

2、画出程序框图，并编写程序。

3、上机运算。

4、整理计算说明书。

同时（或者）：

1、应用pro/e或solidworks三维辅助设计软件建立各构件三维模型。

2、导入adams软件，注意各运动副的约束。

3、设定初始条件进行运动**。

4、进行动力学分析。

5、整理计算说明书。

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