机械原理专业课程设计小型卧式模锻机.doc

目录1、设计规定2、运动方案拟定3、执行机构比较选取及计算4、运动循环图5、传动机构设计6、原动机选取7、设计总结与体会8、附录9、参照文献1、设计规定一、设计题目为锻造长杆类锻件（如图1所示锻件，系用棒料局部镦粗而成），今需设计一台将杆料水平置放后用活动凹模3（如图2所示）及固定凹模2将其夹紧后再用水平置放冲头1进行顶锻工作卧式模锻机。拟用电动机通过传动装置带动夹料机构一方面使活动凹模3向前移动，与固定凹模2合拢，以夹紧棒料。然后主滑块1带动冲头进行顶锻，锻件成形后，待冲头1返回离开凹模后（返回距离约占冲头全行程1/81/3），由夹料机构带着凹模3返回，松开杆料回到初始位置。在顶锻过程中规定两半凹模始终处在夹紧状态，不能自动松开。规定设计该小型卧式模锻机执行机构和传动系统，以满足上述顶锻工艺规定。 图623 锻件 图624 卧式模锻机执行构件二、设计数据与规定电动机同步转速：nm=1000r/min或1500r/min；冲头顶锻次数为每分钟5075次；主滑块1全行程H=200380mm；顶锻工艺开始后冲头工作行程H1=(1/22/3)H；夹紧滑块3总行程h=6080mm；作用在主滑块上顶锻力F1=250500KN；作用在夹紧滑块3上夹紧力F2=F1/3；规定该模锻机机械效率高，振动冲击小。2、运动方案拟定一、运动功能分析本机构中，原动机以转动形式输出功率，依照机构规定，可以拟定，需要将原动机高速转动通过降速后传动给执行机构。依照设计规定，执行机构需进行夹紧和顶锻运动规定，同步夹紧和顶锻过程需要符合相应配合规定。二、运动转换运动转换功能图：原动机三、运动机构功能树状图： 原动机 小型卧式模锻机 传动机构 执行机构夹紧机构顶锻机构3、执行机构比较选取及计算顶锻机构设计与选取 方案一： 图3-1 图3-2 机构阐明： r=100mm n=60r/min 此机构中，冲头全行程为200mm，顶锻工艺中冲头工作行程为100mm。 在图3-2中，曲柄1可以绕滑块3转动，这样可以实现整个机构在一种运动周期内运动可行性。机构优缺陷分析：长处：图3-2中，2运动方向始终与冲头运动方向一致，因而可承受更大力F。采用图3-2中三角形桁架构造，可以提高构件受力稳定性。依照图3-1可知，冲头位移s与曲柄半径r有如下关系： s=r*sinq因而，此机构更利于计算滑块与曲柄间运动位置关系。缺陷：曲柄上滑块3将1和2连接，会有一定装配难度。方案二： 图3-3计算得： a2b2-104b2+108=0 则：a2=(104b2-108)/b2 图3-4b2-2ab=104使曲柄在图3-4位置时，开始顶锻工艺。a2b2-104b2+108=0则： a=89b=223有急回特性：q=25 K=1.32机构优缺陷分析：长处：有急回，可以缩短非工作段时间，增长工作段时间，可减小杆件受力。构造简朴，装配以便。缺陷：传力效果不佳，且曲柄与连杆运动关系计算比较复杂。综上所述：选取方案一夹紧机构设计与选取： 图3-5假设：ED=a，CD=b，DF=c，滑块1行程=d，EFD=a 滑块2两极性位置间距为60mm，在滑块2在夹紧行程最后10mm范畴内满足最小传动角规定（即a50） 图3-6依照图3-6，可知： 在滑块2在夹紧行程中距离点F2时应当有如下结论： cosa=(c2+(a+c-10)2-a2)/(2*a*(c-10)，a0 可算出：c10/(1-cosa) 运用C语言，可得出若干各种解，从中选取较适当解： a=97c=95a=66c=98 图3-7 依照图3-7，可以看出，左图传力效果要好于右图，因而选用左图详细参数,同步可知滑块1极限位置间距离为72.6mm。4、运动循环图直线式运动循环图同心圆式运动循环图5、传动机构设计主轴设计主轴半径r=25mm主轴转速为50r/min皮带轮与齿轮尺寸与设计皮带轮传动中，r小=100mm,r大=20mm齿轮传动中，采用正传动，二级传动，一级和二级传动比都是2:1（紧凑齿轮）图中，轮系中： z1=17,m1=6 z2=34,m2=6 z2=17,m2=6 z3=34,m3=6凸轮机构设计依照rb=2r可算出，凸轮基圆半径rb=50mm,又由图3-7中所示d=72.6mm可知，凸轮两极限位置半径之差为72.6mm。 凸轮机构示意图：运用CAD绘制出凸轮轮廓：凸轮1、2重要参数：凸轮基圆rb =50mm,rmin=rb=50mm,rmax=rb+72.6=132.6mm转子半径rr=10mm，偏距e=10mm6、原动机选取已知：顶锻滑块受阻力F1=300kN，夹紧滑块受阻力F2=F1/3=100kN顶锻滑块工作位移s1=100mm,凸轮机构在夹紧滑块工作时间段内转过角度=150,凸轮机构上受到阻力为F3，滚子偏距e=10mm,主轴转动一周时间T=1.2s。顶锻机构处消耗功率为P1，夹紧机构处消耗功率为P2 ，原动机功率为P。原动机功率计算如下：P1=F1S1(T0.25)=100000W=10Kw依照图3-7可知：F3=F2(tan46+tan47)=210.8KnP2=F3e(T150/360)=1054W=1.054kW综上：P=P1+P2=11.054kW因而原动机得功率为11.054Kw,转速为1000r/min。依照文献【2】：原动机选取Y132M2-6型电机7、设计总结与体会 进入大学快两年了，这还是我第一次做课程设计，我觉得课程设计很能锻炼一种人，课程设计可以使咱们从课本纯理论世界里走出来，而是在理论加实践道路上自我摸索。历时两个星期，咱们这次课程设计也快接近尾声，对此我有某些心得体会。 一方面，我觉得机械原理课程设计是对之前所学机械原理一书全面把握，其所需知识分布在全书各个角落。因而，在做课程设计之前，我把机原一书又复习了一遍，对于某些难点、重点知识也进行了认真地学习。通过课程设计，将书中许多章节知识串联在一起，这也为期末考试作了一点准备。 另一方面，学会了机械原理，就做机械原理课程设计，对于第一次做课程设计我来说的确是个不小挑战。在设计中经常会遇到某些未知参数，而这些参数又无法通过其她已知数据推算出来，因而只能自己拟定。由于咱们缺少有关实际经验，因此在拟定这些数据时候，不清晰这些参数与否能满足机器运动规定、与否能满足加工工艺规定。因此，在后来学习和工作中，应尽量多去积累有关经验，以使咱们设计更加完善。 最后，我感觉这次课程设计中，需要查阅诸多文献，这些都是从网络和某些有关专业资料上查到，这也为设计解决了不少难题。在设计中，也要注意团队配合，互相之间交流学习是十分重要。8、附录计算图3-7中杆a、c长度有关c语言程序：#include#includemain()int c;double a,s1,s2,x;for(c=65;c100;c+)for(x=0.25;x=50&a=100)printf(c=%d,x=%f,a=%fn,c,x,a);9、参照文献【1】申永胜.机械原理教程（第二版）.清华大学出版社【2】邹慧君.机械原理课程设计手册.高等教诲出版社【3】鲁屏宇.工程图学.机械工业出版社【4】丁海军.程序设计基本（C语言）.北京航空航天出版社【5】管荣法.凸轮与凸轮机构.国防工业出版社【6】藤森洋三.机构设计实用构思图册.机械工业出版社【7】机械设计丛书编委.简谐运动机构设计.上海科学技术出版社