锁梁自动成型机床切削机构设计课程设计

1、机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 1页 课程设计课程设计课程名称课程名称: 锁梁自动成型机床切削机构设计锁梁自动成型机床切削机构设计学学院：院：机械工程学院机械工程学院专专业：业：机电机电姓姓名：名：幸贵武幸贵武学学号：号：1008030218年年级：级：机机 自自 103任课教师：任课教师：余余 述述 凡凡20132013 年年 1 1 月月 1616 日日机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 2页锁粱自动成型机床切削机构设计目录锁粱自动成型机床切削机构设计目录一、 设计任务书2二、 原动机的选择4三、 课程设计说明53.1

2、 功能原理分析53.2 绘制功能逻辑图63.3 用形态学矩阵法创建机械系统运动方案63.4 传动机构的选择与比较73.5 送料机构的选择与比较93.6 夹紧机构的选择与比较103.7 进给机构的选择与比较113.8 运动方案简图12四、运动方案工作原理的说明与选择134.1 工作原理说明134.2 方案的比较与选择13五、运动循环图145.1 送料机构的尺寸设计145.2 夹紧机构凸轮参数设计145.3 进给机构凸轮参数设计165.4 绘制运动循环图19六、送料机构运动分析及调用的子程序名21七、VB 程序调试 27八、参考资料及文献40机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原

3、理课程设计第 3页第一部分第一部分机械原理课程设计任务书机械原理课程设计任务书贵州大学机械工程学院贵州大学机械工程学院机械原理课程设计任务书机械原理课程设计任务书题号题号 01A6锁梁自动成型机床切削机构设计锁梁自动成型机床切削机构设计一、机构说明和加工示意图锁梁自动成型机床加工锁梁（即挂锁上用于插入门扣的钩状零件）的工序为：将盘圆钢条校直、切槽、车圆头、切断和搬弯成型。本机构为该机床的搬弯成型工艺部分，由送料机构、夹紧机构和切削进给机构组合而成。切削加工原理如下图：送料夹持器 1将工件 7 送到切削加工工位。弹簧夹头的锥套 6 移动，使夹紧爪 5 将工件 7 夹紧，送料夹持器 1 即返回。圆

4、锥凸轮 2 移动，使与切槽刀杆和切断刀杆相联的摆杆 3 摆动，开始进刀，由于刀盘 4 的旋转运动，是工件被出圆槽、圆头和最后切断。圆锥凸轮 2 返回，摆动刀杆退刀，弹簧夹头松开工件，待送料夹持器 1 第二次送进时，将已切削成型的工件推出工位。工件展开长度 LD2D16754321一、机构设计的有关数据1生产率24 件/分2机电输入转速：n1=950 转/分3工件尺寸：L=180 D1= 8 D2= 5 二、课程设计项目内容：1目标分析：根据设计任务书中规定的设计任务，进行功能分析，作出工艺动作的分解，明确各个工艺动作的工作原理。机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计

5、第 4页2创新构思： 对完成各工艺动作和工作性能的执行机构的运动方案进行全面构思。对各可行方案进行运动规律设计、机构型式设计和协调设计。3方案拟定：拟定总体方案，进行执行系统、传动系统、原动机的选择和基本参数设计。4方案评价：对各行方案进行运动分析、力分析及有关计算、以进行功能、性能评价和技术、经济评价。5方案决策：在方案评价的基础上进行方案决策，在可行方案。确认其总体设计方案，绘制系统运动简图、编写总体方案设计计算机说明书。三、课程设计要求：1按工艺动作设计多个组合机构的总体方案， 根据评标的运动特性、 传力特性、工作可靠性、结构紧凑性和制造经济性等进行分析比较，最后确定一、二个较好的方案，

6、拟定出运动方案示意图。2分解工艺动作，根据生产率绘制送料机构、定位机构和进刀机构的运动循环图。 （4 号图）3根据生产率和电机转速，设计传动系统。4用图解法对送料机构、定位机构和进刀机构进行运动设计，绘制组合机构的运动简图。 （4 号图）5用计算机辅助设计对送料机构进行运动分析：（1）编制计算流程框图。（2）根据计算流程框图编制主程序，上机计算及打印结构6用计算机辅助设计对凸轮机构进行设计，绘出凸轮轮廓和从动件位移曲线7编写课程设计说明书。内容包括：设计题目、工艺要求、设计内容、方案选择与比较、各机构类型和运动参数的选择、机构运动设计步骤、设计结构、设计结构、 传动系统设计、 机构运动分析计算

7、流程框图、 主程序及计算结构、凸轮机构设计、参考资料目录和设计小结等。 （20 页以上）五、机械原理课程设计题目分配：1.凡学号末位第二位数（即十位数）为、的同学作锁梁自动成型机切削机构（即 A1A10 ） 。2.学号末位数（即个位数）为题号代号。例：学号 03*13 的同学作锁梁自动成型机切削机构。题号代号为 A3 的数据。附表：锁梁自动成型机床切削机构设计题目数据锁梁自动成型机床切削机构设计题目数据题目代号A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10生 产 率10121518202425283032电机转速7007508008509009501000110012001250工件长度25024

8、0225200190180160150120100工件 D1101099886655工件 D2776655443.53.5齿轮模数665544332.52.5机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 5页第二部分第二部分原动机的选择原动机的选择锁粱自动成型机床应用于大批量的生产，原动机启动频繁，切削工件需要的功率较大，应选三相电机，必须在长时间里连续工作，为满足以上要求可以选择三相异步电动机作为原动机，额定电压为 380V，额定转速为 950 转每分。第三部分第三部分课程设计说明课程设计说明一、一、机械原理课程设计的目的和要求机械原理课程设计的目的和要求机械原理课程

9、设计是工科院校机械类学生在大学期间利用已学过的知识和计算机工具第一次比较全面的、 具有实际内容和意义的课程设计， 也是机械原理课程的一个重要的实践教学环节。 机械原理课程设计是将知识转化为能力的桥梁， 其主要目的是进一步巩固和加深学生所学的理论知识， 并将其系统化； 培养学生综合运用所学知识独立解决实际问题的能力；使学生初步掌握机械运动方案设计，并在机构分析与综合方面受到一次比较全面的训练。随着生产技术的不断发展和人民生活水平的日益提高，机械产品种类日益增加。例如：各种金属切削机床、仪器仪表、重型机械、轻工机械、纺织机械、石油化工机械、交通运输机械、海洋作业机械、钢铁成套设备以及办公设备、家用

10、电器、儿童玩具等。各种机械设备一般均需实现生产和操作过程的自动化，或者实现某一工艺动作过程。因此，机械设备设计首先需要进行机械运动方案的设计和构思， 各种传动机构和执行机构的选用和创新设计。 这些新机械设备的创新设计要求设计者除了掌握各种典型机构的工作原理、 结构特点、 设计方法和应用场合等知识外，还要考虑如何选择巧妙的工艺动作过程来达到预定的机械功能求，如何选用或创新机构型式并组合成机械运动方案完成上述选定的工艺过程。机械运动方案及机械运动简图设计是机械产品设计的第一步， 也是决定机械产品质量水平高低、 性能优劣和经济效益好坏的关键性的一步。 机械原理课程设计要求针对某种简单机器（工艺动作过

11、程比较简单）进行机械运动简图设计，其中包括机器功能分析、工艺动作确定、执行机构选择、机械运动方案评价和机构尺度综合等。通过机械原理课程设计，更为重要的是培养学生开发和创新机械的能力。 创新能力的培养在机械原理课程设计中占有十分重要的位置。二、二、机械原理课程设计的内容和步骤机械原理课程设计的内容和步骤1、机械设计的一般过程不论哪一类设计，为了提高机械设计的质量，必须有一个科学设计的程序，机械设计的一般进程可分为四个阶段：产品规划阶段、方案设计阶段、详细设计阶段和改进设计阶段。通常广泛实施和应用的程序可归纳成附表 1 所示的框图程序。1）产品规划阶段其中心任务是进行需求分析、市场预测、可行性分析

12、、确定设计参数及制约条件，最后给出详细的设计任务书（或要求表） ，作为设计、评价和决策的依据。2）方案设计阶段需求是以产品的功能来体现的，功能与产品设计关系是因果关系，但又不是一一对应的。体现同一功能的产品可以有多种多样的工作原理，因此，这一阶段是在功能分析的基础上，通过创新构思、搜索探求、优化筛选取得较理想的工作原理方案。对机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 6页于机械产品来说，在功能分析和工作原理确定的基础上进行工艺动作构思和工艺动作分解，初步拟定各执行构件动作相互协调配合的运动循环图， 进行机械运动方案的设计 （即机械系统的型综合和数综合）等。这就是机械

13、产品方案设计的主要内容。附表附表 1 1 机械设计的一般程序框图机械设计的一般程序框图3）详细设计阶段主要是将机械的构形构思和机械运动简图具体转化为机器及其零部件的合理结构。也就是要完成机械产品的总体设计、部件和零件设计，完成全部生产图纸并编制设计说明书等有关技术文件。4）改进设计阶段根据样机性能测试数据，用户使用以及在鉴定中所暴露的各种问设计阶段设计程序内容与设计步骤阶段设计目标市 场 需 求提出设计任务需求水平分析明确任务要求功能分析和工作原理确定工艺动作分析、执行动作确定机械运动方案的设计与评价评价优化机械运动简图优化机械运动简图设计计算说明书设计任务书可行性研究报告任务要求明细表产品规

14、划方案设计详细设计改进设计机械构形构思与设计机械总装图设计机械部件设计机械零件设计技术文件编制设计计算说明书施 工 图使用说明书标准、通用件明细表样机试制工作总结样机性能试验检测样机试用情况报告针对存在问题进行技术完善进行改进完善设计研 制 报 告用户试用报告性能测试报告报 告改进设计图纸机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 7页题进一步做出相应的技术完善工作， 以确保产品的设计质量。 这一阶段是设计过程不可分割的一部分，通过这一阶段的工作可以进一步提高产品的效能、可靠性和经济性，使产品更具有生命力。2、机械运动简图设计机械运动简图设计主要包括下列内容：1）功能

15、原理方案的设计和构思根据机械所要实现的功能（功用）采用有关的工作原理，由工作原理出发设计和构思出工艺动作的过程就是功能原理方案设计。在功能设计中，应将机械将要达到的总功能，分解成多个功能元的运动和动作， 确定运动方案。 在确定功能元中还应考虑各执行机构间的协调配合关系，画出机械运动循环图。值得指出的是，一个灵巧的功能原理方案是创新机械的出发点和归宿。如下图所示。2）机械运动方案设计机械运动方案通常用机械运动示意图来表示， 它是根据功能原理方案中提出的工艺动作过程及各个动作的运动规律要求， 选择相应的若干个执行机构， 并按一定的顺序把它们组合成机械运动示意图，这个机械系统应能合理地、可靠地完成上

16、述工艺动作。机械运动方案就是机械运动简图设计中的型综合， 机械运动方案中所画出的表示机构结构型式、 机构相互联接情况的示意图是进行机械运动简图设计尺度综合的依据。3）机械运动简图的尺度综合将机械运动方案中各个执行机构根据工艺动作运动规律和机械运动循环图的要求进行尺度综合。机械运动简图中各机构的运动尺寸（如有高副机构还应包括高副的形状）都要通过分析、计算加以确定。当然在设计机械运动简图进行尺度综合时，应该同时考虑其运动条件和动力条件，否则不利于设计性能良好的新机械。子功能 1子功能 2子功能 3子功能 n 总功能相应工艺动作 相应工艺动作相应工艺动作相应工艺动作执行机构执行机构执行机构执行机构

17、执行动作执行动作执行动作执行动作 附图附图 1.11.1 机器的功能、工艺动作及执行机构框图机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 8页第一部分第一部分 机构设计机构设计一、一、锁梁自动成型机床切削机构的功能与设计要求锁梁自动成型机床切削机构的功能与设计要求图图 1-1.1图 1-1.1 所示为挂锁的一个零件，称为“锁梁” 。锁梁自动成型机床切削机构的功能是将材料切削加工成扳弯前“锁梁” 。设计要求和参数为：1“锁梁”的形状如图 1-1.1 所示；2连续自动生产；3生产能力为 24 件/min；4加工质量要达到规定的技术要求；5机械系统运动方案应力求简单，可靠；6

18、根据设计任务书选择第八题目数据；机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 9页二、工作原理图及其解释二、工作原理图及其解释工件展开长度 LD2D16754321图图 1-2.1切削加工原理如上图：送料夹持器 1 将工件 7 送到切削加工工位。弹簧夹头的锥套 6 移动，使夹紧爪 5 将工件 7 夹紧，送料夹持器 1 即返回。圆锥凸轮 2 移动，使与切槽刀杆和切断刀杆相联的摆杆 3 摆动，开始进刀，由于刀盘 4 的旋转运动，使工件被切出圆槽，圆头和最后切断。圆锥凸轮 2 返回，摆动刀杆退刀，弹簧夹头松开工件，待送料夹持器 1 第二次进刀时，将已切削成型的工件推出工位三、

19、功能分解三、功能分解为了实现将工件切削加工成图 1-1.1 的形状，可将总功能分解为如下分功能：1送料功能；2材料夹紧功能；3材料切削功能。其功能逻辑图如 1-3.1 所示机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 10页图图 1-3.1四、执行机构的比较与选择四、执行机构的比较与选择1 1切削材料时的送料功能切削材料时的送料功能工件送料功能需要采用往复移动机构来实现，下面选用几个备选方案来实现。1)偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机3 个可动构件4 个低副1 个自由度。机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 11页图图 1-4.1功能：功能

20、：将旋转运动转换为往复移动结构和工作原理结构和工作原理：如图 1-4.1 所示的曲柄滑块机构中，滑块的导路没有通过了曲柄的回转中心，称为偏置曲柄滑块机构。当曲柄转动时，通过连杆使滑块实现往复移动，即可实现送料功能。2)六杆机构图图 1-4.21-4.2功能：功能：用于将旋转运动转换成有急进慢回特性的往复移动。结构和工作原理结构和工作原理: :如图 1-4.2 所示的六杆机构是由 1-2-3-6 组成的曲柄导杆机构和连杆 4，滑块 5 串联成的。当曲柄 1 等速转动时，从动件 3 变速往复摆动，该机构可在曲柄 1 长度一定的情况下，使从动件 5 获得较大的行程。从动件 5 的往复移动，可实现其送

21、料功能。3）曲柄滑块摇杆齿条机构六杆机构：5 个可动构件7 个低副1 个自由度。机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 12页功能：功能：用于将旋转运动转换成有急进慢回特性的往复移动。结构和工作原理结构和工作原理:如图所示的杆机构是由 1-2-3-4 组成的曲柄滑块摇杆机构和齿条 4，组成的。当曲柄 1 等速转动时，从动件 3 变速往复摆动，该机构可在曲柄1 长度一定的情况下，使从动件 4 获得较大的行程。从动件 4 的往复移动，可实现其送料功能。根据以上三种方案知，偏置曲柄滑块机构由于偏心距的限制，使得压力角过大，且送料行程较小，不能很好的满足送料的要求。曲柄滑

22、块摇杆齿条机构虽然能实现快进慢退的功能，但其中的齿条机构的制造装配成本高，且占据空间大，不够合理，而六杆机构通过导杆 3 和连杆 4 可以调整送料压力角和送料行程，从而获得较合适的压力角和送料行程，故选择如图 1-4.21-4.2 所示的六杆机构作为最终送料机构。2 2切削材料时的夹紧功能切削材料时的夹紧功能通过凸轮实现夹紧管左右移动使弹簧夹头夹紧工件。用弹簧夹头进行夹紧，弹簧夹头的材料是焠火过的钢套，起夹爪有弹性，夹爪外部成锥体，在弹簧夹头的外面有一具有内锥的夹紧管，当夹紧管左右移动时，利用夹紧管与弹簧夹头的锥面实现夹紧与松开，夹紧管的左右移动由凸轮机构实现。下面选用几个备选方案来实现。1)

23、六杆机构机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 13页图图 1-4.3功能：功能：本机构是把旋转运动转化为有急回运动的往复运动的机构。结构和工作原理结构和工作原理: :如图1-4.3所示，当曲柄 AB 等速转动时，从动杆 BCDEF 往复摆动，在架上前面的弹簧夹头部分，实现夹紧。2)凸轮机构+连杆机构功能：功能：通过凸轮的转动，通过连杆机构使得夹持器实现间歇往复运动。结构和工作原理结构和工作原理: : 如图1-4.4所示，当凸轮 7 转动时，通过直动推杆 5 推动摆杆 2 带动夹持器 1 做间歇往复运动。从而实现夹紧功能。机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计

24、（A6）机械原理课程设计第 14页图图 1-4.4根据以上 2 种可执行方案，经过对他们进行比较可得，虽然以上几种方案都达到了运动的要求，不过，考虑到其结构的工艺性及制造方便性，选用凸轮+连杆机构较为合适，并较为可靠，结构也较为简单，有平稳的运动特性。3 3切削时的进给功能切削时的进给功能通过刀具的绕工件旋转和刀具的横向切削进给运动实现飞刀切削。由于采用飞刀切槽，刀具不仅要绕工件旋转，同时还要作横向切削进给运动。为了使结构简单，当横向进给运动行程不大时，可以用弧线运动代替，弧线进给运动是间歇往复回转运动如图，回转刀架上安装有能绕回转刀架作相对转动的切槽刀杆和切断刀杆，刀杆一端与锥套组成高副联接

25、。锥套与回转刀架为键联接，可相对回转刀架作轴向移动。加工时，锥套与回转刀架一起旋转，同时由凸轮机构试其作相对刀架的轴向移动，此时锥套与刀杆组成的高副使刀杆摆动，从而实现切槽和切断功能。下面选用几个备选方案来实现。1）凸轮 + 连杆机构（如图 1-4.5）凸轮连杆机构：6 个可动构件6 个低副3 个高副2 个局部自由度1 个自由度。机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 15页图图 1-4.5功能功能： 将旋转运动转换为刀架的间歇往复移动， 从而实现刀架的进给功能。结构和工作原理结构和工作原理: :如图 1-4.5 所示，凸轮的旋转运动，通过推杆带动滑块的水平移动，

26、滑块再通过连杆使得竖直杆左右摆动，从而使得刀架间歇往复移动，实现刀架的进给功能。此机构中，滑块处的摩擦较大，易造成机构磨损，且竖直摆杆与凸轮没有任何的封闭，使得刀架的往复移动不易实现。2）凸轮 + 连杆机构（如图 1-4.6）图图 1-4.61-4.6功能：功能：将旋转运动转换为刀架的间歇往复移动，从而实现刀架的进给功能。结构和工作原理结构和工作原理: :如图 1-4.6 所示， 凸轮 7 的旋转运动， 带动推杆 5 的水平移动，通过滚子 4 推动竖直杆 2 摆动，从而使得刀架间歇往复移动，实现刀架的进给功能。其中，推杆 5 上的两个滚子有效地减小了系统摩擦，改善了机构的传递性能，使得机构的传

27、递效率大大的提高，弹簧 6 的使用使得竖直杆 2 与凸轮形成力封闭，机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 16页保证了竖直杆 2 的往复间歇摆动。使本机构具有良好的动力性能。综上所述，经比较可知，图 1-4.6 所示的（凸轮 + 连杆机构）传递性能好，磨损较小，且竖直杆与凸轮通过弹簧形成力封闭，可保证刀架的间歇往复运动。五五、 选定各个功能的执行机构后的总方案对比及最终方案确定选定各个功能的执行机构后的总方案对比及最终方案确定方案一：方案二：机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 17页方案三： （最优方案）送料功能：送料功能：选用

28、六杆机构，如图 1-4.2 所示。夹紧功能夹紧功能：选用凸轮机构+连杆机构，如图1-4.4所示。机构简单，稳定，具有间歇特性。进给功能进给功能：选用凸轮 + 连杆机构，如图 1-4.6。机构稳定，运动具有确定性。六、绘制机构系统运动转换功能图六、绘制机构系统运动转换功能图1） 根据执行构件的运动形式，绘制机械系统运动转换功能图如图 1-4.7 所示。1 1曲柄 8，滑块 9，导杆 10，连杆 11，滑块 12 构成送料机构；凸轮 14，滚子 16，推杆 19，滚子 20，摆杆 24，夹紧套 26，弹簧21 构成夹紧机构；凸轮 13，滚子 15，推杆 17，滚子 18，摆杆 23，锥套 25，弹

29、簧 22 构成进给机构。空间摆放位置在图中没有表示出来。2夹紧凸轮 14 和进给凸轮 13， 齿轮7，曲柄 8 在同一轴上，齿轮 5，6在同一轴上，齿轮4，3 在同一轴上，空间摆放位置一致。机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 18页图图 1-4.71-4.72）形态学矩阵法创建机构运动方案根据机械系统运动转换功能图可构成形态学矩阵，由下表所示的形态学矩阵可求出锁梁自动成型切削系统的运动方案数为：N = 333333= 729可由给定的条件，各机构的相容性，各机构的空间布置，类似产品的借鉴和设计者的经验等，从中选出若干个较为实际可行的方案，然后从选出的若干个方案

30、中用评价方法选出最优方案。七、机械系统运动方案简图七、机械系统运动方案简图如图 1-4.8 所示为机械系统运动方案运动简图。电机 1 通过皮带 2，传到 3，齿轮 4 传到齿轮 5，齿轮 6 传到齿轮 7，从而带动曲柄 8，夹紧凸轮 14 进给凸轮13 以相同角速度转动，曲柄 8 通过滑块 9，导杆 10，连杆 11，将曲柄的匀速转动转化为送料器 12 的往复运动；夹紧凸轮 14 通过滚子 16，推杆 19，滚子 20，摆杆24 将凸轮的匀速转动转化为夹紧套 26 的间歇往复运动； 进给凸轮 13 通过滚子 15，推杆 17，滚子 18，摆杆 23 将凸轮的匀速转动转化为进给装置的间歇往复运动

31、。机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 19页其中，弹簧 21 和弹簧 22 使摆杆 24 和摆杆 23 与对应的凸轮形成力封闭，使摆杆24 和摆杆 23 能够进行往复间歇摆动。图图 1-4.81-4.8八、根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图八、根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图执行阶段运动阶段运动时间(s)分配转角()送料阶段送料回程0.833s1.667s120240夹紧阶段初始上升夹紧回程0.660s0.278s1.146s0.416s954016560切削阶段初始上升远休回程1.146s0.938s0.069s0.347s1651351050

32、机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 20页图图 1-4.91-4.9如图 1-4.9 所示，送料：进程 0- 120回程 120- 360。夹紧：近休 0-95推程 95- 135远休 135- 300回程 300- 360进给：近休 330- 135推程 135- 270远休 270- 280回程 280- 330机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 21页第二部分第二部分 机构尺寸计算与设定机构尺寸计算与设定一、一、送料机构的尺寸计算送料机构的尺寸计算图图 2-1.12-1.1如图 2-1.1 所示，根据工件长度 L=180

33、mm，可确定滑块行程为 180mm。为满足送料时有快进慢退特性，采用以上六杆机构，取曲柄 1 的极位夹角为 60，则形成速比系数 K=2，导杆 3 长 180mm，给定 AC=80mm，则曲柄长为 40mm，为使送料最大压力角为合适值 30，取 DE 垂直于工件的距离为 45mm,则连杆 4 长为 90mm。计算可得出 导杆 3 的摆动角度为 60，曲柄导杆机构的压力角恒为 0，传动角恒为90；送料机构的最大压力角为 30，最小传动角为 60。综上：L=180mmDE=90mmCD=180mmAC=80mmAB=40mm机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 22

34、页二、夹紧机构尺寸计算二、夹紧机构尺寸计算图图 2-1.22-1.2如图 2-1.2 所示， 夹紧机构采用的是凸轮连杆机构。 这里的推杆 5 与凸轮中心相对，偏心距为 0，支点 3 位于加紧套与推杆 5 竖直距离的中点处，以保证推杆 5 的移动距离与夹紧套的移动距离相等。而推杆 5 和摆杆 2 的长度根据实际装配要求确定，只要满足其推程确定就可以了，所以这里只要确定凸轮，设计凸轮尺寸见第三部分计算机调试机构中的凸轮形状运动调试。机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 23页三、进给机构尺寸计算三、进给机构尺寸计算图图 2-1.32-1.3如图 2-1.3 所示，

35、进给机构采用的是凸轮连杆机构。 这里的推杆 5 与凸轮中心相对，偏心距为 0， 支点 3 位于锥套与推杆 5 竖直距离的 2/3 处， 以保证锥套进给距离是推杆 5移动距离的两倍。而推杆 5 和摆杆 2 的长度根据实际装配要求确定，只要满足其推程确定就可以了，所以这里只要确定凸轮，设计凸轮尺寸见第三部分计算机调试机构中的凸轮形状运动调试。四、传动机构的选择四、传动机构的选择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。传动机构最常见的有齿轮传动、带传动、蜗杆传动等。他们的特点如表 1：特点寿命应用机电（103）锁梁自动成型机床切

36、削机构设计（A6）机械原理课程设计第 24页由上述几种主要的传动装置相互比较可知，由于要求外廓尺寸小，工作可靠，效率高。 ，故选择齿轮传动，第一级传动选择带传动， 可对电动机起到过载保护的作用。其传动路线为 ：转速为 950r/min 的电动机经皮带 2，传到 3，齿轮 4 传到齿轮 5，齿轮 6传到齿轮 7，从而带动曲柄 8，夹紧凸轮 14 进给凸轮 13 以相同角速度转动，进给凸轮，送料曲柄同步转动。进而实现送料，夹紧，进给的功能。由于生产率为 24 件/分，而电动机的转速为950r/min，则i = n4/ n电= 24/950=12/475齿轮传动承载能力和速度范围大；传动比恒定，采用

37、卫星传动可获得很大传动比，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。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、 焊接转胎等带传动轴间距范围大，工作平稳，噪音小，能

38、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，带的寿命较短带轮直径大，带的寿命长。普 通V 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大；传动比恒定；链条组成件间形成油膜能吸振，对恶劣环境有一定的适应能力，工作可靠；作用在轴上的荷载小；运转的瞬时速度不均匀，高速时不如带传动平稳；链条工作时，特别是因磨损产生伸长以后，容易引起共振，因而需增设张紧和减振装置与 制 造 质 量有关5000-1500

39、0h农业机械、 石油机械、 矿山机械、 运输机械和起重机械等机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 25页一级减速（皮带减速）i1= n2/n1=3/19二级减速（齿轮减速）i2= n3/ n2=2/5三级减速（齿轮减速）i3= n4/ n3=2/5i = i1i2i3=1/45如图 2-1.4 所示，轮一和轮二用皮带相连，其余为齿轮传动，模数 m=4,D1=48mm,D2=304mm,Z3=Z5=20,Z4=Z6=50,D3=D5=60mm,D4=D6=200mm图图 2-1.42-1.4五、总体安装尺寸五、总体安装尺寸转速： 根据生产率为20件/min，而机构

40、设计为每转一圈， 完成一件， 则转速确为 20r/min。电机n1=950r/min机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 26页其中，由送料机构知 AC=80mm,DC=180mm,则 H=(180*cos30)+45-80 =120.885mm, 则摆杆 24 的支点与加紧套的竖直距离为 1/2 H =60.4423 mm，摆杆 23 的支点与锥套轴线竖直距离为 1/2 H = 60.4423mm ， 夹紧推杆 19 长度为 350 mm ，进给推杆 17 的长度为 65 mm 。第三部分第三部分 计算机调试机构计算机调试机构一、一、 凸轮形状，运动调试凸轮形

41、状，运动调试1）夹紧凸轮计算：已知 r 基圆=60mm，r 滚子=10mm，推程 h=10mm。设置凸轮类型和凸轮基本参数设置凸轮类型和凸轮基本参数机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 27页运动分段运动分段机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 28页动画演示动画演示设计结果设计结果机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 29页机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 30页2）进给凸轮的确定：R 基圆=60mmr 滚子=10mm推程 h=20mm设置凸轮类型及凸轮基本参数

42、设置凸轮类型及凸轮基本参数运动分段运动分段机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 31页动画演示动画演示机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 32页设计结果设计结果机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 33页二、二、六杆机构设计程序调试六杆机构设计程序调试机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 34页图图 3-1.13-1.1图图 3-1.23-1.2机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 35页将 图 3-1.1 的 六 杆 机 构 分 解

43、 为 原 动 件 和 两 个 级 杆 组 如 图 3-1.2 。 已 知L1=0.040m,L3=0.19m，L4=0.09m，L6=0.08m,曲柄 1 顺时针方向等速旋转，=2.513274rad/s机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 36页编写程序：编写程序：PrivatePrivate SubSub Command1_Click()Command1_Click()DimDim b(6),b(6), c(6),c(6), d(3),d(3), t t AsAs StringString机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第

44、37页paipai = = Atn(1#)Atn(1#) * * 4 4 / / 180180ForFor fifi = = 0 0 ToTo 360360 StepStep 1010Fi1Fi1 = = fifi * * paipaiCallCall 单杆运动分析子程序单杆运动分析子程序(0,(0, 0,0, 0,0, 0,0, 0,0, 0,0, 0.04,0.04, 0,0, Fi1,2.513274,Fi1,2.513274, 0,0, _ _xB,xB, yB,yB, vBx,vBx, vBy,vBy, aBx,aBx, aBy)aBy)CallCall RPRRPR 运动分析子程序

45、运动分析子程序(1,(1, 0,0, -0.08,-0.08, 0,0, 0,0, 0,0, 0,0, xB,xB, yB,yB, vBx,vBx, vBy,vBy, aBx,aBx, aBy,aBy,_ _0,0, 0.10.15 5, , xD,xD, yD,yD, vDx,vDx, vDy,vDy, aDx,aDx, aDy,aDy, fi3,fi3, omega3,omega3, epsilon3,epsilon3, sr,sr, vsr,vsr, asr)asr)CallCall RRPRRP 运动分析子程序运动分析子程序(1,(1, xD,xD, yD,yD, vDx,vDx, v

46、Dy,vDy, aDx,aDx, aDy,aDy, 0,0, 0.0999038, , vPx,vPx,vPy,vPy, aPx,aPx, aPy,aPy, _ _0.0999038, , 0,0, 0,0, 0,0, xE,xE, yE,yE, vEx,vEx, vEy,vEy, aEx,aEx, aey,aey, fi4,fi4, omega4,omega4, epsilon4,epsilon4, sr,sr,vsr,vsr, asr)asr)t t = = t t + + Fi1=Fi1= + + Str(fi)Str(fi) + + vbCrLfvbCrLft t = = t t +

47、+ xE(m)=xE(m)= + + Str(xE)Str(xE) + + vbCrLfvbCrLft t = = t t + + vE(m/S)=vE(m/S)= + + Str(vEx)Str(vEx) + + vbCrLfvbCrLft t = = t t + + aE(m/S2)=aE(m/S2)= + + Str(aEx)Str(aEx) + + vbCrLfvbCrLft t = = t t + + omega3(rad/S)=omega3(rad/S)= + + Str(omega3)Str(omega3) + + vbCrLfvbCrLft t = = t t + + omeg

48、a4(rad/S)=omega4(rad/S)= + + Str(omega4)Str(omega4) + + vbCrLfvbCrLft t = = t t + + epsilon3(rad/S)=epsilon3(rad/S)= + + Str(epsilon3)Str(epsilon3) + + vbCrLfvbCrLft t = = t t + + epsilon4(rad/S)=epsilon4(rad/S)= + + Str(epsilon4)Str(epsilon4) + + vbCrLfvbCrLft t = = t t + + vbCrLfvbCrLfNextNext fif

49、iText1.TextText1.Text = = t tEndEnd SubSubSubSub 单杆运动分析子程序单杆运动分析子程序(xA,(xA, yA,yA, vAx,vAx, vAy,vAy, aAx,aAx, aAy,aAy, S,S, theta,theta, fi,fi, omega,omega, epsilon,epsilon,_ _xm,xm, ym,ym, vmx,vmx, vmy,vmy, amx,amx, amy)amy)xmxm = = xAxA + + S S * * Cos(fiCos(fi + + theta)theta)ymym = = yAyA + + S

50、S * * Sin(fiSin(fi + + theta)theta)vmxvmx = = vAxvAx - - S S * * omegaomega * * Sin(fiSin(fi + + theta)theta)vmyvmy = = vAyvAy + + S S * * omegaomega * * Cos(fiCos(fi + + theta)theta)amxamx = = aAxaAx - - S S * * epsilonepsilon * * Sin(fiSin(fi + + theta)theta) - - S S * * omegaomega 2 2 * * Cos(fiC

51、os(fi + + theta)theta)amyamy = = aAyaAy + + S S * * epsilonepsilon * * Cos(fiCos(fi + + theta)theta) - - S S * * omegaomega 2 2 * * Sin(fiSin(fi + + theta)theta)EndEnd SubSubSubSub atn1(x1,atn1(x1, y1,y1, x2,x2, y2,y2, fi)fi)DimDim pi,pi, y21,y21, x21x21pipi = = Atn(1#)Atn(1#) * * 4 4y21y21 = = y2y2

52、 - - y1y1x21x21 = = x2x2 - - x1x1IfIf x21x21 = = 0 0 ThenThen 判断判断 BDBD 线段与线段与 x x 轴的夹角轴的夹角IfIf y21y21 0 0 ThenThenfifi = = pipi / / 2 2ElseIfElseIf y21y21 = = 0 0 ThenThenMsgBoxMsgBox BB、D D 两点重合两点重合，不能确定不能确定 机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 38页Else:Else: fifi = = 3 3 * * pipi / / 2 2EndEnd IfIfE

53、lseElseIfIf x21x21 = 0 0 ThenThenfifi = = Atn(y21Atn(y21 / / x21)x21)Else:Else: fifi = = Atn(y21Atn(y21 / / x21)x21) + + 2 2 * * pipiEndEnd IfIfEndEnd IfIfEndEnd SubSubSubSub RRPRRP 运动分析子程序运动分析子程序(m,(m, xB,xB, yB,yB, vBx,vBx, vBy,vBy, aBx,aBx, aBy,aBy, xP,xP, yP,yP, vPx,vPx, vPy,vPy, aPx,aPx, aPy,aP

54、y,_ _L2,L2, fi3,fi3, omega3,omega3, epsilon3,epsilon3, xC,xC, yC,yC, vCx,vCx, vCy,vCy, _ _aCx,aCx, aCy,aCy, fi2,fi2, omega2,omega2, epsilon2,epsilon2, sr,sr, vsr,vsr, asr)asr)DimDim pi,pi, d2,d2, e,e, F,F, yCB,yCB, xCB,xCB, E1,E1, F1,F1, Q,Q, E2,E2, F2F2pipi = = Atn(1#)Atn(1#) * * 4 4d2d2 = = (xB(xB

55、 - - xP)xP) 2 2 + + (yB(yB - - yP)yP) 2)2)e e = = 2 2 * * (xP(xP - - xB)xB) * * Cos(fi3)Cos(fi3) + + 2 2 * * (yP(yP - - yB)yB) * * Sin(fi3)Sin(fi3)F F = = d2d2 - - L2L2 2 2IfIf e e 2 2 4 4 * * F F ThenThenMsgBoxMsgBox 此位置不能装配此位置不能装配 GoToGoTo n1n1ElseElseEndEnd IfIfIfIf m m = = 1 1 ThenThensrsr = = A

56、bs(-eAbs(-e + + (e(e 2 2 - - 4 4 * * F)F) 0.5)0.5) / / 2)2)Else:Else: srsr = = Abs(-eAbs(-e - - (e(e 2 2 - - 4 4 * * F)F) 0.5)0.5) / / 2)2)EndEnd IfIfxCxC = = xPxP + + srsr * * Cos(fi3)Cos(fi3)yCyC = = yPyP + + srsr * * Sin(fi3)Sin(fi3)yCByCB = = yCyC - - yByBxCBxCB = = xCxC - - xBxBCallCall atn1(xB

57、,atn1(xB, yB,yB, xC,xC, yC,yC, fi2)fi2)E1E1 = = (vPx(vPx - - vBx)vBx) - - srsr * * omega3omega3 * * Sin(fi3)Sin(fi3)F1F1 = = (vPy(vPy - - vBy)vBy) + + srsr * * omega3omega3 * * Cos(fi3)Cos(fi3)Q Q = = yCByCB * * Sin(fi3)Sin(fi3) + + xCBxCB * * Cos(fi3)Cos(fi3)omega2omega2 = = (F1(F1 * * Cos(fi3)Cos(

58、fi3) - - E1E1 * * Sin(fi3)Sin(fi3) / / Q Qvsrvsr = = -(F1-(F1 * * yCByCB + + E1E1 * * xCB)xCB) / / Q QvCxvCx = = vBxvBx - - omega2omega2 * * yCByCBvCyvCy = = vByvBy + + omega2omega2 * * xCBxCBE2E2 = = aPxaPx - - aBxaBx + + omega2omega2 2 2 * * xCBxCB - - 2 2 * * omega3omega3 * * vsrvsr * * Sin(fi3)S

59、in(fi3) _ _- - epsilon3epsilon3 * * (yC(yC - - yP)yP) - - omega3omega3 2 2 * * (xC(xC - - xP)xP)F2F2 = = aPyaPy - - aByaBy + + omega2omega2 2 2 * * yCByCB + + 2 2 * * omega3omega3 * * vsrvsr * * Cos(fi3)Cos(fi3) _ _机电（103）锁梁自动成型机床切削机构设计（A6）机械原理课程设计第 39页+ + epsilon3epsilon3 * * (xC(xC - - xP)xP) - -

60、omega3omega3 2 2 * * (yC(yC - - yP)yP)epsilon2epsilon2 = = (F2(F2 * * Cos(fi3)Cos(fi3) - - E2E2 * * Sin(fi3)Sin(fi3) / / Q Qasrasr = = -(F2-(F2 * * yCByCB + + E2E2 * * xCB)xCB) / / Q QaCxaCx = = aBxaBx - - omega2omega2 2 2 * * xCBxCB - - epsilon2epsilon2 * * yCByCBaCyaCy = = aByaBy - - omega2omega2