【正文】 6）編寫設計說明書一份。應包括設計任務、設計參數(shù)、設計計算過程等。以上工作完成后準備機械原理部分的答辯。 機械設計部分（集中三周進行，內容同上 述題目三 。） 223 題目五 壓床機械 工作原理： 壓床機械是由六桿機構中的沖頭（滑塊）向下運動來沖壓機械零件的。 附 圖 為其參考示意圖，其執(zhí)行機構主要由連桿機構和凸輪機構組成。電動機經過減速傳動裝置（齒輪傳動）帶動六桿機構的曲柄轉動，曲柄通過連桿、搖桿帶動滑塊克服阻力 F 沖壓零件。當沖頭向下運動時，為工作行程，沖頭在 內無阻力；當在工作行程后 行程時，沖頭受到的阻力為 F；當沖頭向上運動時，為空回行程，無阻力。在曲柄軸的另一端，裝有供潤滑連桿機構各運動副的油泵凸輪機構。 設計要求： 電動機軸與曲柄軸垂直，使用壽命 10 年，每日一班制工作，載荷有中等沖擊。允許曲柄轉速偏差為177。 5％。連桿機構和凸輪機構的參數(shù)見設計數(shù)據，要求凸輪機構的最大壓力角應在許用值 [α ]之內。執(zhí)行機構的傳動效率按 計算。按小批量生產規(guī)模設計。 設計數(shù)據（見 附表 ） 設計內容及工作量： B C A 曲柄 3 搖桿 滑塊 6 連桿 n2 D O2 2 O4 凸輪 7 1 4 5 從動件 8 c）執(zhí)行機構運動簡圖 y x1 x2 ?? ???附圖 壓床機械示意圖 電機 傳 動 裝 置 執(zhí) 行 機 構 a）機械系統(tǒng)示 意圖 H F b）沖頭阻力曲線圖 F s Fmax 224 附表 壓床機械設計數(shù)據 方 案 號 51 52 53 54 55 56 57 58 59 510 連桿 機構 運動分析 曲柄轉速n2 95 95 92 89 98 95 93 89 90 92 距離x1(mm) 50 40 40 40 30 50 40 40 45 40 距離x2(mm) 140 170 200 135 140 190 150 180 160 160 距離y(mm) 160 180 180 160 160 200 140 180 170 165 沖頭行程H(mm) 150 180 210 140 150 200 160 190 170 170 搖桿上極限角 ?1=120o； 搖桿下極限角 ?2=60o； lBC= l04B ； lCD= l04C 。 連桿 機構 動態(tài)靜力分析 連桿質量m3(kg) 66 70 65 80 65 74 82 78 80 72 連桿 3 質 心轉動慣量JS3(kgm2) 搖桿質量m4(kg) 44 52 44 60 44 54 61 56 58 54 搖桿 4 質心轉動慣量JS4(kgm2) 滑塊質量m6(kg) 34 38 34 40 34 40 52 46 42 40 工作阻力Fmax(N) 4300 4600 4100 4500 4200 3800 4200 4400 4300 4500 凸 輪 機 構 設 計 從動件最大升程 h 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 從動件運動規(guī)律 余弦 正弦 等加等減 余弦 正弦 等加等減 余弦 正弦 等加等減 正弦 許用壓力角 [α ] 30o 30o 30o 30o 30o 30o 30o 30o 30o 30o 推程運動角δ O 60o 70o 65o 60o 70o 75o 65o 60o 72o 74o 遠休止角δ S 10o 10o 10o 10o 10o 10o 10o 10o 10o 10o 回程運動角δ O’ 60o 70o 65o 60o 70o 75o 65o 60o 72o 74o 機械原理部分（分散一周進行） 1）根據壓床機械的工作原理，擬定 2～ 3 個其他形式的執(zhí)行機構（連桿機構），并對這些機構進行分析對比。 2）根據給定的數(shù)據確定機構的運動尺寸 ,要求用圖解法設計，并將設計結果和步驟寫在設計說明書中。 3）連桿機構的運動分析。將連桿機構放在直角坐標系下，建立參數(shù)化的數(shù)學模型。利用 ADAMS 軟件分析出滑塊 6 的位移、速度、加速度及搖桿 4 的角速度和角加速度運動曲線，并打印上述各曲線圖。要求將參數(shù)化建模過程詳細地寫 在說明書中。 4）連桿機構的動態(tài)靜力分析。通過參數(shù)化的建模，細化機構仿真模型，并給系統(tǒng)加力，寫出外加力的參數(shù)化 IF 函數(shù)語句，打印外加力的曲線，并求出最大平衡力矩和功率。 5）凸輪機構設計。根據所給定的已知參數(shù)，確定凸輪的基本尺寸（基圓半徑 225 ro 和滾子半徑 rr），并將運算結果寫在說明書中。將凸輪機構放在直角坐標系下，在ADAMS 軟件中建模，畫出凸輪機構的實際廓線，打印出從動件運動規(guī)律和凸輪機構仿真模型。要求將從動件運動規(guī)律的 IF 函數(shù)語句寫在說明書內。 6）編寫設計說明書一份。應包括設計任務、設 計參數(shù)、設計計算過程等。以上工作完成后準備機械原理部分的答辯。 機械設計部分（集中三周進行，內容同上述題目三） 五、變位齒輪機構選擇變位系數(shù)的簡易線圖法簡介 如附圖 ，該圖分為左、右兩部分，右邊線圖的橫坐標為兩齒輪的齒數(shù)和 z∑ ，縱坐標為變位系數(shù)和 x∑ 。陰影線內的區(qū)域為許用區(qū)，許用區(qū)內的各射線為同一嚙合角（如 18176。、 19176。、 20176。、? 24176。、 25176。）時 x∑ 與 z∑ 的函數(shù)線。左邊線圖的橫坐標為 x1（ x1取為由坐標原點 O 向左為正值），縱坐標仍為 x∑ 。 用該線圖選取變位系數(shù)時，先按齒數(shù)和 z∑ 及嚙合角 ?′等 在右邊的許用區(qū)選取合適的變位系數(shù)和 x∑ ，然后按左邊的線圖，根據 x∑ 及齒數(shù)比 i=z2/z1，即可確定 x1，x2= x∑ x1。舉例說明如下： 例 1：已知某機床變速箱中的一對齒輪 ,z1=21,z2=33,??=20176。 ,h*a=1， m=,實際 中心距 a′ =70mm。試確定變位系數(shù) x1， x2。 解 ： 1）根據中心距 a′求嚙合角 ?′ os)3321(702 os)(2c os 21 ????????? ??? zzm 521259 0 6 1 r c c o s ???????? ? 2)確定總變位系數(shù)和 x∑ 在附圖 中，從 0 點按 52125 ??????? 作射線，與 z∑ =21+33=54 處向上引的垂線相交于 A1點， A1點的縱坐標值即為所求的 x∑ ， x∑ =，又 A1點在許用區(qū)內，故可用。 3）確定變位系數(shù) x1， x2 根據齒數(shù)比 i=z2/z1=33/21=，故應按界限圖左側的斜線②分配變位系數(shù)。自A1點作水平線與斜線②相交于 C1點， C1點的橫坐標即為所求的 x1值。圖中 x1=，故 x2= x∑ x1==。 例 2：一對齒輪的齒數(shù) z1=17， z2=100， ??=20176。 ,h*a=1，要求盡可能 地提高接觸強度，試選擇變位系數(shù) x1， x2。 解 ：為提高接觸強度，應按最大嚙合角選取總變位系數(shù) x∑ 。如圖，自 z∑ = z1+ z2=17+100=117處向上引垂線，與線圖的上邊界交于 A2點。 A2點處的嚙合角值，即為z∑ =117時的最大許用嚙合角。而 A2點的縱坐標值，即為所求的總變位系數(shù)和 x∑ ，圖中 x∑ =。 齒數(shù)比 i=z2/z1=100/17=＞ ，應按斜線⑤分配變位系數(shù)。自 A2點作水平線與斜線⑤交于 C2點，由此可得 x1=， x2= x∑ x1==。