机械原理课程设计(冲床冲压机构和送料机构设计).ppt

1、机械原理课程设置修订，指导教师：张利娟联系电话：械原理和机械设置修订教室，一、课程设置修订的目的二、课程设置修订的方法三、课程设置修订主题四、课程设置修订内容五、课程设置修订的任务六、课程设置修订实例分析七、课程设置修订完成任务和要求八、成绩评定机械原理但是，在各种各样的机器中，为了满足机器的运动和工作的要求，只采用其中一个机构是不够的。 通过课程设计，可以将各机构结合起来，综合运用学到的知识，理论结合起来分析实际工程中的实际问题，提高解决实际问题的能力。 2、通过课程设置修订，对机械系统(包括驱动部分、传动部分、执行部分以及操纵控制部分)有了初步的了解和认识，可以培

2、养机械系统运动方案的设置修订和分析能力，培养机构的创新设置修订能力。 3 .培养收集和查阅设定修订资料的能力、制图能力以及分析、归纳、归纳的能力，使用修订计算机编程的能力。 二、课程设定修正的方法、课程设定修正的方法有图解法、解析法和实验法三种。 设置修正过程和运动分析主要采用图解法和分析法，图解法和分析法结合使用。 图解法用于利用几何关系或已知条件从几何构图确定结果，并且所需尺寸可以直接从该图获得。 具有能够在图纸上清晰地表现分析、设定、修正结果，直观、形象，容易检查结果是否正确的优点。 缺点是作图繁杂，精度不高，精度要求高，不能适用于复杂的问题。 分析法用机构残奥表表现各构件间的函数关系，

3、建立机构的位置方程式和推导方程式，分析未知量，使用校正机，用c语言、VB或Matlab进行编程校正运算，避免大量人工，校正运算精度高，可解决复杂问题，应用广泛。 三、课程设定修订的主题、主题：冲压机的冲压机构和进给机构设定修订冲压是指，原材料在模具的压力下，使原材料产生塑性变形，但不产生分离而得到的具有一定形状和尺寸的冲压机的加工方法。 主要有弯曲、拉深、翻边等。汽车目标、飞机表皮、冲压模一般由上模和下模两部分组成。 冲压机的冲压机构相当于上模，用于冲压薄壁部件。通过上模和下模的作用，对薄壁钢板坯进行拉深成形。 进给机构能够保证及时将原材料输送到冲压等待位置，两者动作协调一致，必须完成多个连续

4、生产。 我们的目的是设置和修改实现这个功能的冲压机的冲压机构和进给机构。 冲压机的工作原理如图(a )所示，运动规则如图(b )所示，上模首先以较小的速度接近坯料，然后等速进行拉伸成形，然后上模继续下行将成品从模腔中挤出，最后快速拉开。 从上模退出下模到下一次与布料接触冲裁为止的期间，进给机构从侧面向等待加工位置(下模上方)进给布料，完成1个循环。 以电动机为动力源，与曲柄连接，以曲柄为主动部件，以作为从动部件的促动器为上模，进行上下往复直线运动，将下模固定在冲头基座上。 上模大致的运动规则如图(b )所示，首先以一定的运动规则接近原材料、曲柄角1，然后大致等速地动作，曲柄角m； 上模进一步以

5、一定的运动规则下降，推出工件、曲柄角2，然后上模退出下模、曲柄角3，最后上模快速地向上界限位置、曲柄角4拉门。 原始数据和设定要求：1 .上模的运动规则应满足图(b )所示的运动要求。 2、机构必须具有良好的传递性能，工作段的压力角应尽可能小，紧凑，制造方便。、设定修正数据：4、程序设定修正内容1 .冲压机构设定修正2 .进给机构设定修正3 .各方案分析比较，确定整体方案，冲压机构为主机构，主动部件为曲柄，从动部件为上模，动作要求为从旋转运动变为往复直线运动的运动要求为上模满足图b所示的运动规则，作业段大致等速，返回根据功能要求和动作分解，能够从旋转变为往复直线移动的机构主要有平面连杆机构(包

6、括曲柄滑块机构和移动导向机构等)、齿条小齿轮机构、凸轮机构、螺纹机构等。 显然，由于连杆机构的杆长，可实现大行程的连杆机构连接在旋转低的副上，受力，精度要求低，而且连杆机构可实现急转弯特性， 由于冲压机构使用连杆机构完成冲压动作合理，同时设定修正要求对上模的运动规则要求较高，难以用单一的基本机构例如偏移曲柄滑块机构实现，因此需要适当组合至少两个基本机构来满足冲压要求。 1 .冲压机构、进给机构的动力源为电动机，主动部件为旋转运动，从动执行机构为直线进给运动，在规定的时间内进给即可。 由于进给速度和运动规律没有要求，同时进给机构进行间歇进给，力小，动力特性要求低，进给机构要求低，运动容易实现。

7、作为促动器能够间歇运动的机构，主要有凸轮机构、棘轮机构、滑轮机构、不完全齿轮机构等，凸轮机构是控制机构，负荷大而适当，对进给机构要求一定的进给行程，单一的凸轮机构能够实现大的行程， 连杆机构能够实现大行程需要注意的是，进给机构和冲压机构在动作上有协调要求，进给机构必须在适当的时间内送入，不能与冲压动作冲突或冲突。 这需要两机构采用一个马达，适当控制进给动作，与冲压机构的运动协调。 2 .进给机构、冲压机包括两个执行机构，即冲压机构和进给机构，分别完成两个功能，即冲压零件和进给，完成这两个功能要求必须考虑一定的方法，选择适当的机构来实现。 这一构想过程是运动方案的设置修订，体现了选择方案的多样性

8、、设置修订的主动性和革新性。 3、能够实现各方案分析、冲压机构功能要求的机构方案有齿轮-连杆冲压机构、摆动导向滑块冲压机构(滑块和连杆)、六连杆冲压机构、连杆-凸轮冲压机构等。 能够实现进给机构功能要求的机构方案是凸轮-直动摆动杆进给机构(直动摆动杆形式有多种)、凸轮-摆动摆动杆进给机构。 压力机构和进给机构的任意两个机构相结合，可以得到压力机构和进给机构的运动方案。 方案1 :齿轮连杆冲压机构和凸轮连杆进给机构、冲压机构采用具有两个自由度的双曲柄七轴机构，用齿轮对封闭在一个自由度中(齿轮1固定在曲柄AB上，齿轮2固定在曲柄DE上)。 通过适当选择c点轨迹，确定构件尺寸，急转弯运动和作业段具有

9、大致等速的特性，可以尽量减小压力角。 进给机构由凸轮机构和连杆机构串联组合而成，根据运动循环图确定凸轮的行程角和从动件的运动规则，能够在规定的时间将原材料推出到被加工位置。 设定为LOG LOH，可缩小凸轮尺寸。 摆动导杆滑块的冲压机构和凸轮进给机构、冲压机构除了摆动导杆机构以外，还串联组合了一个杆滑块机构。摆动引导机构以规定的行程速度变化系数进行设定修正，通过与摆动杆滑块机构组合，能够满足动作级接近等速的要求。 通过适当选择波导位置，可减小动作段的压力角。 进给机构的凸轮轴通过齿轮机构与曲轴连接。 如果能够根据机构运动周期图确定凸轮推动运动角和从动件运动规则，机构就能够在规定的时机将原材料输

10、送到被加工位置。 权利要求3:6连杆冲压机构和凸轮连杆进给机构，冲压机构是铰链4连杆机构和杆滑块机构串联组合而成的。 四轴机构可根据行程速度变化系数用图解法进行设定、选择链路长度lEF和波导位置、根据作业段接近等速的要求决定铰链点e的位置。 尺寸的选择适当，可以减小致动器移动工作段时机构的压力角。 凸轮连杆进给机构的凸轮轴过齿轮机构与曲轴连结，如果按照机构运动循环图确定凸轮推动运动角和从动件运动规则，机构就能够在规定时间内将原材料输送到被加工位置。 通过修正为LIH LIR，可缩小凸轮尺寸。 方案4 :连杆凸轮冲压机构和凸轮连杆进给机构、冲压机构采用具有两个自由度的连杆凸轮组合机构，用齿轮对封

11、闭成一个自由度(齿轮1固定在曲柄AB上，齿轮4固定在两个凸轮上)。 通过适当选择c点轨迹，确定构件尺寸，急转弯运动和作业段具有大致等速的特性，可以尽量减小压力角。 通过改变凸轮轮廓曲线，可以改变c点轨迹，使致动器获得多个运动规则，满足不同的工艺要求。 凸轮连杆进给机构由凸轮机构和连杆机构串联组合而成，根据运动循环图确定凸轮推动角和从动件的运动规则，使材料能够在规定的时间推动到被加工位置。 设定为LHI LHG时，凸轮尺寸被修正为可以缩小。 减速传动方案基于电机转速和致动器的生产率来确定总传动比，确定各段的传动比，校正各段的传动比的传动部件尺寸，大致确定各段的传动的整体尺寸。 能够实现减速传动的

12、传动装置主要有皮带传动、链条传动、齿轮系传动、蜗轮-蜗轮传动、伞齿轮传动等。 皮带传动和链条传动用于远程传动，皮带传动能够缓冲吸振和过载保护，常用于高速端，链条传动有振动冲击，低速端常用齿轮系传动、传动比准确，传动精度高，应用广泛的蜗轮蜗轮传动比可根据冲压机构的运动要求，串联使用皮带传动和定轴轮系来实现减速传动。 皮带传动比的范围为2-4，皮带传动比不要太大。 否则，大小的皮带轮直径会有很大差异，小皮带轮的包角会变小，容易滑动，可选的传动比为2。 单级齿轮传动范围为4-6，根据修正计算可采用单级带传动和双级齿轮传动。 描绘传动方案的形象。 2、减速传动方案设定订正、传动方案图、主要任务是根据已

13、知条件确定机构杆的具体尺寸和相互位置关系，使设定订正的机构满足各设定订正要求。 五、课程设定修正的任务，1 .压力机构设定修正方法有图解法和解析法、简单机构用图解法、复杂机构用解析法。 构思是，首先根据上模作业阶段行程决定冲压作业行程，根据行程比系数计算极角，设定曲柄长度或帧长度，从两端进行推定，决定连杆机构的各部件的尺寸长度和相对位置。 在解析法中，通过建立杆的位置方程式，进行求解、修正运算，结果变得正确。 机构确定后进行验证，满足段角、段压力角，段基本等速，不满足则重新确定尺寸和相对位置。为了使冲压机构和进给机构的动作协调，不出现碰撞和干涉现象，进给机构在从用上模脱离下模开始到再次接近布料

14、的冲裁为止的时间段内，将布料输送到冲裁位置，返回到原来的位置，准备下一个进给动作。 因此，在进行进给机构的设定修正之前，首先制作冲压机构和进给机构的动作协调循环图。 机构运动周期图主要有圆周式动作周期图、直线式(表格形式)、直角坐标式动作周期图三种形式。 圆筒式：适用于主动件进行圆周运动的曲柄，画圆环，根据曲柄角使上模和进给机构的动作动作阶段性协调。 直线式(表形式):展开圆周式，画表，相当于根据曲柄角，阶段性地协调上模和进给机构的动作。 直角坐标式：横轴是曲柄角，纵轴是致动器的位移，根据两个致动器的位移关系表示进行运动协调。 直角坐标式不仅可以表示两个作动器的动作顺序，而且可以表示两个构件的

15、运动规律和嵌合关系，是最完备的一种。 2 .进给机构设定修正、b )进给机构的连杆机构设定修正任务通过确定进给连杆机构的各部件的尺寸和相对位置，根据进给距离确定各部件的尺寸，推出与凸轮连结的直动从动件的直线位移或摆动从动件的旋转角，使连杆机构具有尺寸放大功能，具有凸轮尺寸c )进给机构的凸轮设置修正从动件运动规则选择：避免刚性冲击和柔软冲击，选择直动从动件或摆动从动件的运动规则，等速运动、等加速等减速运动，佘弦加速度、正弦加速度，或与几个组合使用。 进给中，凸轮的负荷小，冲击小。 在推进时，摆动从动件的运动规则可采用侑弦加速度运动规则，返回时，从动件可采用等加速等减速运动规则。 2 .进给机构

16、的设定修正、基圆半径由于提高凸轮机构的机械效率，所以采取尽可能小的压力角，比容许压力角值小，推压时从动件的压力角容许值为40，推压为70，但是如果减小压力角，则基圆半径变大，机构整体的犀牛为了使机构具有良好的传递特性和紧凑的机构尺寸，需要同时设定、修改两者。 原理课程介绍了确定基圆半径的四种方法。 可以使用其中两个。 初选r0管理方法：初选r0，算出各点，max； 根据修正设定修正法，2 .进给机构设定修正、滚子半径确定：滚子半径的选择，在求出凸轮理论轮廓线(外凸)后，必须适当，以免在实际的轮廓线上出现自交现象而引起运动失真。 经验公式：描绘凸轮理论轮廓线和实际轮廓线：确定凸轮的工作角、推角、

17、休止角、返回角，分别用图解法和分析法修正凸轮理论轮廓线和实际轮廓线。 最后，建立凸轮的实线后，计算临界压力角，按下max40。3 .进行机构运动分析，求出机构各部件的位移、速度、加速度，画出位移、速度和加速线图，验证机构运动满足设定要求的机构运动分析(对机构进行动力分析，根据各部件的质量和惯性力矩，求出机构的惯性力、惯性力矩， 确定各位置的运动副反作用力及应施加于原动子的平衡力矩(加上飞轮)，绘制平衡力矩及运动副反作用力的变化线图，明确一个运动周期中的平衡力矩及运动副反作用力的变化情况。 对上模的一个运动周期进行速度分析，即曲轴角分为12等分，取与上模相对应的12个部位，进行速度分析和1个加速度分析，描绘速度多边形和加速度多边形，描绘上模的位移线图和速度曲线图。六、课程设定修正实例分析、(一)、确定传动方案(二)、压力机构设定修正分析(三)、进给机构设定修正分析(四)、进给机构中凸轮机构的设定修正(五)、压力机构中上模的速度分析速度矢量图或速度曲线图、七传动方案图运动协调图冲头(上模)的12处速度多边形图和1处加速度多边形图2.A2一张图纸：凸轮理论轮廓线和实际轮廓线(图解法)进给机构(凸轮机构