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1、精品文档西安工业大学机械原理课程设计设计计算说明书 设计题目 薄壁零件冲床设计 - 工业中心 学院 工程制造 专业- 08 级 班 学生姓名 完成日期 指导教师 工业中心试验班目录一 设计任务书1-21 设计题目12 工作原理与及结构组成13 设计要求与技术条件14 设计任务25、提交材料2二 机动传动系统方案设计3-41 方案设计32 方案对比4三 机构设计4-61 选择方案一42 凸轮设计43 循环图54 软件模拟所得图65 机构平衡力矩Mb线图和固定支座反力fi线图7四 总结7全套图纸加QQ 695132052一 设计任务书1、设计题目薄壁零件冲床机构设计 2、工作原理与及结构组成a)j
2、02pjSj02pjFF1F0b)c)l图1冲床工艺动作与上模运动、受力情况上模（冲头）坯料下模该冲床用于冲制、拉延薄壁零件。冲床的执行机构主要包括冲压机构和送料机构，其工作原理如图1a所示，上模先以较大速度接近坯料，然后以匀速进行拉延成型工作，然后上模继续下行将成品推出型腔，最后快速返回。上模退出下模以后，送料机构从侧面将坯料送至待加工位置，完成一个工作循环。3、设计要求与技术条件1）以电动机作为动力源，下模固定，从动件（执行构件）为上模，作上下往复直线运动，其大致运动规律如图1b所示，具有快速下沉、等速工作进给和快速返回等特性。2）机构应具有较好的传力性能，工作段的传动角g 大于或等于许用
3、传动角g =40。3）上模到达工作段之前，送料机构已将坯料送至待加工位置（下模上方）。4）生产率为每分钟70件。5）上模的工作段长度l = 40100mm，对应曲柄转角j0 = (1/3 1/2 )p；上模总行程长度必须大于工作段长度的两倍以上。6）上模在一个运动循环内的受力如图1c所示，在工作段所受的阻力F1见下表，其它阶段所受的阻力F0=50N。7）行程速度变化系数K 1.5。8）送料距离H = 60 250mm。9）机器运转速度波动系数d 不超过0.05。设计参数见下表：（按学号分组：每五人一组）数据组编号12345冲压载荷F1/N90008000700060005000上模工作段长度L
4、/mm40557085100上摸工作段对应曲柄转角/（）6065708090第三组：冲压荷载：7000N；上模工作段长度：7mm0；上模工作段对应曲柄转角：60对机构进行动力分析时，为方便起见，所需参数值建议按如下方式选取：1）设连杆机构中各构件均为等截面均质杆，其质心在杆长的中点，而曲柄的质心则与回转轴线重合。2）设各构件质量按40kg/m计算，绕质心的转动惯量按2kgm2/m计算。3）转动滑块的质量和转动惯量忽略不计，移动滑块的质量设为36kg。4）传动装置的等效转动惯量（以曲柄为等效构件）设为30kgm2。4、设计任务1）完成各执行机构的型式设计。拟定机械传动系统方案；2）按工艺要求进行
5、执行系统协调设计，画出执行机构的工作循环图；3）确定各执行机构的运动学参数，绘制机构运动简图。利用软件模拟所设计机构，画出上模位移图，速度图和加速度线图；4）根据上面建立的模型，画出机构平衡力矩Mb线图和固定支座反力fi线图；5）确定电动机的功率和转速，计算传动比，用齿轮传动（或轮系）实现变速； 6）根据所学知识，大胆提出一种或一种以上与该机现有传统设计不同的创新设计方案。5、提交材料1）设计计算说明书一份： 原始数据，机构简图； 简述方案设计和选择方案，各机构设计步骤或分析计算过程； 利用软件画出的相应线图：运动分析和动态静力分析图（抓图粘贴）； 提出的创新设计方案； 对设计结果的分析讨论；
6、 总结（或心得体会）； 参考文献等。2）2号图（或3号图）一张（机械系统传动方案设计图）；3）2号图一张（用cad绘制凸轮机构设计图，含运动循环图）。4）曲柄长度调节原理图（2号图一张）选作。二 机械系统传动方案设计：1方案设计： 四杆冲压机构和凸轮连杆送料机构： 图 1 冲床方案设计之一 如图1所示，冲压机构由四杆机构和摇杆滑块机构串连组和而成，可用作图法按其行程变化系数确定其急位夹角，且其有急回特性。送料机构的凸轮通过齿轮机构和曲柄轴相连，则可以准确确定凸轮个阶段运动角和从动件运动规律。曲柄摇杆冲压机构和凸轮连杆送料机构： 如图2所示，冲压机构采用曲柄双摇杆机构，可保证电动机在小功率带动下
7、冲头有足动力，五杆机构按行程速度变化系数比用图解法设计。若尺寸选择恰当，可使执行机构在工作段中运动时机构的压力角较小。 齿轮连杆冲压机构和凸轮连杆送料机构如图2所示，冲压机构采用有两个自由度的双曲柄七杆机构，用齿轮副将其封闭为一个自由度（齿轮1与曲柄AB固联，齿轮2与曲柄DE固联）。恰当地选择C点轨迹和确定构件尺寸，可保证机构具有急回运动和工作段近似匀速的特性，并使压力角a 尽可能小。图2冲床机构方案之一Dw1EBA12w2HKOGCFRa送料机构由凸轮机构和连杆机构串联组成，按运动循环图可确定凸轮推程角和从动件的运动规律，使其能在预定时间将坯料推送至待加工位置。设计时，若使lOG lOH，可
8、减小凸轮尺寸。2方案对比：对于方案1：容易满足有急回特性，急位夹角及运动规律等要求。凸轮轴通过齿轮机构与曲柄轴相连，按机构运动循环图确定凸轮推程运动角和从动件运动规律，则机构可在预定时间将坯料送至待加工位置。 此方案比较合理，四杆机构容易设计，曲柄轴和凸轮轴通过齿轮机构连接，传动准确稳定，可以调节摆杆上的支点位置调节加工钢板厚度。所以选此方案设计。对于方案3：齿轮连杆冲压机构和凸轮连杆送料机构来说连杆作为冲头其运动较难满足冲头的运动规律，点的运动规律较为复杂不好确定。但对于连杆作为冲头能克服较强的冲力。三 机构设计： 1选择方案一：杆长计算：假定杆EF=600、CE=700的长度，确定D点（E
9、DCD0取DE=250，冲头移动总长F1F2=150（工作长度L=70），推出摆角确定C1和C2，取极位夹角为40度，确定A点在圆弧上，假定落料时冲头移动40，工作时曲柄转角70度，进而确定A点位置，以及曲柄和连杆的长度。齿轮机构计算：取齿轮1和齿轮3公称直径为160，.凸轮计算：协调冲头选定推杆位置，取基圆直径为160，行程为150，进而确定齿轮2的公称直径，凸轮计算由描点法可得，见凸轮设计图。根据作图法设计其机构：注：图在下张。 2凸轮设计：图，数据，见后图。3运动循环过程：图在后。4软件模拟所得图象： 冲头：图在后。5 机构平衡力矩Mb线图和固定支座反力fi线图。6系统传动方案简图： 7
10、传动设计：初选原动机由于交流异步电动机结构简单、成本低、工作稳定可靠、容易维护，且交流电源易于获得。故此处选择Y系列三相异步电动机作为原动机，额定转速n=3000rad/min计算总传动比根据选定的驱动电机转速和冲床的生产能力，可知机械传动系统的总传动比为：因为每分钟生产70件则所需要n=4200 rad/min传动比4200/3000=1.4齿轮中m=5z1=30z2=z3=42d1=mz1=150d2=d3=mz2=210。四：总结 十几天的机械原理课程设计结束了，在这次实践的过程中学到了一些除技能以外的其他东西,领略到了别人在处理专业技能问题时显示出的优秀品质,更深切的体会到人与人之间的
11、那种相互协调合作的机制,最重要的还是自己问题的看法产生了良性的变化. 在社会这样一个大群体里面,沟通自然是为人处世的基本,如何协调彼此的关系值得我们去深思和体会.在实习设计当中依靠与被依靠对我的触及很大,有些人很有责任感,把这样一种事情当成是自己的重要任务,并为之付出了很大的努力,不断的思考自己所遇到的问题.而有些人则不以为然,总觉得自己的弱势.其实在生活中这样的事情也是很多的,当我们面对很多问题的时候所采取的具体行动也是不同的,这当然也会影响我们的结果.很多时候问题的出现所期待我们的是一种解决问题的心态,而不是看我们过去的能力到底有多强,那是一种态度的端正和目的的明确,只有这样把自己身置于具
12、体的问题之中,我们才能更好的解决问题.参考文献 1 王淑仁主编. 机械原理课程设计M. 北京: 科学出版社, 2006.2吕厚庸, 沈爱红. 组合机构设计与应用创新M. 北京: 机械工业出版社, 2008. 3 冯鉴, 何俊, 雷智翔. 机械原理M. 成都: 西南交通大学出版社, 2008.4陈辛波, 岩附 信行, 林严, 森川 广一. 非圆齿轮-连杆型函数发生器的机构综合J. 同济大学学报, 2002, 30(9): 1091-1094.5 西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著. 机械设计M. 北京: 高等教育出版社, 2006.6 孟宪源，姜琪. 机构构型与应用. 北京：机械工业出版社，20037 黄茂林，秦伟. 机械原理. 北京：机械工业出版社，20028 孙恒主编. 机械原理. 北京：高等教育出版社，20079王三民主编. 机械原理与设计课程设计. 北京：机械工业出版社，200510 裘建新主编. 机械原理课程设计指导书. 北京：高等教育出版社，200511 牛鸣歧，王保民，王振甫. 机械原理课程设计手册. 重庆：重庆大学出版社，200112 席伟光，杨光，李波. 机械设计课程设计. 北京：高等教育才出版社值得下载
