文档介绍：压力机曲柄滑块机构
课程设计指导书
机电工程系
陈维民编
哈工大华德应用技术学院
2009年6月
曲柄压力机曲柄滑块机构
课程设计指导书
一、课程设计的目的
本课程是材料成型设备及自动化专业方向的一个重要专业教学环节,是在完成《金属塑性成型设备与控制》课程理论教学以后所进行的重要实践教学环节。
本课程的学习目的在于使学生综合运用《金属塑性成型设备与控制》课程及其它先修课程的理论知识和生产实际知识,进行曲柄压力机主要零部件的设计实践,使理论知识和生产实际知识紧密结合起来,从而使这些知识得到进一步的巩固、加深和扩展。
通过设计实际训练,使学生了解设备设计的方法与步骤,初步掌握设备设计的能力,为以后的工作打下初步的设计基础,并为今后解决实际工程问题打下一定的基础。
二、课程设计的要求
(1) 曲柄压力机曲柄滑块机构课程设计是一项全面的设计训练,它不仅可以巩固所学的理论知识,也可以为以后的设计工作打好基础。在设计过程中必须严肃认真,刻苦钻研,一丝不苟,精益求精。
(2) 曲柄压力机曲柄滑块机构课程设计应在教师指导下独立完成。教师的指导作用是指明设计思路,启发学生独立思考,解答疑难问题,按设计进度进行阶段审查,学生必须发挥主观能动性,积极思考问题,认真独立完成设计任务。
(3) 设计中要认真查阅各种设计手册,正确运用、分析和参考已有设计资料,以加快设计进程,提高设计质量。
三、具体设计步骤
曲柄压力机曲柄滑块机构课程设计一般可按以下步骤进行:
⒈对压力机曲轴(偏心齿轮-芯轴)进行设计与计算
(1)预选曲轴有关尺寸(对于芯轴,设计时先根据经验公式预选芯轴直径);
(2)根据结构设计及其他因素修改有关长度尺寸;
(3)核验轴颈尺寸;
⑷对曲轴危险断面进行强度校核(对于芯轴,可在确定偏心齿轮和芯轴结构尺寸的基础上,按说明书给出的相关计算公式进行强度校核)。
⒉对曲柄压力机滑块机构进行设计与计算
(1)确定曲柄压力机滑块机构的结构;
(2)计算滑块在曲柄不同转角下的许用负荷;
(3)绘制滑块的许用负荷图;
⑷绘制压力机滑块位移及速度曲线图。
⒊设计曲柄滑块机构装配图
⒋按“设计任务书”要求设计曲轴及滑块零件图
⒌按规定格式编制设计说明书
四、曲柄压力机滑块机构的运动分析与受力分析
㈠曲柄滑块机构运动规律
通用压力机的工作机构大多采用曲柄滑块机构,其运动简图如图1所示。 0为曲轴旋转中心,A为连杆与曲柄的连接点,B为连杆与滑块的连接点,0A为曲柄半径,AB为连杆长度。
所以0A以角速度ω作旋转运动时,B点则以速度v作直线往复运动。
滑块位移、速度和加速度与曲柄转角间的关系如下:
图2为结点正置的曲柄滑块机构运动计算简图,由图可得
s =(R+L)-(Rcosα+Lcosβ) ---------------------------------------------- (1)
=R(1-cosα)+L(1- Lcosβ)----------------------------------------------(1a)
图1 曲柄滑块机构运动简图图2 曲柄滑块机构运动关系计算简图
又 Lsinβ=Rsinα, 所以 sinβ=(Rsinα)/L。令R/L=λ,则
sinβ=λsinα,
根据三角关系:sin2β+cos2β=1,得
cosβ=
=
将上式代入(1a)得
s =R[(1-cosα)+(1/λ)(1-)]----------------------------- (2)
,~,故式(2)可进一步简化。
根据二项式定理:(1-)≈1-(1/2),
根据倍角关系:sin=
将上式代入式(2)得
s =R[(1-cosα)+(λ/4)(1-cos2α)] ----------------------------------- --(3)
式中 s-滑块行程,从下死点算起;
α-曲柄转角,从下死点算起,与曲柄旋转方向相反者为正;
R-曲柄半径;
λ-连杆系数;
L-连杆长度。
根据式(3)即可求出对应于不同曲柄转角α时的滑块行程S。
为了便于计算,令K1= (1-cosα)+(λ/4)(1-cos2α),并制成表1(查表时λ值如表中没有,可查相近的λ值)。这样,式(3)则变为:
s =R K1 ---------------------------------------------------------------------(3-a)
⒉滑块速度和曲柄转角关系
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