机械课程设计

目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1设计题目21.1设计题目：21.2原始数据及设计要求2\o"CurrentDocument"1.3设计任务2\o"CurrentDocument"2、运动方案设计3\o"CurrentDocument"2.1工作原理和工艺动作分解3\o"CurrentDocument"2.2机械执行机构的选择和评定5\o"CurrentDocument"2.送料机构7\o"CurrentDocument"2.3根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图8\o"CurrentDocument"2.4机械传动系统的设计选择和评定9\o"CurrentDocument"2.4.1原动机的选择9\o"CurrentDocument"2.4.2传动比的分配9\o"CurrentDocument"2.4.3传动机构主要尺寸10\o"CurrentDocument"3、执行机构尺寸设计11\o"CurrentDocument"3.1执行机构各部分尺寸设计11\o"CurrentDocument"3.2机构运动简图12\o"CurrentDocument"4、参考资料12\o"CurrentDocument"5、设计总结131设计题目1.1设计题目：冲压机1.2原始数据及设计要求1）冲压机每小时冲压3000个零件；2）根据冲压机阻力，要求电动机额定功率为4kW；3）要求电动机与工作机构输入轴平行，传动系统要求有过载保护作用；4）要求性能良好，结构简单、紧凑，节省动力，寿命长，便于制造。1.3设计任务1）本题设计的时间为2周；2）根据功能要求，确定工作原理和工艺动作分解；3）执行机构选型与设计：构思出至少3种运动方案，并在说明书中画出运动方案草图，经对所有运动方案进行分析比较后，选择其中你认为比较好的方案进行详细设计；4）对选择的方案画出机构运动循环图；5）机械传动系统的设计；6）对选择的方案执行机构进行尺寸设计；7）在2或3号图纸上画出最终方案的机构运动简图；8）编写设计说明书，附源程序和计算结果。2、运动方案设计2.1工作原理和工艺动作分解冲床的工作原理如图(a)所示，运动规律如图(b)所示，上模先以较小的速度接近坯料，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。上模退出下模后到下-一次接触坯料进行冲制前，在这个时间段内，送料机构从侧面将坯料送至待加工位置(下模上方)，完成一个工作循环。以电动机作为动力源，与曲柄连接，曲柄作主动件，从动件即执行构件为上模，作上下往复直线运动，下模固定在冲床座上。上模大致运动规律如图(b)所示，先是以一定运动规律接近坯料，曲柄转角^1；然后近似匀速工作，曲柄转角^m’上模再以一定运动规律下行，推出工件，曲柄转角2;然后上模退出下模，曲柄转角^3;最后是上模快速退回上极限位置，曲柄转角^4。(明明1.冲压机构冲压机构是主机构，主动件是曲柄，从动件是上模，动作要求是由回转运动变成往复直线运动;运动要求是上模要满足图b所示的运动规律，工作段近似匀速，回程时有急回;冲压过程中受到非常大的生产阻力，动力特性是传力性能要好，工作段的压力角尽可能小。根据功能要求和动作分解，能实现由转动变成往复直线移动的机构主要有平面连杆机构(包括曲柄滑块机构和移动导杆机构等)、齿轮齿条机构、凸轮机构、螺旋机构等。很明显，连杆机构的杆件长，可以实现大行程;连杆机构连接为转动低副，受力好，精度要求低，再者连杆机构能实现急回特性，因而冲压机构采用连杆机构完成冲压动作比较合理；同时设计要求对上模的运动规律要求比较高，用单一的基本机构如偏置曲柄滑块机构是难以实现，因此，需要至少两个个基本机构恰当地组合在一一起来满足冲压要求。2.送料机构送料机构的动力源是电动机，主动件为回转运动，从动执行构件作直线送料运动，只要在规定的时间内送料到位就可以了，对送料快慢和运动规律没有要求，同时送料机构作间歇送料，受力较小，动力特性要求低，因而送料机构要求较低，运动容易实现。执行构件能作间歇运动的机构主要有凸轮机构、棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构等，凸轮机构是控制机构，且受载不大，比较适合，而送料机构还要求有一定的送料行程，但是单一的凸轮机构会尺寸很大，而连杆机构可以实现大行程，且连杆机构具有尺寸放大功能，这样凸轮机构和连杆机构组合在一起，凸轮机构实现动作控制功能，连杆机构实现大行程输送功能，可很好满足送料要求。需注意的是送料机构和冲压机构在动作上有协调要求，送料机构要在适当的时间内送料到位，不能和冲压动作相冲突、碰撞，这需要两机构采用一个电动机，对送料动作进行适当控制，与冲压机构的运动协调起来。2.2机械执行机构的选择和评定1.冲压机构方案一：曲柄滑块冲压机构采用将曲柄设计成偏心距为曲柄长的偏心轮机构，实现转动和移动相互转换，将机架和滑块构成移动副，可保证机构具有急回运动和工作段近似匀速的特性。方案二：摆动导杆滑块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较小方案三：六连杆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1EF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。选择方案一：曲柄滑块冲压机构，这个冲压机构可保证机构具有急回运动和工作段近似均速的特性，并且跟另外两个机构相比，机构更简便，功能更全面。

2■送料机构方案一：曲柄滑块送料机构由偏心轮，连杆和与机架构成移动副的滑块组成，通过错位安装使其能在预定时间将胚料推送至待加工位置。方案二：凸轮送料机构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。方案三：棘轮送料机构棘轮机构是一种常用的间歇机构，棘轮3与轴用键连接，弹簧5用来使制动棘爪4和棘轮3保持接触，驱动棘爪2与连杆机构的摇杆1组成回转副N。摇杆空

套在轴上，可自由摆动。当摇杆逆时针摆动时，驱动棘爪便插入棘轮的齿槽中，推动棘轮转过一定角度,而制动棘爪则在棘轮的齿上滑过;当摇杆顺时针摆动时，驱动棘爪在棘轮的齿上滑过，而制动棘爪将阻止棘轮作顺时针转动，故棘轮静止不动。因此，摇杆作连续的往复摆动时，棘轮作单向间歇转动。1—1—摇杆;z—驱动辣爪:3—棘抡；4一制初肄尽;5—弹蔼选择方案一：曲柄滑块送料机构，设计机构简易，成本低，实际设计容易实现，连杆机构实现大行程输送功能，可很好满足送料要求。2.3根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图运动循环图:2.4机械传动系统的设计选择和评定机械系统中传动机构是由原动机输出的机械能动、传递给执行机构并实现能量的分配，转速的改变和运动形式的改变等作用的中间装置。传动机构常见的有齿轮传动机构，摩擦传动机构，带传动机构，他们的特点如下：（1）带传动：这种传动机构是靠带拥护带轮之间的摩擦力来传动的，它的主要优点是机构简单，传动平稳，造价低廉以及缓冲吸震等，可用于传递距离较远的两轴间的运动，且与摩擦轮转动一样也有过载保安性。（2）摩擦传动：摩擦传动的主要功能是通过两构件之间的摩擦来传递运动和动力的，其主要优点是机构简单，而且实现无级变速传动，同时，当过载时，由于两轮间可发生滑动，因而不致造成机器的损坏。（3）齿轮传动：齿轮传动机构是现代机械系统中应用最为广泛的一种。它可以用来传递空间任意两轴之间的运动和力，而且传动准确，平衡，稳定，机械效率高，使用寿命长，工作可靠。经过考虑，因为设计的机构简便，轻巧，成本低，有过载安全保护，所以选择容易安装的带传动。2.4.1原动机的选择选择的电动机的额定功率必须满足负载要求，而且必须保证在启动时可以顺利地运行，电动机转速在1000到1500比较合适。因为根据冲压机阻力，要求电动机额定功率为4kW，所以我们选择。型号：YUS-4n满：1440（r/mm）P额定：4kW2.4.2传动比的分配设计的减速器为带传动电动机转速为1440（r/min）生产率是50个/min，所以传动比为30

分配原则：1、使各级的传动的承载能力大致相同2、是减速器能获得最小的外形尺寸和重量。3、使各级传动中齿轮的浸油深度大致相等，润滑方便。2.4.3传动机构主要尺寸序列号齿数模数mm压力角直径mm齿轮182.520°20齿轮2242.520°60齿轮382.520°20齿轮4402.520°100i带12=2i/（-1）2Z4Z5/Z3Z「二15iAB=ii2*i35=30根据求得的总传动比，我们设计了4个齿轮分配传送比，根据国家标准和设计要求，我们选择齿轮的模数为1，压力角为20°使较为轻便，减少成本。

3、执行机构尺寸设计3.1执行机构各部分尺寸设计上面的曲柄滑块机构作为冲压机构，为了保证送料机构的正常工作，设计高为800mm，宽为160mm，偏心轮半径为80mm，曲柄长为60mm，连杆长为600mm，滑块高为360mm。送料机构同理。为了使冲压机构和送料机构交错工作，当冲压机构返回时，送料机构开始送料，可以调节曲柄初始位置。

3.2机构运动简图4、参考资料《机械设计课程设计》任嘉卉、李建平、马纲等编北京航空航天大学出版社《机械设计基础》王德洪主编北京理工大学出版社《机械设计基础课程设计》孟玲琴、王志伟主编北京理工大学出版社《机械课程设计简明手册》骆素君、朱诗顺主编化学工业出版社《机械原理》郑文纬、吴克坚主编高等教育出版社《机械制图》庞正刚等编著北京航空航天出版社5、设