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1、机械原理课程设计锁梁自动成型机的设计学院理工学院专业机械设计制造及其自动化年级2010级一班学号姓名指导教师成绩2012年1月6日锁梁自动成型机机构设计目录前言 1设计任务书 2一、总功能分解 4二、执行机构的选择与比较 5三、原动机的选择 10四、传动机构的选择与比较 10五、机械系统运动简图 12六、机械系统运动循环图 13七、锁梁自动成型机机构设计 14学习心得及设计总结 19主要参考文献 21致谢 22前言机械原理课程设计是十分重要的理论联系实际的实践性教学环节，是使学生得到相关基本知识综合运用和本技能训练的重要环节，是学生迈向工程设计的一个转折点。机械原理课程也是提高学生对机械工作原
2、理的基础课，通过课程设计，综合运用机械原理课程和其他选修课程的理论和实际只是，掌握机械运动和工作的一般规律，实力正确的课程设计方向，培养分析和解决实际问题的能力，学会从机器功能的要求出发，合理选择传动方案和研究对比各运动简图，确定最合理的运动方式并绘制出运动见图及其装配图，培养课程设计能力，加深对机械运动与工作的了解。设计任务书一、功能要求 “锁梁”为挂锁的一个零件，U形状。锁梁自动成型机的功能是将金属材料自动加工成“锁梁”。二、原始数据及设计要求 1）能够实现连续自动生产； 2）生产能力为10件/min； 3）加工质量要达到规定的技术要求；三、设计任务 1）根据工艺动作顺序和协调要求拟订运动
3、循环图； 2）进行各执行机构的选型； 3）选择原动机及传动机构； 4）机械运动方案的评定和选择； 5）画出机械运动方案简图； 6）对传动机构和执行机构进行运动尺寸综合及运动和动力分析； 7）编写设计说明书；四、提示 为将金属材料加工成零件，可采用直径与零件外径相同的圆形卷料，加工出沟槽和扳弯即可。将金属卷料加工成锁梁的总功能包括如下分功能：1）金属卷料校直功能；2）金属卷料送料功能；3）送料定位功能；4）工件夹紧功能；5）工件切槽功能；6）工件切断功能；7）工件扳弯功能。一、 总功能分解为了实现将金属材料加工成锁梁的总功能，可将总功能分解为如下分功能：1， 送料功能2， 送料定位功能3， 工件
4、夹紧功能4， 工件搬弯功能功能元功能元解（匹配机构）123减速1带传动齿轮传动蜗杆传动减速2带传动齿轮传动蜗杆传动减速3带传动齿轮传动蜗杆传动送料夹持器间歇往复移动凸轮机构连杆机构凸轮+连杆机构定位杆的间歇往复移动凸轮机构连杆机构凸轮+连杆机构固定机构的间歇往复移动凸轮机构连杆机构凸轮+连杆机构搬弯滚子支架的间歇往复回转运动凸轮机构齿轮摆杆机构凸轮机构+连杆机构+链传动机构二、执行机构的选择与比较1送料定位机构的选择与比较方案一：用一自锁式夹持器作间歇往复直线运动实现送料。如图4.1所示，夹持器由机构件4-5-5组成，夹持器由凸轮机构1通过摆动导杆2驱动作间歇往复直线运动，当夹持器向左运动时，
5、由推爪5和5在卷料7上打滑，从而实现单向送料。 图4.1方案二：机构4的送料方式和方案一一样，夹持器是由原动件1的转动，带动摆杆2左右摆动。从而实现了机构4将料5送到位后即返回。 图4.3通过方案一和方案二的比较，都实现了单向送料。可方案一与方案二相比。方案一可以再送完料以后能有间歇运动。而方案二没有间歇运动。选择方案一更为好。 2切槽夹紧机构选择与比较方案一：从图4.3可知，滚轮3在凸轮2的旋转上下移动，从而滚轮3带动杆4上下移动。5是回位弹簧。6是V型块，有定位和夹紧工能为一体。 图4.3方案二：原理如图4.4，定位和夹紧分开。块6是定位块，由凸轮和连杆组合上下移动实现定位。V型块4的上下
6、移动实现夹紧。 图4.4通过方案一和方案二的比较，方案一的定位和夹紧为一体，更为简单，用的机构少，经济节约。同时又能够满足定位和夹紧需要。3搬弯机构的选择与比较方案一：通过杆1的旋转使得杆3的摆动，从而由杆4传动到圆轮5的旋转。从而带动搬弯装置进行搬弯。 图4.5方案二：原动件5的摆动让轮1的旋转，从而带动搬弯机构进行搬弯。图4.6方案二的摆动易容有卡死的现象，方案一就可有效避免这样的现象。从两种方案中选择方案二比较优秀。三、原动机构的选择原动机的选择 根据设计的要求可知，锁梁一般是大批量生产；从能源方面看，工厂的电源能有效地保证并充足，且有降低生产成本，便于操作，工件可靠，维修方便，应尽量选
7、用电力驱动。从对环境影响来看，电力驱动方式所产生的污染较小，可选择电动机。从经济方面来看，电动机应满足一定的功率，防止功率过大造成浪费，过小负荷过大，使生产率达不到要求致使浪费时间。所以为了满足上诉要求，选择电压为380V转速900转/分的交流电动机最为合适。四、 传动机构的选择 传动机构的选择与比较机械系统中的传动机构是把原动机输出的机械能传递给执行机构并实现能量的分配、转速的改变及运动形式的改变的中间装置。常用的传动机构有齿轮传动、带传动、链传动、螺旋传动、蜗杆传动等。他们的各自有的特点如下：特点功率（KW）效率寿命应用齿轮传动承载能力和速度范围大；传动比恒定，采用卫星传动可获得很大传动比
8、，外廓尺寸小，工作可靠，效率高。制造和安装精度要求高，精度低时，运转有噪音；无过载保护作用圆柱直齿轮750圆柱直齿轮0.950.98取决于齿轮材料的接触和弯曲疲劳强度以及抗胶合与抗磨损能力金属切削机床、汽车、起重运输机械、冶金矿山机械以及仪器等带传动轴间距范围大，工作平稳，噪音小，能缓和冲击，吸收振动；摩擦型带传动有过载保护作用；结构简单，成本低，安装要求不高；外廓尺寸较大；摩擦型带有滑动，不能用于分度链；由于带的摩擦起电，不宜用于易燃易爆的地方；轴和轴承上的作用力很大，带的寿命较短普通V带500窄型V带750平带3500V型带0.900.94平带0.940.98带轮直径大，带的寿命长。普通V
9、带 3500-5000h金属切削机床、锻压机床、输送机、通风机、农业机械和纺织机械链传动轴间距范围在，传动比恒定；链条组成件的油膜能吸振，对恶劣环境适应能力强，工作可靠高速时没有带传动平稳，容易引起共振需设张紧和减振装置。最在3500一般小于100速度小于等10m/s时0.950.97速度大于10m/s时0.920.96与制造质量有关5000-15000h农业机械、石油机械、矿山机械、运输机械和起重机械等蜗杆传动结构紧凑，单级传动能得到很大的传动比；传动平稳，无噪音；可制成自锁机构；传动比大、滑动速度低时效率低；中、高速传动需用昂贵的减磨材料；制造精度要求高，刀具费用贵最在750通常只用到50
10、单头0.70.75双头0.750.82制造精确，润滑良好，寿命较长；低速传动，磨损显著金属切削机床（特别是分度机构）、起重机、冶金矿山机械、焊接转胎等通过上几种传动装置的比较可得，减速的优先选择带传动、齿轮传动，他们的要求的传动功率不大，在满足工作的性能情况下，选用这种结构简单的传动装置，可以降低成本，节约能源。在搬弯时由于精确度要求高应选用链传动。五、 机械系统运动简图机械运动简图图5.1表示了搬弯机构的运动简图，电机1通过传动系统带动主轴2的旋转。通过主轴的旋转带动凸轮，从面使摆杆3摆动实现送料块5将料6送到位置。主轴的旋转带动凸轮使连杆8带动V型块7上下移动实现定们切断切槽及夹紧。主轴的
11、旋转带动齿轮通过杆9的转动让11摆动，从而使圆13转动，由链传动使轮14进行搬弯。设计轮15和轮13的传动比为2. 图5.1六、 机械系统运动循环图 根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图送料定位夹紧搬弯090180270360执行构件动作时间分配轴转角送料杆送料行程工作位置停歇空回行程初始位置停歇T1=1/3T2=0T3=1/3T4=1/31=1202=03=1204=120定位夹紧定位行程工作位置停歇空回行程初始位置停歇T1=1/12T2=2/3T3=3/12T4=01=302=2403=904=0搬弯搬弯行程工作位置的停歇空回行程初始位置停歇T1=1/3T2=0T3=1/3T4=1/3
12、1=1202=03=1204=120七、机构的设计1电机向主轴传动设计与分析根据生产率20件/分可知，主轴的转速为20r/min。从而可以算得传动比i=900/20,从而设计三级减速，如图（图7.1）一级减1/3，第二级减1/3，第三级减1/5；从1到2是带传动，设计d1=100 d2=300; z2=18 d2=mz=72;z3=54 d3=mz=216;z3=18 d3=mz=72;z4=90, d4=mz=360图7.12送料机构设计与分析如图（图7.2）送料机构的送料过程是由圆柱凸轮1的旋转带动杆2左右摆动来实现送料。弦长AB就是凸轮1的摆线长。由于送料DE的长为270mm，取比利为1
13、：10则AB的长为27mm，取CD长为540mm,则有AC为54mm.根据几何关系可得AB到DE距离510mm 图7.23定位夹紧机构的设计与分析定位夹紧为一体的机构如图（图7.3）从侧示图可看出，当凸轮1旋转，通过连杆带动V型块上下移动。从而实现定位和夹紧。最高的高度如图所示H=405 图7.34搬弯机构的设计与分析用一搬弯滚子将工件压在一圆弧模块上，然后绕圆弧模块转一角度，即可将工件搬成与圆弧模块半径相对应的弧型，其搬弯原理如图（图7.4） 图7.4从图中，设计杆1长70mm 杆3长300mm,杆4长200mm 学习心得 在紧张忙碌的期末课程设计中，学到了很多很多，我们全心的投入到了课程设
14、计中，讨论一个又一个难题，提出一种又一种的设计方案，在不断地提出与否定中，最后终于拿出了这套设计方案，虽然这份涉及不那么正规专业，但是对于大家来说我们的能力都得到了锻炼。以前在机械原理课程上没有深入探究或是接触到的东西也了解到了好多，尤其是对一些机构之间的组合使用，以及各机构的功用和类型都有了进一步的了解。 制作课程设计的同时，也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的只是太过于平面化，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多更为立体的只是并且对他们的使用有了更多的认识。 平时看课本时，有些问题总是弄不懂，做完课程设计后，那些问题都迎刃而解了，而且还可以记住很多东西，比如一些干
15、租的功能，平时看课本时都会乱，通过自己的亲身实践让我们对他们有了深刻的印象。设计总结经过两周的课程设计，使我们学到很多东西，我相信，这在其他课程上是不容易学到的。如同学间协作、互相帮助，锻炼了我们的动手能力以及对工程设计一丝不苟的态度等。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，是我们迈向社会，从事工作前的一个必不可少的过程。“千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会 到这句千古名言的含义。今天认真的进行课程是设计，学会脚踏实地的迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮奔跑中打下坚实的基础。通过这次锁梁自动成型机的设计，本人在多方面均有所提高。通过这次设计，综合运用本专业所学课程的
16、理论和生产实际相结合，从而培养和提高了独立工作能力，巩固与扩充了机械原理课程所学内容，掌握机械设计的方法和步骤，基本技能与方法，了解了机械的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考能力也有了提高。通过这次课程设计的过程，我学会了什么叫态度决定一切，明白了只有理论是绝对不够的，还需要付出实际行动才能取得成功。由于设计能力及相关知识有限，在设计过程中必会有许多不足。望老师帮忙查看指正，以待改正及完善设计。主要参考文献1.孙恒，陈作模，葛文杰 . 机械原理【M】. 7版，高等教育出版社2.牛呤岐，王保民，王振甫 . 机械原理课程设计手册，重庆
17、大学出版社3.梁崇高等 . 平面连杆机构的计算设计【M】，高等教育出版社4.吕仲文 . 机械创新设计【M】，机械工业出版社5.刘政昆 . 间歇运动机构【M】，大连理工大学出版社裘建新 机械原理课程设计 高等教育出版社6.百度资源致 谢在这次课程设计的撰写过程中，我得到了许多人的帮助。首先我要感谢我的老师在课程设计上给予我的指导、提供给我的支持和帮助，这是我能顺利完成这次报告的主要原因，更重要的是老师帮我解决了许多技术上的难题，让我能把系统做得更加完善。在此期间，我不仅学到了许多新的知识，而且也开阔了视野，提高了自己的设计能力。其次，我要感谢帮助过我的同学，他们也为我解决了不少我不太明白的设计商
18、的难题。同时也感谢学院为我提供良好的做毕业设计的环境。再一次感谢所有在设计中曾经帮助过我的良师益友和同学。在这次设计过程中，体现出自己单独设计机械的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习 的不足和薄弱环节，从而嫁衣弥补，在此感谢我们的苏秀芝老师，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样，苏老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给与我无尽的启迪；这次锁梁自动成型机设计的每个实验细节和每个数据，都离不开苏老师您的细心指导，而您开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成此次课程设计，同时感谢对我帮助多多的同学们，谢谢你们莫大的帮助，让我感受到同学之间真正的友谊。同时也感谢妥方安、刘宏志，周鹏，王博等同学的鼎力相助！指导教师评语：成绩评定： 年 月 日
