機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)--- 薄壁零件沖床設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　西安工業(yè)大學(xué)</b></p><p><b>　　機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目 薄壁零件沖床設(shè)計(jì) </p>

2、<p>　　- 工業(yè)中心 學(xué)院 工程制造 專業(yè)</p><p>　　- 08 級(jí) 班</p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　完成日期 2010-7-8 </p><p&g

3、t;　　指導(dǎo)教師 王麗君 </p><p><b>　　工業(yè)中心試驗(yàn)班</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)………………………………………………………1-2</p><p>　　設(shè)計(jì)題目…………………………………………………………1

4、</p><p>　　工作原理與及結(jié)構(gòu)組成…………………………………………1</p><p>　　設(shè)計(jì)要求與技術(shù)條件……………………………………………1</p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)…………………………………………………………2</p><p>　　5、提交材料…………………………………………………………2</p><p&

5、gt;　　機(jī)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)…………………………………………3-4</p><p>　　方案設(shè)計(jì)…………………………………………………………3</p><p>　　方案對(duì)比…………………………………………………………4</p><p>　　機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………4-6</p><p>　　選擇方案一………………

6、………………………………………4</p><p>　　凸輪設(shè)計(jì)…………………………………………………………4</p><p>　　循環(huán)圖……………………………………………………………5</p><p>　　軟件模擬所得圖…………………………………………………6</p><p>　　機(jī)構(gòu)平衡力矩Mb－Φ線圖和固定支座反力fi－Φ線圖………7&l

7、t;/p><p>　　總結(jié)…………………………………………………………………7</p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p><b>　　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>　　2、工作原理與及結(jié)構(gòu)組成</p&g

8、t;<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(gè)工作循環(huán)。</p><p>　　3、設(shè)計(jì)要求與技術(shù)條件</p><p>　　1）以電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，下

9、模固定，從動(dòng)件（執(zhí)行構(gòu)件）為上模，作上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，其大致運(yùn)動(dòng)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(dòng)角 大于或等于許用傳動(dòng)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。<

10、;/p><p>　　5）上模的工作段長(zhǎng)度l = 40100mm，對(duì)應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角0 = (1/3 1/2 )；上模總行程長(zhǎng)度必須大于工作段長(zhǎng)度的兩倍以上。</p><p>　　6）上模在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)的受力如圖1c所示，在工作段所受的阻力F1見(jiàn)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>

11、;　　8）送料距離H = 60 250mm。</p><p>　　9）機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度波動(dòng)系數(shù) 不超過(guò)0.05。</p><p>　　設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)下表：（按學(xué)號(hào)分組：每五人一組）</p><p>　　第三組：沖壓荷載：7000N；上模工作段長(zhǎng)度：7mm0；上模工作段對(duì)應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角：60°</p><p>　　對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力分析時(shí)，為方便起見(jiàn)

12、，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(zhǎng)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(dòng)慣量按2kgm2/m計(jì)算。</p><p>　　3）轉(zhuǎn)動(dòng)滑塊的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量忽略不計(jì)，移動(dòng)滑塊的質(zhì)量設(shè)為36kg。</p><p>

13、;　　4）傳動(dòng)裝置的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（以曲柄為等效構(gòu)件）設(shè)為30kgm2。</p><p><b>　　4、設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　1）完成各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的型式設(shè)計(jì)。擬定機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案；</p><p>　　2）按工藝要求進(jìn)行執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，畫(huà)出執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作循環(huán)圖；</p><p>　　3）確定各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)

14、動(dòng)學(xué)參數(shù)，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。利用軟件模擬所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)，畫(huà)出上模位移圖，速度圖和加速度線圖；</p><p>　　4）根據(jù)上面建立的模型，畫(huà)出機(jī)構(gòu)平衡力矩Mb－Φ線圖和固定支座反力fi－Φ線圖；</p><p>　　5）確定電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速，計(jì)算傳動(dòng)比，用齒輪傳動(dòng)（或輪系）實(shí)現(xiàn)變速； </p><p>　　6）根據(jù)所學(xué)知識(shí)，大膽提出一種或一種以上與該機(jī)現(xiàn)有傳統(tǒng)設(shè)計(jì)不同

15、的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案。</p><p><b>　　5、提交材料</b></p><p>　　1）設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份：</p><p>　　原始數(shù)據(jù)，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖；</p><p>　　簡(jiǎn)述方案設(shè)計(jì)和選擇方案，各機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟或分析計(jì)算過(guò)程；</p><p>　　利用軟件畫(huà)出的相應(yīng)線圖：運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)態(tài)靜力分析

16、圖（抓圖粘貼）；</p><p>　　提出的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案；</p><p>　　對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的分析討論；</p><p>　　總結(jié)（或心得體會(huì)）；</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)等。</b></p><p>　　2）2號(hào)圖（或3號(hào)圖）一張（機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)圖）；</p>&l

17、t;p>　　3）2號(hào)圖一張（用cad繪制凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖，含運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖）。</p><p>　　4）曲柄長(zhǎng)度調(diào)節(jié)原理圖（2號(hào)圖一張）選作。</p><p>　　機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)：</p><p><b>　　1方案設(shè)計(jì)：</b></p><p>　?、牛臈U沖壓機(jī)構(gòu)和凸輪連桿送料機(jī)構(gòu)：</p>&l

18、t;p>　　圖 1 沖床方案設(shè)計(jì)之一</p><p>　　如圖1所示，沖壓機(jī)構(gòu)由四桿機(jī)構(gòu)和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)串連組和而成，可用作圖法按其行程變化系數(shù)確定其急位夾角，且其有急回特性。送料機(jī)構(gòu)的凸輪通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)和曲柄軸相連，則可以準(zhǔn)確確定凸輪個(gè)階段運(yùn)動(dòng)角和從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律。</p><p>　?、魄鷵u桿沖壓機(jī)構(gòu)和凸輪連桿送料機(jī)構(gòu)：</p><p>　　如圖2所示，沖壓機(jī)

19、構(gòu)采用曲柄雙搖桿機(jī)構(gòu)，可保證電動(dòng)機(jī)在小功率帶動(dòng)下沖頭有足動(dòng)力，五桿機(jī)構(gòu)按行程速度變化系數(shù)比用圖解法設(shè)計(jì)。若尺寸選擇恰當(dāng)，可使執(zhí)行機(jī)構(gòu)在工作段中運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)構(gòu)的壓力角較小。</p><p>　?、?齒輪－連桿沖壓機(jī)構(gòu)和凸輪－連桿送料機(jī)構(gòu)</p><p>　　如圖2所示，沖壓機(jī)構(gòu)采用有兩個(gè)自由度的雙曲柄七桿機(jī)構(gòu)，用齒輪副將其封閉為一個(gè)自由度（齒輪1與曲柄AB固聯(lián)，齒輪2與曲柄DE固聯(lián)）。恰當(dāng)?shù)剡x擇

20、C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(dòng)和工作段近似勻速的特性，并使壓力角 盡可能小。</p><p>　　送料機(jī)構(gòu)由凸輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)組成，按運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖可確定凸輪推程角和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，使其能在預(yù)定時(shí)間將坯料推送至待加工位置。設(shè)計(jì)時(shí)，若使lOG lOH，可減小凸輪尺寸。</p><p><b>　　2．方案對(duì)比：</b></p><

21、p><b>　?、艑?duì)于方案1：</b></p><p>　　容易滿足有急回特性，急位夾角及運(yùn)動(dòng)規(guī)律等要求。凸輪軸通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)與曲柄軸相連，按機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖確定凸輪推程運(yùn)動(dòng)角和從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律，則機(jī)構(gòu)可在預(yù)定時(shí)間將坯料送至待加工位置。</p><p>　　此方案比較合理，四桿機(jī)構(gòu)容易設(shè)計(jì)，曲柄軸和凸輪軸通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)連接，傳動(dòng)準(zhǔn)確穩(wěn)定，可以調(diào)節(jié)擺桿上的支點(diǎn)位置調(diào)節(jié)加工

22、鋼板厚度。所以選此方案設(shè)計(jì)。</p><p><b>　?、疲畬?duì)于方案3：</b></p><p>　　齒輪－連桿沖壓機(jī)構(gòu)和凸輪－連桿送料機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)連桿作為沖頭其運(yùn)動(dòng)較難滿足沖頭的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律較為復(fù)雜不好確定。但對(duì)于連桿作為沖頭能克服較強(qiáng)的沖力。</p><p><b>　　機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：</b></p>

23、<p><b>　　1．選擇方案一：</b></p><p>　?、艞U長(zhǎng)計(jì)算：假定桿EF=600、CE=700的長(zhǎng)度，確定D點(diǎn)（ED<CD0取DE=250，沖頭移動(dòng)總長(zhǎng)F1F2=150（工作長(zhǎng)度L=70），推出擺角確定C1和C2，取極位夾角為40度，確定A點(diǎn)在圓弧上，假定落料時(shí)沖頭移動(dòng)40，工作時(shí)曲柄轉(zhuǎn)角70度，進(jìn)而確定A點(diǎn)位置，以及曲柄和連桿的長(zhǎng)度。</p>

24、<p>　?、讫X輪機(jī)構(gòu)計(jì)算：取齒輪1和齒輪3公稱直徑為160，</p><p>　?、?凸輪計(jì)算：協(xié)調(diào)沖頭選定推桿位置，取基圓直徑為160，行程為150，進(jìn)而確定齒輪2的公稱直徑，凸輪計(jì)算由描點(diǎn)法可得，見(jiàn)凸輪設(shè)計(jì)圖。</p><p>　　根據(jù)作圖法設(shè)計(jì)其機(jī)構(gòu)：</p><p>　　注：圖在下張。 </p><p&g

25、t;　　2．凸輪設(shè)計(jì)：圖，數(shù)據(jù)，見(jiàn)后圖。</p><p>　　3．運(yùn)動(dòng)循環(huán)過(guò)程：圖在后。</p><p>　　4．軟件模擬所得圖象：</p><p><b>　　沖頭：圖在后。</b></p><p>　　5． 機(jī)構(gòu)平衡力矩Mb－Φ線圖和固定支座反力fi－Φ線圖。</p><p>　　6．系統(tǒng)傳動(dòng)

26、方案簡(jiǎn)圖：</p><p><b>　　7．傳動(dòng)設(shè)計(jì)：</b></p><p><b>　?、牛踹x原動(dòng)機(jī)</b></p><p>　　由于交流異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、工作穩(wěn)定可靠、容易維護(hù)，且交流電源易于獲得。故此處選擇Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)速n=3000rad/min </p><

27、;p><b>　?、朴?jì)算總傳動(dòng)比</b></p><p>　　根據(jù)選定的驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速和沖床的生產(chǎn)能力，可知機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比為：</p><p>　　因?yàn)槊糠昼娚a(chǎn)70件則所需要n=4200 rad/min</p><p>　　傳動(dòng)比ｉ＝4200/3000=1.4</p><p><b>　　齒輪中&

28、lt;/b></p><p><b>　　m=5</b></p><p><b>　　z1=30</b></p><p><b>　　z2=z3=42</b></p><p>　　d1=mz1=150</p><p>　　d2=d3=mz2=210

29、。</p><p><b>　　四：總結(jié)</b></p><p>　　十幾天的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次實(shí)踐的過(guò)程中學(xué)到了一些除技能以外的其他東西,領(lǐng)略到了別人在處理專業(yè)技能問(wèn)題時(shí)顯示出的優(yōu)秀品質(zhì),更深切的體會(huì)到人與人之間的那種相互協(xié)調(diào)合作的機(jī)制,最重要的還是自己?jiǎn)栴}的</p><p>　　看法產(chǎn)生了良性的變化. 在社會(huì)這樣一個(gè)大群體里面,

30、溝通自然是為人處世的基本,如何協(xié)調(diào)彼此的關(guān)系值得我們?nèi)ド钏己腕w會(huì).在實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)當(dāng)中依靠與被依靠對(duì)我的觸及很大,有些人很有責(zé)任感,把這樣一種事情當(dāng)成是自己的重要任務(wù),并為之付出了很大的努力,不斷的思考自己所遇到的問(wèn)題.而有些人則不以為然,總覺(jué)得自己的弱勢(shì)…..其實(shí)在生活中這樣的事情也是很多的,當(dāng)我們面對(duì)很多問(wèn)題的時(shí)候所采取的具體行動(dòng)也是不同的,這當(dāng)然也會(huì)影響我們的結(jié)果.很多時(shí)候問(wèn)題的出現(xiàn)所期待我們的是一種解決問(wèn)題的心態(tài),而不是看我們過(guò)去的能

31、力到底有多強(qiáng),那是一種態(tài)度的端正和目的的明確,只有這樣把自己身置于具體的問(wèn)題之中,我們才能更好的解決問(wèn)題.</p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　1 王淑仁主編. 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2006.</p><p>　　2呂厚庸, 沈愛(ài)紅. 組合機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用創(chuàng)新[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出

32、版社, 2008. </p><p>　　3 馮鑒, 何俊, 雷智翔. 機(jī)械原理[M]. 成都: 西南交通大學(xué)出版社, 2008.</p><p>　　4陳辛波, 巖附 信行, 林嚴(yán), 森川 廣一. 非圓齒輪-連桿型函數(shù)發(fā)生器的機(jī)構(gòu)綜合[J]. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào), 2002, 30(9): 1091-1094.</p><p>　　5 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研

33、室編著. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京: 高等教育出版社, 2006.</p><p>　　6 孟憲源，姜琪. 機(jī)構(gòu)構(gòu)型與應(yīng)用. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　7 黃茂林，秦偉. 機(jī)械原理. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002</p><p>　　8 孫恒主編. 機(jī)械原理. 北京：高等教育出版社，2007</p><p>　　9王

34、三民主編. 機(jī)械原理與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005</p><p>　　10 裘建新主編. 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū). 北京：高等教育出版社，2005</p><p>　　11 牛鳴歧，王保民，王振甫. 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè). 重慶：重慶大學(xué)出版社，2001</p><p>　　12 席偉光，楊光，李波. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì). 北京：高等教育才出版社&