自動送料沖床課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書……………………………………………………………………1</p><p>　　設(shè)計(jì)題目……………………………………………………………………1</p><p>　　工作原理及結(jié)構(gòu)組成………………………………………………………1</p><p>　　

2、設(shè)計(jì)要求與技術(shù)條件………………………………………………………1</p><p>　　機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)及討論…………………………………………………2</p><p>　　機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………4</p><p>　　沖壓機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析…………………………………………………………4</p><p>　　

3、送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析…………………………………………………………5</p><p>　　凸輪設(shè)計(jì)……………………………………………………………………6</p><p>　　機(jī)構(gòu)模擬分析……………………………………………………………………7</p><p>　　1.上模位移圖，速度圖和加速度圖………………………………………………7</p><p>

4、　　2. 送料位移、速度、加速度圖…………………………………………………8</p><p>　　3. 沖壓機(jī)構(gòu)的阻力圖和電機(jī)的力矩圖…………………………………………8</p><p>　　曲柄所受的支座反力圖………………………………………………………9</p><p>　　傳動系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)………………………………………………………………9</p>&l

5、t;p>　　創(chuàng)新方案設(shè)計(jì)……………………………………………………………………10</p><p>　　總結(jié)………………………………………………………………………………10</p><p><b>　　自動送料機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><

6、b>　　1.1、設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　薄壁零件沖床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　1.2、工作原理與及結(jié)構(gòu)組成</p><p>　　該沖床用于沖制、拉延薄壁零件。沖床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要包括沖壓機(jī)構(gòu)和送料機(jī)構(gòu)，其工作原理如圖1a所示，上模先以較大速度接近坯料，然后以勻速進(jìn)行拉延成型工作，然后上模繼續(xù)下行將成品推出型腔，最后快速返回。上模退出

7、下模以后，送料機(jī)構(gòu)從側(cè)面將坯料送至待加工位置，完成一個工作循環(huán)。</p><p>　　1.3、設(shè)計(jì)要求與技術(shù)條件</p><p>　　1）以電動機(jī)作為動力源，下模固定，從動件（執(zhí)行構(gòu)件）為上模，作上下往復(fù)直線運(yùn)動，其大致運(yùn)動規(guī)律如圖1b所示，具有快速下沉、等速工作進(jìn)給和快速返回等特性。</p><p>　　2）機(jī)構(gòu)應(yīng)具有較好的傳力性能，工作段的傳動角 大于或等于許用

8、傳動角 40。</p><p>　　3）上模到達(dá)工作段之前，送料機(jī)構(gòu)已將坯料送至待加工位置（下模上方）。</p><p>　　4）生產(chǎn)率為每分鐘70件。</p><p>　　5）上模的工作段長度l = 40100mm，對應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角0 = (1/3 1/2 )；上模總行程長度必須大于工作段長度的兩倍以上。</p><p>　　6）上模在一個運(yùn)

9、動循環(huán)內(nèi)的受力如圖1c所示，在工作段所受的阻力F1見下表，其它階段所受的阻力F0=50N。</p><p>　　7）行程速度變化系數(shù)K 1.5。</p><p>　　8）送料距離H = 60 250mm。</p><p>　　9）機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度波動系數(shù) 不超過0.05。</p><p>　　設(shè)計(jì)參數(shù)見下表：（按學(xué)號分組：每五人一組）</p

10、><p>　　為方便起見，所需參數(shù)值建議按如下方式選?。?lt;/p><p>　　1）設(shè)連桿機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件均為等截面均質(zhì)桿，其質(zhì)心在桿長的中點(diǎn)，而曲柄的質(zhì)心則與回轉(zhuǎn)軸線重合。</p><p>　　2）設(shè)各構(gòu)件質(zhì)量按40kg/m計(jì)算，繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動慣量按2kgm2/m計(jì)算。</p><p>　　3）轉(zhuǎn)動滑塊的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量忽略不計(jì)，移動滑塊的質(zhì)量設(shè)為36k

11、g。</p><p>　　4）傳動裝置的等效轉(zhuǎn)動慣量（以曲柄為等效構(gòu)件）設(shè)為30kgm2。</p><p>　　二、機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)</p><p>　　沖壓機(jī)構(gòu)的原動件為曲柄，從動件（執(zhí)行構(gòu)件）為滑塊（上模），行程中有等速運(yùn)動段（工作段），并具有急回特性，機(jī)構(gòu)還應(yīng)有較好的動力特性。要滿足這些要求，用單一的基本機(jī)構(gòu)（如偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)）是難以實(shí)現(xiàn)的。因此，需要

12、將幾個基本機(jī)構(gòu)恰當(dāng)?shù)亟M合在一起來滿足上述要求。送料機(jī)構(gòu)要求作間歇送進(jìn)，可結(jié)合沖壓機(jī)構(gòu)一并考慮。</p><p>　　方案一：連桿——凸輪沖壓機(jī)構(gòu)和凸輪——連桿送料機(jī)構(gòu)</p><p>　　沖壓機(jī)構(gòu)如圖1所示，可現(xiàn)根據(jù)條件選定構(gòu)件1、2及3的尺寸，構(gòu)件一在等速回轉(zhuǎn)時，連桿上1、2連接點(diǎn)可沿預(yù)定軌跡S運(yùn)動，這是構(gòu)件4的運(yùn)動即完全確定，據(jù)此可求出凸輪的輪廓曲線，用連桿——凸輪沖壓機(jī)構(gòu)恰當(dāng)?shù)剡x擇1

13、、2連接點(diǎn)軌跡和確定構(gòu)件尺寸，可保證機(jī)構(gòu)具有急回運(yùn)動和工作段近似勻速的特性，并使壓力角 盡可能小。改變凸輪輪廓曲線，可改變C點(diǎn)軌跡，從而使執(zhí)行構(gòu)件獲得多種運(yùn)動規(guī)律，而且滿足不同工藝要求。可以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)沖壓的運(yùn)動規(guī)律。</p><p>　　送料機(jī)構(gòu)由凸輪和連桿串聯(lián)組成，按循環(huán)圖可確定凸輪的形狀，這種送料裝置可準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)的多種送料運(yùn)動規(guī)律。</p><p>　　該方案的優(yōu)點(diǎn)在于能準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)所需要

14、的運(yùn)動規(guī)律，但由于是兩個凸輪，設(shè)計(jì)時比較困難，工作量大，兩個凸輪協(xié)調(diào)時不容易且加工比較困難。</p><p>　　方案2：曲柄導(dǎo)桿——搖桿滑塊機(jī)構(gòu)和凸輪送料機(jī)構(gòu)</p><p>　　如圖2所示，沖壓機(jī)構(gòu)是在擺動曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，串聯(lián)一個搖桿滑塊機(jī)構(gòu)組合而成。擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)按給定的行程速度變化系數(shù)設(shè)計(jì)，它和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)組合可以保證具有急回特性和實(shí)現(xiàn)工作段近于勻速的要求。適當(dāng)選擇導(dǎo)路位置，可

15、使工作段壓力角 較小。</p><p>　　送料機(jī)構(gòu)的凸輪軸通過齒輪機(jī)構(gòu)與曲柄軸相連。按機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖可確定凸輪推程運(yùn)動角和從動件運(yùn)動規(guī)律，則機(jī)構(gòu)可在預(yù)定時間將坯料送至待加工位置。</p><p>　　最終方案：最終選定方案二，沖壓機(jī)構(gòu)簡單，尺寸容易確定，具有很強(qiáng)的可操作性，沖壓機(jī)構(gòu)在一定的時間范圍內(nèi)基本勻速，能夠滿足要求，可保持很好的速度穩(wěn)定性，而且能在很短的時間內(nèi)返回。送料機(jī)構(gòu)選擇凸輪

16、機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)組成，結(jié)構(gòu)簡單，而且能很準(zhǔn)確的在預(yù)定的時間內(nèi)將料送到預(yù)定的位置。</p><p><b>　　三．機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1沖壓機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由方案2可知，沖壓機(jī)構(gòu)是由曲柄導(dǎo)桿和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)串聯(lián)組成，根據(jù)擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)按給定的行程速度變化系數(shù)設(shè)計(jì)，在一定的范

17、圍內(nèi)它和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)組合可以達(dá)到工作段近于勻速的要求。</p><p>　　經(jīng)設(shè)計(jì)分析，尺寸最終確定為：桿1=685mm、桿2=410mm、曲柄3=93mm，由極限位置可量的急位夾角36度，可計(jì)算出K=1.5，符合要求，測量的工作的最小傳動角等于59度，符合要求。</p><p>　　從開始到曲柄轉(zhuǎn)過68度，開始工作，在轉(zhuǎn)過80度，沖壓完成，上模返回，在沖壓工作過程中，上模行程為87，與要

18、求85基本符合。在整個循環(huán)過程中，沖頭的總行程為173，也滿足工作要求。</p><p>　　3.2送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析</p><p>　　送料機(jī)構(gòu)是由推桿滑塊機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)組合而成，設(shè)計(jì)時刻先確定推桿的行程，然后確定推桿的尺寸，最后根據(jù)具體尺寸確定和行程確定凸輪的形狀。</p><p><b>　　3.3凸輪的設(shè)計(jì)</b></p>

19、<p>　　凸輪的設(shè)計(jì)根據(jù)要求選擇需要的運(yùn)動方程，然后根據(jù)解析法算出轉(zhuǎn)角與推程及回程的關(guān)系，列出對應(yīng)的點(diǎn)坐標(biāo)，然后畫出凸輪。</p><p>　　在推程中，我選五次多項(xiàng)式：</p><p>　　在回程過程中，我選余弦加速度曲線規(guī)律：</p><p>　　這兩中曲線都既無剛性沖擊。</p><p>　　在凸輪設(shè)計(jì)過程中，選擇基圓半

20、徑為80MM的對心凸輪,其推程和回程都為70.mm</p><p>　　選擇推程轉(zhuǎn)角為80度?；爻剔D(zhuǎn)角為190度，無遠(yuǎn)休但有近休。</p><p>　　凸輪設(shè)計(jì)計(jì)算轉(zhuǎn)角與位移的對應(yīng)數(shù)據(jù)如下：</p><p>　　最終設(shè)計(jì)凸輪如圖所示：</p><p><b>　　四．機(jī)構(gòu)的模擬分析</b></p><

21、p>　　1.上模位移圖，速度圖和加速度圖。</p><p>　　2.送料位移，速度，加速度圖。</p><p>　　3 . 加共阻力，F(xiàn)1=6000N，F(xiàn)0=50N后的受力圖。</p><p>　　Force function（）函數(shù)</p><p>　　F=step(time,0,0,0.001,50)+step(time,0,0,0

22、.149,0)+step(time,0.149,0,0.15,5950)+step(time,0.15,0,0.38,0)+step(time,0.38,0,0.381,-5950)+step(time,0.39,0,0.875,0)</p><p>　　沖壓機(jī)構(gòu)的阻力圖和電機(jī)的力矩圖</p><p>　　曲柄所受的支座反力圖</p><p>　　五．傳動系統(tǒng)的方案

23、設(shè)計(jì)</p><p>　　電動機(jī)的的轉(zhuǎn)速經(jīng)帶傳動，齒輪傳動后，驅(qū)動主軸轉(zhuǎn)動，若選轉(zhuǎn)速為1440r/min 額定功率為4kw的電動機(jī)Y112M-4，總的傳動比約為20.5，帶傳動的傳動比為2，則齒輪傳動的傳動比約為10.3。故選用二級齒輪減速器傳動。</p><p><b>　　六．創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　1．對于傳動系統(tǒng)，可

24、增加一飛輪，計(jì)算等效驅(qū)動力矩，阻力矩與轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)調(diào)整飛輪，使速度更穩(wěn)定。</p><p>　　2. 皮帶傳動時用雙皮帶，可增加傳動效率。</p><p>　　3. 對于凸輪推桿送料機(jī)構(gòu)，可做成凸輪連桿送料機(jī)構(gòu)，這樣可通過改變連桿的尺寸，縮小凸輪的尺寸，達(dá)到行程放大的目的，另外中間可減少一個齒輪，降低生產(chǎn)成本和提高傳功效率。</p><p><b&

25、gt;　　七．總結(jié)</b></p><p>　　通過這次機(jī)械原理的課程設(shè)計(jì)，使我們完完整整的參與到了實(shí)踐當(dāng)中，讓我深刻體會到了理論與實(shí)踐的差距，通過兩周的課程設(shè)計(jì)，讓我充分體會到實(shí)踐的重要性，只有通過實(shí)踐才能充分的理解和掌握知識。只有通過實(shí)踐，我們才能更好的運(yùn)用知識。</p><p>　　對于這次課程設(shè)計(jì)，由于開始時都各自做各自的，大家之間也不交流，造成很多學(xué)生卡在中途不前進(jìn)，

26、后來由于大家在一塊做，相互之間交流心得，使得效率一下大大提高。通過互相的交流，使得我們的思維更開闊。</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)還是比較成功的，通過這次的課程實(shí)際，使得學(xué)生在獨(dú)立思考能力和解決問題的能力方面都有所提高。可以說是一次對課程的系統(tǒng)的匯總，也可以說是一次對知識的更深一次的拓展。</p><p>　　在這次課程設(shè)計(jì)中也反映出來了我們平時基礎(chǔ)不牢等一系列的問題，造成設(shè)計(jì)中不盡完

27、美，這也為我們敲響了警鐘，警示我們在以后的學(xué)習(xí)總要認(rèn)認(rèn)真真、踏踏實(shí)實(shí)牢固基礎(chǔ)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　1. 孫恒主編. 機(jī)械原理. 北京：高等教育出版社，2007</p><p>　　2. 席偉光，楊光，李波. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì). 北京：高等教育出版社，2003</p><p&g