设计题目:油压机移送机构
专业班级:
小组组长:其他成员:
指导教师。广西大学机械工程学院。
2024年7月13日。
目录:第一章设计需求及采用方案选择。
第二章机构尺寸综合、运动分析及动力分析。
2.1 确定机构尺寸。
2.2 采用分析法进行机构的运动分析和动力分析。
2.3 进行编程计算。
第三章虚拟样机实体建模与**。
3.1 样机模型建立。
3.1.1 创建样机几何模型。
3.1.2 添加样机约束副。
3.1.3 创建样机运动和动力。
3.1.4 样机**。
3.2 模型**分析。
3.2.1 测量样机的运动学和动力学参数。
3.2.2 **结果的保存和结果输出。
第四章虚拟样机**结果与机构运动分析结果的比较。
第五章设计总结。
5.1 工作总结。
5.2 设计过程总结。
5.3 设计展望。
参考文献:
设计油压机模具移动机构。
第一章设计需求及采用方案选择。
一、设计任务。
为500吨压油机设计一模车移送机构。油压机用来压制砂轮,要求模车能运载模具,模具装在模车上。加压前,模具在油压机外装料,装料完毕,模具送往油压机中心,压制完成后,模具移出机外,退出成品,重新装料,进行第二次循环。
已知数据:模车,模具,砂轮总重g=21560n,模具运行所受阻力pr=1200n,从装料位置到加压位置,模车行程s=1500mm。
要求左,右两模车交替工作,单机分别驱动,可实现外装料和机内加压同时进行,与单车相比,生产率高。这种驱动方式增加了原动机数目和对控制系统的要求,但运动链缩短,使移动机构简单,工艺性,可靠性和机械效率均可提高。在装料和加压位置,模车应有一定的停歇。
停歇时间不确定。模车速度不大于0.25m /s。
二、方案设计。
根据设计任务,模车在装料位置和压制位置之间往复运动。往复运动用往复运动机构来实现比较简单。由于要求的往复运动是具有间歇的,即模车装料送入油压机中心需要停歇实现压制。
压制完成后模车返回原位停歇,退出压成的砂轮,再重新装料。为了较好地实现这些要求,应进行方案选择。
《1》图1所示圆柱凸轮机构,虽然能实现往复运动,但行程小,停歇时间不易控制,因为需要停歇的时间没有固定的规律。
2》 图2所示的凸轮机构,可以放大滑块的行程,但由于设计要求的行程比较大,若满足这样大的行程要求,移动机构的机构尺寸必然相当大。且凸轮机构是高副机构,不宜传递较大的动力。
《3》 图3为油缸活塞驱动的齿轮齿条增倍机构。3为固定齿条,1为活动齿条,由油缸驱动轴线不固定的齿轮2和齿轮4.他们分别与齿条3、齿条1啮合。
有齿轮齿条啮合的运动分析可知: 式中:为活动齿条的位。
移量;s为活塞的行程;、分别为两齿轮的分度圆半径。
该机构在油缸活塞的加工工艺可保证的条件下、活动齿条的行程可以满足设计要求。活动齿条上固结模具,模具到位后通过行程开关控制其停歇。改变油缸进油方向,可实现模具的往复移动。
4》图4为油缸活塞驱动的摇杆滑块机构。活塞行程通过摇杆滑块机构放大,可达到设计要求。滑块上固结模具并附模车使之移动方便,当模车推到油压车中心后,通过限位开关控制其停歇。
改变进油方向,可控制模车往复移动。
此机构与齿轮齿条增倍机构相比,其优越之处是:结构简单,而且是低副机构,故制造和维修更加方便,工作可靠。故选用此方案。
第二章机构尺寸综合、运动分析及动力分析。
2.1 确定机构尺寸。
2.1.2 原始数据。
为了满足模车行程的要求及考虑到油缸活塞的加工能够保证,给定有关参数如下:油缸行程h=540mm,模车在始点(装料)位置φ1=200,活塞相对油缸的位移为零,此时lo1amin=700mm,模车距o点800mm;模车在终点(压制)位置φ1=160,此时lo1amax=1240mm,始点和终点间距离(即模车行程)s=1500mm(见设计任务)。为保证在初始位置传力良好及结构的紧凑,取摇杆滑块(模车)机构的最大压力角αmax=43,设油液推动活塞等速运动,已知v=vd1d2=0.
6m/s。
2.1.1 尺寸综合。
根据以上条件,确定有关尺寸和参数:lo10,loa,lob,lab(θ)及lbc。见下图。
根据题意及机构原理可知,当模车在始点位置时,摇杆滑块(模车)机构的最大压力角为,即oc0b0=43o 。
以下是尺寸分析:
在△o1oa9中,∣oa9∣2=∣o1o∣2+∣o1a9∣2-2∣o1o∣∣o1a9∣cos (1)
即∣oa9∣2=∣o1o∣2+12402-2*1240∣o1o∣cos16o2)
在△o1a0o中,∣oao∣2=∣o1o∣2+∣o1a0∣2-2∣o1o∣∣o1a0∣cos3)
即∣oa0∣2=∣o1o∣2+7002-2*700∣o1o∣cos200
由(2)(4)两式联立,解得:∣o1o∣=980.57mm, ∣oao∣=401.88mm
注释:点c90即点c9’
在△o1a00中, coso1oa05)
即 coso1oa0=
o1oa0=36.560
在△o1a90中, coso1oa96)
coso1oa9=
o1oa9=121.740
a0oa9=o1oa9-o1oa0=121.740-36.560=85.880
c90oc0=a0oa9=85.880
在△o00c9中,根据余弦定理有:
∣c0c90∣2=∣oc0∣2+∣oc90∣2-2∣oco∣∣oc90∣cosc0oc90
c0c90∣=
2370.82mm
c0g∣=1/2∣c0c90∣=1/2*2370.82=1185.41mm
而cosoc0c90= (7)
即cosoc0c90=
oc0c90=75.170
b0c0g=oc0c90-oc0b0=75.170-430=32.170
在△b0c0g中,
c0b0∣=mm
在△ob0c0中,ob0∣2=∣c0b0∣2+∣oc0∣2-2∣oco∣∣c0b0∣cos430 (8)
∣ob0∣==981.04mm
b0oc09)
cosb0oc0=(8002+981.042-1400.412)/(2*800*981.04)
b0oc0=103.210
o1ob0=180 0-b0oc0=1800-103.210=76.790
a0ob0=o1ob0-o1oa0=76.790-36.560=40.230
a0b0∣2=∣a0o∣2+∣b00∣2-2∣a0o∣∣b0o∣cosa0ob0 (10)
a0b0∣==722.46 mm
综上所述:lo1o=980.57 mmloa=401.88 mm
lob=981.04 mmlab=722.46 mm
lbc=1400.41 mm40.230
2.2 采用分析法进行机构的运动分析和动力分析。
1》 运动分析。
在向量△o1oa中, o1a=o1o+oa
|ao1|=|oo1|+|oa11)
对上式两边求导有: v+j| ao1|1 =j|oa12)
12)式两边乘以有: v+j| ao|1 =j| ao13)
根据复数的性质有: v=-|oa|sin虚部) (14)
ao1|= oa |cos实部) (15)
由(14)式得: =v/|oa|sin16)
由(15)式得: w1=|oa|cos(-)ao117)
对⑿式求导得:
2jv+ 2 | ao1|(1+j1 2=j|oa|(3+j2)
其中1 求导得1 ,求导得3
两边乘以有:
2j1 v+j| ao1|1 -1 2 | ao1|=j|oa|3-|oa|32
由复数性质实部相等有:
2 | ao1|=-3sin(-)oa|(-218)
3 =[oa|1 -|oa|] sin19)
根据虚部相等有:
21 v+| ao1| =oa|3 cos(-)oa| 2sin(-)20)
1 =[oa|3 cos(-)oa| 2sin(-)2v]/ ao1| (21)
在向量三角形ocb中, ob=cb+oc
即bo|= cb|+|oc22)
两边对t求导有。
j |bo|=j4 |cb|+ve23)
根据复数的性质实部相等有:
bo|3 cos=|cb|cos24)
bo|cos/|cb|cos25)
由虚部相等得:
bo|sin=| cb|sin+vc26)
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