压床机构设计计算说明书.doc

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1、压床机构压床机构 设计计算说明书设计计算说明书 姓姓 名：名： 学学 号：号： 班班 级：级： 指导老师：指导老师： 年 月 I 目 录 第第 1 章章 问题的提出问题的提出.1 第第 2 章章 设计设计要要求与设计数据求与设计数据.1 2.1 设计要求2 2.2 设计数据2 第第 3 章章 机构选型设计机构选型设计.2 3.1 选择不同的方案.2 3.2 两种设计方案的优缺点比较.3 第第 4 章章 机构尺度综合机构尺度综合.4 第第 5 章章 机构运动分析机构运动分析.6 5.1 压床机构的模型建立与仿真.6 5.2 压床机构的运动仿真.8 5.3 压床机构冲头在 X 方向的偏移验证.10

2、 第第 6 章章 机构动力分析机构动力分析.11 6.1 压床机构的静力分析12 6.2 冲头的受力分析13 6.3 基点的受力情况14 第第 7 章章 结论结论.16 第第 8 章章 收获与体会收获与体会.17 第第 9 章章 致谢致谢.18 参考文献参考文献.19 附录附录 120 附录附录 222 附录附录 325 1 第第 1 章章 问题的提出问题的提出 压床机械是由六杆机构中的冲头（滑块）向下运动来冲压机械零件的一种机构， 它是应用广泛的锻压设备，用于钢板矫直，压制零件等，大部分压床都适用于金属或 非金属零件的压印、成型、浅拉伸、整形及压力装配。为了能使压床机构在工作过程 中能发挥出

3、它最大的价值，就要在设计该机构的时候注意以下一些要求： （1）设计出一个连杆机构，保证其自由度 F=1，以实现滑块的上下移动。 （2）如何保证滑块在进行移动的时候能保持连贯性。 （3） 针对工作环境的不同和装卸货物的不同，因设计出滑块的最大提升高度，以 及其它连杆的极限位置。 （4）在设计机构的时候，要考虑其维修的难易程度，不能比市面上的压床复杂， 在设计其局部零件的时候，要采用通用的零件结构，以免在以后发生故障时 能方便维修。 （5）机构的材料在保证牢固的前提下要考虑其经济成本，不能只考虑材料的坚固 程度，要让机构有推广的空间和市场 第第 2 章章 设计要求与设计数据设计要求与设计数据 2.

4、1 设计要求：设计要求： （1）依据设计要求和已知参数，确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图， 并分析组成机构的基本杆组。 （2）假设曲柄等速转动，画出滑块 5 的位移和速度的变化规律曲线。 在压床工作过程中，在不考虑各处摩擦、构件重力和惯性力的条件下，分 析曲柄所需的驱动力矩。 （3）取曲柄轴为等效构件，要求其速度波动系数小于 10，确定应加于曲柄轴 上的飞轮转动惯量。 （4）确定传动系统方案，设计传动系统中各零部件的结构尺寸。 2.2 设计数据设计数据 2 已 知 参 数 1 x （mm） 2 x （mm） y （mm） 1 （） 2 （） H （mm） CD CE DE EF max

5、Q （Kg） 150140220601201500.50.256 260170260601201800.50.255 370200310601202100.50.259 由以上数据中选择第一组数据作为本次设计的基本数据，由此可得： , , , =60 =120mmx140 1 mmx50 2 mmy220 1 2 滑块 5 的行程为 1505 . 0 CD CE 25 . 0 DE EF mm 第第 3 章章 机构选型设计机构选型设计 3.1 选择不同的方案选择不同的方案 方案一：曲柄滑块机构方案一：曲柄滑块机构 简单的连杆机构，用曲柄带动滑块实现压床上下的来回运动。设计的机构简图如 31。

6、3 图 31 曲柄滑块机构 方案二：曲柄六杆机构方案二：曲柄六杆机构 所设计的机构简图如 32 图所示，多了另一个支点，能使滑块移动更平稳。 图 32 曲柄六杆机构 4 3.2 两种设计方案的优缺点比较两种设计方案的优缺点比较 对方案一：该方案机构简单，不需要很多的铰接点，生产成本低，但是该机构的 稳定性能不佳，在使用过程中需要一个滑槽提供移动副，会使冲头在运动过程中产生 滑动摩擦，从而降低了该机构的效率。所以，在实际工程中，这种机构的实用性能有 待商榷。 对方案二：该机构在原先的四杆机构的基础上多了一个固定铰链点的杆件，并通 过杆件将冲头的移动副设置成不需要依靠机架提供，这样就使得机构的效率

7、大大提高 了，而且六杆机构也使得机构更稳定，在实际工程中也有了更加广阔的应用空间。所 以，综合以上的两种机构的优缺点，方案二为最佳可行方案，按照所选取的数据，可 以设计出满足要求的机构。 结论：选择方案二结论：选择方案二曲柄六杆机构曲柄六杆机构 第第 4 章章 机构尺度综合机构尺度综合 对该机构进行尺寸计算，在用已知条件求出一些杆件的尺寸后，再对剩余杆件采 用平面连杆机构运动设计的位移矩阵法进行求解，以求得各杆长。 由已知条件可知：, , , =60mmx140 1 mmx50 2 mmy220 1 =120 滑块 5 的行程为 150 2 5 . 0 CD CE 25 . 0 DE EF m

8、m 下面所示图为该压床机构的运动简图： 5 图 41 机构简图 当 CD 处于的时候，BC 与 BA 重合，且 CA=BC-AB，此时的滑块 5 处于最下方的极 1 限位置；当 CD 处于的时候，CA=BC+AB，此时的滑块 5 处于最上方的极限位置。若 2 要设计合理，则当滑块处于极限位置时，E 点应当与滑块所处的平面平行，即 EF 垂直 于水平面。得设计步骤如下： 1 1、由已知条件可解得：DE=161.66，则可求出 EF=40.415 1 1 sin x mm 4 DE mm 2 2、以 A，D 为固定点，并且设 A 的坐标为坐标原点，则，mm xD 50mm yD 220 由已知的极

9、限位置可求得 C 的极限位置的坐标： ，mm xC 33.43 1 mm yC 11.166 1 mm xC 33.43 2 mm yC 89.273 2 3 3、设 B 点的坐标，为设计变量，为连杆上的已知点，转过的角度 xB yB xC1 yC1 。 180 ： 6 4 4、列出位移矩阵方程： （41） 111111 111111 cossincossin sincossincos 001 iipipipi iipipipi xxy yxyD B 点的其他坐标： = D （42） 1 y x Bi Bi 1 1 1 y x B B 5 5、由于杆长为定值，写出杆 AB 和杆 CD 的约束方

10、程： （43）)( )()()( 11 1111 2 2 2 2 x y xx yy xxa biabiabab （44）)( )()()( 11 1111 2 2 2 2 x y xx yy xxc bicbicbcb 6 6、 把（41） ， （42）代入（43） ， （44）中，利用 MATLAB 解方程，其中= xpi ，= xC2xx Cp11 i 1 最后可得：， ， mmDE66.161mmEF415.40mmBC29.227mmAB50 第第 5 章章 机构运动分析机构运动分析 5.1 压床机构的模型建立与仿真压床机构的模型建立与仿真 为了对该压床机构进行相关的运动学分析，在没

11、有做出实体之前，运用相应的仿 真软件对其进行先一步的模拟仿真是很有必要的。所以基于这个前提，运用仿真软件 7 对压床机构进行模拟势在必行。 本机构的运动仿真主要是在 ADAMS 上进行的，在此之前就要在 ADAMS 软件中建立 相关的机构，详细的建模过程参见附录一。 建成后的模型如下图所示： 图 5-1 ADAMS 中建立的机构模型 8 图 5-2 压床机构 3D 模型 模型建立完成后，就可在 ADAMS 中对其进行仿真分析了。 5.2 压床机构的运动仿真压床机构的运动仿真 在给所建完的模型加上驱动力后，得到以下的运动仿真曲线： （1）压床机构冲头（滑块）的位移时间曲线： 9 图 53 滑块的

12、位移时间曲线 从曲线中可看出在时间 6.8s9.1s 之间时，冲头在竖直方向上位移为 0，说 明此时冲头正处于工作状态，而位移，mm23.125Smaxmm782.149Smin （2）压床机构冲头（滑块）的速度时间曲线： 图 54 滑块的速度时间曲线 由该曲线可看出在 6.8s9.1s 这段时间之间，冲头的速度几乎为 0，进一步 说明了此时的冲头正处于工作状态即对工件进行冲压。从曲线上可得出： ，。smmV/251.104 max smmV/0 min 10 （3）压床机构冲头（滑块）的加速度时间曲线： 图 55 滑块的加速度时间曲线 由该曲线可看出重头在工作时的这段时间里，加速度发生了显著

13、的变化， 由曲线得：，冲头在向下冲压和向上提起 2 max /42.35smma 2 min /0smma 的过程中，变化很快。 5.3 压床机构冲头在压床机构冲头在 X X 方向的偏移验证方向的偏移验证 由仿真曲线可得： 图 56 滑块在 x 方向的偏移 从曲线中可看出，当该机构正常工作的时候，冲头在 X 方向上有轻微的的偏移， 并不是一条真正完全水平的直线，这说明该机构在工作过程中并不是完全稳定的，它 会受到外界条件的影响，从而使冲头发生一定的震动。 综上所述，该压床机构的的设计，从冲头的位移时间，速度时间，加速度 时间等区县上可看出，本次的设计还是符合其所要求的，而且冲头在 X 方向上的

14、偏移 也在所要求的误差范围内。 11 第第 6 章章 机构动力分析机构动力分析 对机构的动力分析的目的是为下一步机构的强度，刚度设计提供强度依据，对于了 解机构的动力性能，进行驱动方式的选择，确定机械的工作能力等多方面都是非常必 要的所以对机构进行力分析是非常必要的。 动力分析主要用于运动速度较快，机构各杆件在运动过程中的惯性力对构件的受力 影响很大的机构。此时各杆件铰链点的摩擦力对杆件的受力情况影响非常小，可以忽 略不计。分析的主要是惯性力，铰链点的运动副反力，平衡力（平衡力矩）等。 6.1 压床机构的静力分析压床机构的静力分析 图 61 机构简图 如图所示，为方便列示，定义各杆号。6 1

15、首先把各构件的惯性力，重力等所有已知外力，外力矩向质心简化，简化为一 i P 个主力和主矩,并标注到各自的示意图上。(,) iixiy F FF iT F 1. 根据图所示的杆受力示意图，可以写出杆件的静力平衡方程62BCBC 12 图 62 杆受力示意图BC （61） 0)()( )()( 0 0 2232232 202202 23202 23202 TPCyCPCxC BPyBBPxB yyCyB xxCxB FxxFyyF xxFyyF FFF FFF 2. 根据图所示的杆受力示意图，可以写出杆件的静力平衡方程式：63CDECDE 图 63 杆受力示意图CDE 13 （6 0)()()(

16、 ()()( 0 0 3343343323 323303303 4323303 4323303 TPEyEPExEPCyC PCxCDPyDDPxD yEyCyyD xExCxxD FxxFyyFxxF yyFxxFyyF FFFF FFFF ） 2） 3.根据图 64 所示的杆受力示意图，可以写出杆件的静力平衡方程式：ABAB 图 64 杆受力示意图AB （63） 0)()( )()( 0 0 1121121 101101 21101 21101 TPByBPBxB APyAAPxA yByyA xBxxA FxxFyyF xxFyyF FFF FFF 4. 根据图 65 所示的杆受力示意图

17、，可以写出杆件的静力平衡方程式：EFAB 14 图 65 杆受力示意图EF （64） 0)()( )()( 0 0 4434434 404404 34404 34404 TPEyEPExE FPyFFPxF yEyyF xExxF FxxFyyF xxFyyF FFF FFF 在方程组（61） （62） （63） （64）中， xA F 01yA F 01xD F 03yD F 03 ， xF F 04yF F 04x F1 y F1 x F2 y F2 x F3 y F3 x F4 y F4 T F1 T F2 T F3 为已知条件，且 T F4 （65） yByB xBxB FF FF 2

18、121 1221 （66） yCyC xCxC FF FF 2332 2332 15 （67） yEyE xExE FF FF 3443 3443 联立方程组（61） （62） （65） （66） ，可解得 4 个未知数：， xB F 12yB F 12 ，。 xC F 23yC F 23 联立方程组（63） （64） （67）三个方程组和已知固定点的， xE F 34yE F 34 ，三个未知数，则，可求得所有未知数的解。 y F04 6.2 冲头的受力分析冲头的受力分析 作用在冲头处有两个运动副，一个为点的铰链点，另一个为冲头和机架的移F 动副，现对这两点受力分析如下： 图 66 滑块的受

19、力分析 16 图 67 铰链点的受力分析F 上图所示的是移动副和铰链点在方向的受力情况，由图中可看出，它们的受Fy 力曲线在大体上相近，都是在冲头冲压工件的时候有一个很大的受力，说明整个机构 在冲头工作时受到很大的力，杆件和冲头在设计时要求满足此时的受力大小。而在冲 头上下移动时受到的力较小，只有小范围的波动，这是对杆件的要求不是很大。 6.3 基点的受力情况基点的受力情况 因为基点是驱动力的依靠点，同时也是整个机构的支点，所以有必要对其进行A 受力分析，以便在确定杆件的强度时有一个参考。仿真得到的曲线如下图： 图 68 铰链点的受力分析A 由上图可看出，铰链点在冲头没有冲压到工件时都处在受力

20、较大的状态下，而A 当冲头冲压工件时，它受到的力突然变小，说明此时其他铰链点承受了大部分力，使 17 得点受力减小。A 综上所述，只要能保证各铰链点的强度能满足最大受力时的要求，就能使机构满 足其动力学性能。 第第 7 章章 结论结论 在本次设计中，方案二的提出相较于方案一有了很明显的提高，方案一虽然有 着结构简单，运动关系不复杂，易于实现等优点，但是它的缺点也显而易见。由于它 结构简单，在实际工程应用中就会使其在工作时产生比较强烈的震动，而且也很难保 证其冲头的冲压力能否达到随需要的强度，因为此结构缺少必要的稳定机构，所以方 案一的机构在实际过程中基本不会被应用。 不同于方案一，方案二在一的

21、基础上增加了固定杆机构，使冲头在工作的过程中 能更加平稳，而且也能承受冲头冲压工件时的压力，这样就保证了该压床机构具有比 较高的使用寿命，而且，通过对该机构的运动学和静力学分析，能够保证机构在工作 过程中符合所提出的设计要求，即固定杆的极限位置能满足，DE 60 1 ，这就保证了机构有效的工作范围，而冲头所能达到的不同冲压速度和冲 120 2 压力，也可以通过增加各杆的强度和增加驱动力的大小来决定。 基于以上一系列分析，本次设计的压床机构还是满足设计要求的，不过本次设 计最大的不足就是没能建立起如同实物的仿真模型，其仿真的大部分内容都是基于杆 件与杆件之间相铰来实现的，缺乏一定的真实性，如果想

22、直接将该机构运用到实际工 程中还有待进一步的计算与检验。 所以，综上所述，本次压床机构的设计能满足设计要求，但是在机构建模上还所以，综上所述，本次压床机构的设计能满足设计要求，但是在机构建模上还 有待改进，有能力的话应该用更加高级点的仿真软件对该机构进行仿真，这是本次设有待改进，有能力的话应该用更加高级点的仿真软件对该机构进行仿真，这是本次设 计的遗憾。计的遗憾。 第第 8 章章 收获与体会收获与体会 本次机械原理课程设计是对我们上学期所学的机械原理的一次总结，通过一学 期对自己所设计的课题的不断努力和完善，进一步让自己加深了对机械原理这门课程 的理解。在实际设计过程中，不但检验了我对机械原理

23、这么课程的理解能力，而且更 加锻炼了我的动手能力。在此期间，为了能使自己设计的机构有“物”可依，查阅大 18 量的文献资料就必不可少，而且在查阅资料的过程中，让我接触到了国内外对机械产 品最新的研究，这不但扩展了我的知识面，更让我了解到机械产品在我们日常生活中 广泛的应用空间。所以通过这次设计，让我对机械设计产生了浓厚的兴趣，也发现在 今后我们国家对设计类人才的庞大需求量，这也为我将来找工作提供了强有力的动力。 由于这是我第一次做设计类的课题，让我对实际工程中对设计要求的严谨有了 更进一步的了解。在对所设计的机构进行建模的过程中，迫使我去学一些仿真建模软 件，而通过对这些软件的学习，加强了我的

24、自学能力，也进一步提高了我的软件操作 能力。在操作软件的过程中，让我学会了从不同角度去思考，这也拓展了我的思维， 让我学会了换位思考。 总而言之，通过本次课程设计大大提高了我的动手能力，为将来应付实际工程 中出现的类似问题作了一次很好的热身，这是一次难以忘记的经历。 第第 9 章章致谢致谢 本次课程设计是在总多人的帮助下完成的，其中就有老师何朝明的指导，同学 的帮助。特别是何老师，为了能帮助我们更好的完成建模，还特地上了一次 ADMAS 软 件建模的培训课，在此对何老师表达由衷的感谢。 在建模过程中除了老师的指导，更离不开同学的帮助，在此我也要特别感谢机 械三班的学习委员常胜同学，正是在他的帮

25、助下才让我更好的掌握了 ADMAS 软件的应 用，才能在老师规定的时间内完成模型的建立。 除此之外还要感谢给本文提供参考的参考文献中的作者，正是有了他们这些前 辈在前路上的研究，才让我在本次课程设计中有了更好的借鉴，也为我这次设计提供 了不同的实现方法和不同的思考路径。 19 参考文献 1 谢进，万朝燕，杜立杰.机械原理. 高等教育出版社，2004 2 王三明 机械原理与设计 课程设计机械工业出版社 2004 P120P122 3 熊滨生 现代连杆机构设计 化学工业出版社 2005. 12 4 B.H 郭烈诺夫 郭和德译 制造技术与机床 1959 年 11 期 5 张益丰等编.精通 MATLA

26、B6.5.北京:中国水利水电出版社,2004 6 王宏 微机辅助设计压床六杆机构及其运动分析和力分析 1985 沈阳 建筑工程学院报 7 B.H郭烈诺夫 郭和德译 深拉深压床执行机构的运动学 8 岳一领 陆凤仪 张志鸿 平面连杆机构的计算机辅助设计与仿真研究 2009年8月 太原科技大学学报 9 （苏）奥布尔都也夫 韩云岩译 曲轴压床锻造 1957 机械工业出版社 10 John Charles Sharman Drop, press and machine forging 1954 Machinery Pub. Co 20 附录附录 1 .ADAMS.ADAMS 建模建模 一建模环境的建立

27、（1） 启动 ADAMS/View 程序 1. 启动 ADAMS/View 程序。 2. 在欢迎对话框，选择；重力设置选择 ；单位设置选择。 3. 选择 OK 按钮。 （2） 检查的设置建模基本环境 1. 检查默认单位系统在菜单选择命令，显示单位设置对话 框，当前的设置为 MMKS 系统（MM，KG，N，SEC，DEG，H） 。 2. 设置工作栅格 在菜单，选择命令，显示设置工作栅格对框。 设置， X= Y=，。 选择 OK 按扭。 3. 检查重力设置 在菜单，选择命令，显示设置重 力加速度对话框；当前的重力设置应该为 X=0，Y= - 9.80665，Z=0，Gravity=ON；选择 OK

28、 按钮。 （3）.基本机构的建立 1. 左键点击，在其下方对话框中设置， ，然后在右边网格屏幕上点一下， 随便拉出一个角度，再点一下左键，此时，杆 AB 建立了。 21 2再建立杆 BC，只要将下方对话框里的 Length 改为 ，然后点击一下 B 点所在位置，拉出一个角度后则 BC 杆建立完成了。 3.确立 D 点位置，由于 A，B 之间 x 的距离为 50mm，y 的距离为 220mm， 所以在右边网格屏幕上找到该点。 4.建立 CD 杆，将改为，然后点一下 C 点 和 D 点，这样的话就把 CD 杆建立完成了。 5.再建立 CE 杆，将改为，然后点击一 下 C 点，使 CE 与 CD 保

29、持在同一直线，则，CE 杆建立完成。 6. 又因为杆 CD 与杆 CE 为一个整体，故需把杆 CD 与杆 CE 合并，操作如下： 右键点击，在出现的选择键中选后，在网格屏幕中选择杆 CD 与杆 CE，可以看见它们颜色一样了，即 CD 与 CE 成为一个杆 DE。 7.再建立杆 EF，将改为，点击一下 E 点，拉出一个角度后完成 EF 杆的建立。 8.建立滑块即冲头 5，右键点击，选择，在下方对话框中经行设 置，设置为， 然后将生成的滑块中点移到 F 点处，这样就完成了滑块 5 的建立。 （4）建立杆件之间的运动副 1. 杆 AB 与 grand 铰接。在左 22 边的操作命令框中选后，在网格屏

30、幕中依次点击 grand 与杆 AB， 鼠标移到 grand 与杆 AB 连接处 A 点，待出现小圆圈后，点左键，可看 到，表明杆 AB 与 grand 已铰接。 2. 杆 BC 与杆 AB 铰接。在左边的操作命令框中选后，在网格屏幕中 依次点击杆 BC 与杆 AB，鼠标移到杆 BC 与杆 AB 连接处，待出现小圆圈 后，点左键，可看到，表明杆 BC 与杆 CD 已铰 接。 3.杆 DE 与 grand 铰接。在左边的操作命令框中选后，在网格屏幕中 依次点击 grand 与杆 DE，鼠标移到 grand 与杆 DE 连接处 D 点，待出现 小圆圈后，点左键，可看到，表明杆 DE 与 grand

31、 已 铰接。 4. 杆 BC 与杆 DE 铰接。在左边的操作命令框中选后，在网格屏幕中 依次点击杆 BC 与杆 DE，鼠标移到杆 BC 与杆 DE 连接处，待出现小圆圈 后，点左键，可看到，表明杆 BC 与杆 DE 已铰接成 23 功。 5. 杆 EF 与杆 DE 铰接。在左边的操作命令框中选后，在网格屏幕中 依次点击杆 EF 与杆 DE，鼠标移到杆 EF 与杆 DE 连接处，待出现小圆圈 后，点左键，可看到，表明杆 EF 与杆 DE 已铰接成 功。 6.滑块 5 与 grand 之间的移动副的建立。在左边的操作命令框右键点击 后，选择，在网格屏幕中依次点击 grand 与滑块 5，鼠标移 到

32、 grand 与滑块 5 连接处 F 点，待出现箭头后，向下拉，然后点左键， 可看到，表明滑块 5 与 grand 已完成移动副的连接。到 此为止，机构的基本模型已经建立完毕。 ，建立的机构如下图所示： 24 二 模型的运动学与动力学仿真 1.对模型添加动力，点击，然后点击 AB 杆和 grand，接着在 A 点处 点击一下，出现，则表示已在 AB 杆上添加了驱动力，可以使机构产生摆动了。 2.对机构添加力，右键点击，选择，然后在其下拉菜单中点击 ，接着在右边屏幕中选择滑块，点击滑块，出现箭头， 25 将箭头向上，出现 sforce,表示添加力成功。 3.对模型进行运动仿真 进行仿真，点，在其

33、下面的对话框输入仿真结束时间 ，其单位为秒。输入仿真的步长，然 后点击，即可看见仿真过程。 3.得到仿真运动曲线 待仿真完毕后，点，在仿真曲线界面中点 ，然后选择坐标，再点，就可得到仿真曲线。其他 曲线的选取和这个类似，就不再演示。 26 附录附录 2 机构运动简图： 27 机构尺度综合： 28 29 附录附录 3 文献综述文献综述 压床机构的设计压床机构的设计 1.压床的工作原理 压床机械是由六杆机构中的冲头（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。电动机经过减速传动装置（齿轮传动）带动六杆机 构的曲柄转动，曲柄通过连杆、摇杆带动滑块克服阻力 F 冲压零件。

34、当冲头向下运动 时，为工作行程，冲头在 0.75H 内无阻力；当在工作行程后 0.25 行程时，冲头受到的 阻力为 F；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。 2. 项目背景及其意义 压床是应用广泛的锻压设备，用于钢板矫直，压制零件等，大部分压床都适用于金 属或非金属零件的压印、成型、浅拉伸、整形及压力装配。不过，压床不光在大型的 工程上有所应用，它还有适合我们单人操作的小型号产品。各种不同型号的压床都有 着其不同的用途，通常情况下，压床按动力来源可分为： 液压压床 它是由各种液压油为动力源，工作压力大，效率比较高。 气动压床 它是

35、以压缩空气为动力源，噪音小，无污染，环保，操作简单， 而 且它没有油压系统待机时所产生之噪音，可节省电力消耗降低生产成本，利用空油 压增压原理，达到动作速度快，高出力的要求， 出力调整容易，只要调整气压压 力，就能达到需要的压力，简单又方便。 30 按照压床的形状来分的话，压床又可分为： C 型结构压床 H 型结构压床 滚架式压床 其中以 H 型结构的压床具有最大的负载能力。不过不管压床的形状怎么变，它都 是为了完成金属或非金属零件的压印，成型等工作的。 3.3.机构选型机构选型 通过在网上和在图书馆查资料，看有关于这方面的参考书，在理解了压床机构的 原理后，我设计了下面几个机构： 方案一 这

36、是一个曲柄滑块机构，能顺利实现压床对金属或非金属材料的压印加工，该机 构的缺点就是工作过程不稳定，不能很好的保持冲头的稳定性，很产生较大的震动。 方案二 31 该机构比方案一多了一个支撑杆件， 而这个杆件刚好能够使整个机构保持一定的 稳定性，是机构的工作效率大大提高。 所以选择方案二为我这次设计的机构 4.4.研究内容研究内容 电动机轴与曲柄轴垂直，载荷有中等冲击。允许曲柄转速偏差为5。要求凸 轮机构的最大压力角应该在许用值之内。 32 （1 1） 机构的综合运动机构的综合运动 该机构由一个六杆机构组成，它通过曲柄 1 绕着机架的转动，带动连杆 2、3、4 转动，从而推动滑块 5 向下运动，实

37、现压床“压”这个动作。 （2 2）机构的受力分析）机构的受力分析 对该机构进行自由度计算可知，F=1，在滑块进行上下移动的时候，对滑块进 行连杆的受力分析，取不同的受力点计算机构的各个力矩。特别是对连杆进行运动 学分析，计算出其运动轮廓，从而确定各连杆的长度，以保证设计要求。 （3 3）机构的空间问题）机构的空间问题 对各个连杆的尺寸要计算清楚，各个部分在连接紧密的同时要留有足够的空 间使机构能正常工作，而不会发生碰撞等问题。 5.5.关键问题关键问题 （1）设计出一个连杆机构，保证其自由度 F=1，以实现滑块的上下移动。 33 （2）如何保证滑块在进行移动的时候能保持连贯性。 （3）针对工作

38、环境的不同和装卸货物的不同，因设计出滑块的最大提升高度， 以及其它连杆的极限位置。 （4）在设计机构的时候，要考虑其维修的难易程度，不能比市面上的压床复杂，在 设计其局部零件的时候，要采用通用的零件结构，以免在以后发生故障时能方便维修。 （5）机构的材料在保证牢固的前提下要考虑其经济成本，不能只考虑材料的坚固程 度，要让机构有推广的空间和市场 6.6.预期效果预期效果 在理解压床的工作原理后，所设计出来的压床机构应具有实用性。如果按照本次设 计所做出来的压床机构应该是一个机械式的压床，它通过曲柄的转动带动滑块的移动， 不过在后期优化的时候可以在曲柄处加上电机，这样就可以其自动工作，而且可以根 据电机的不同功率来选择不同的载荷，更加方便实际应用。 7.7.设计时间进度安排设计时间进度安排 前三周，确定实现方式，画出机构运动简图。 第四，五周，确定设计变量，完成尺度综合报告 第六、七、八周，画出总体设计草图，用 CAD 建模，完成机构运动学文分析 第九、十、十一、十二、十三周，完成机构动力学分析，并对机构进行仿真 第十四、十五周，撰写设计计算说明书、刻盘 第十六周，完成设计计算说明书