工学20110412补做学生机械原理课程设计任务书.doc

机械原理课程设计任务书专业班级： 机自 学生姓名： 学号： 一、设计题目自动送料冲床 二、工作原理与及结构组成a)j02pjSj02pjFF1F0b)c)Hl图1冲床工艺动作与上模运动、受力情况上模（冲头）坯料下模自动送料冲床用于冲制、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。三、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 = 30100mm，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=5000N，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。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。四、设计参考方案冲压机构的原动件为曲柄，从动件（执行构件）为滑块（上模），行程中有等速运动段（工作段），并具有急回特性，机构还应有较好的动力特性。要满足这些要求，用单一的基本机构（如偏置式曲柄滑块机构）是难以实现的。因此，需要将几个基本机构恰当地组合在一起来满足上述要求。送料机构要求作间歇送进，可结合冲压机构一并考虑。1. 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，可减小凸轮尺寸。图3 冲床机构方案之二CDEFOABaGHw12. 导杆摇杆滑块冲压机构和凸轮送料机构如图3所示，冲压机构是在摆动导杆机构的基础上，串联一个摇杆滑块机构组合而成。摆动导杆机构按给定的行程速度变化系数设计，它和摇杆滑块机构组合可以达到工作段近于匀速的要求。适当选择导路位置，可使工作段压力角a 较小。送料机构的凸轮轴通过齿轮机构与曲柄轴相连。按机构运动循环图可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。3. 六连杆冲压机构和凸轮连杆送料机构如图4所示，冲压机构由铰链四杆机构和摇杆滑块机构串联组合而成。四杆机构可按行程速度变化系数用图解法设计，然后选择连杆长lEF及导路位置，按工作段近似于匀速的要求确定铰链点E的位置。若尺寸选择恰当，可使执行构件在工作段中运动时机构的压力角a 较小。凸轮连杆送料机构的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。设计时，使lIH lIR，可减小凸轮尺寸。HKFajw3COIDgARG图4 冲床机构方案之三w1BECM4. 连杆凸轮冲压机构和凸轮连杆送料机构Dw1EBAOH1IKPOGCFLaw4212JH1图5 冲床机构方案之四14如图5所示，冲压机构采用有两个自由度的连杆凸轮组合机构，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4与两个凸轮固联）。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。改变凸轮轮廓曲线，可改变C点轨迹，从而使执行构件获得多种运动规律，满足不同工艺要求。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lHI lHG，可减小凸轮尺寸。五、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。对主执行机构用解析法进行运动分析，用相对运动图解法对其中的一个位置加以验证，并根据相关设计计算结果画出上模位移线图，速度线图和加速度线图；4）对主执行机构用图解法进行运动及动态静力分析（工作段的一至二个工作位置）；5）确定电动机的功率和转速，进行传动系统中齿轮传动设计（确定各轮齿数和模数）和皮带传动设计；（选）6）对指定传动部件进行强度、结构设计，画出装配图及部分零件图；（选）7）根据机电液一体化策略和现代控制（包括计算机控制）理论，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。（选）六、要求提交的课程设计材料1）设计计算说明书一份（约20页16K）；2）1号图一张（冲压及送料机构的运动分析和动态静力分析图，画一至二个工作点）；3）2号图一张（例：齿轮机构啮合图）；4）2号图一张（例：送料凸轮机构设计图，含工作循环图）。注：建议方案二七、相关参考资料资料一：传动系统参考方案冲压机构送料机构齿轮减速器主轴电动机带传动完成期限： 2周 指导教师： 八、主要参考书（呈贡校图书馆借阅）1、 机械原理课程设计 高等教育出版社 A.C.科梁亚可 等2、 机械原理（第七版）高等教育出版社 西北工业大学 孙桓等3、凸轮机构设计与应用创新 石永刚 著 机械工业出版社 2007年二二四年四月二十四日