机械原理专用精压机

创新训练课程设计说明书设计题目： 专用精压机 ：聂钱陆_083115 _08311519指导史冬敏 11年6月6日目录一、设计简介3二、机械功能简单分析3三、工艺动作分析3四、执行机构的选择与比较5五、机械系统运动方案的拟定与原理说明8六、执行机构的计算10七、原动机与原动件的选择11八、运动循环图12九、创新点12十、设计心得与体会13十一、参考文献13一设计简介 1、始数据及设计要求<1>冲压执行机构具有快速接近工件、等速下行拉延和快速返回的运动特性；<2>精压成形制品生产率约每分钟70件；<3>上模移动总行程为280mm,其拉伸行程置于总行程的中部,约100mm；<4>行程速比系数K=1.3；<5>坯料输送最大距离200mm。<6>上模块总质量为40Kg,最大生产阻力为5KN,且假定在拉延区生产阻力均衡2、设计任务 <1>按工艺动作要求拟定运动循环图。 <2>冲压机构,送料机构的选型<3>机械运动方案的评价和选择。 <4>按选定的电动机和执行机构运动参数拟定机械传动方案。 <5>画出机械运动方案简图。 <6>对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。 二机械机构功能的简单分析 本机构加工的主要为铝合金制件,且需一次冲压成形。故机构需要较大的冲压力来实现。同时要保证其精压的质量,机构需要匀速的冲压过程,因此采用具有较好传动性和较高接触强度的齿轮机构。考虑到工作效率的要求,将凸轮送料机构改成曲柄滑块送料机构,提高了机构使用的寿命。 为了使整个机构能够快速、紧密、平稳地运行,需要机构的各个部分必须相互配合,并且足够稳定。三工艺动作的分析工艺流程图 1推板送料 由曲柄滑块料机构的推板将待加工工件推至预定的工作位置。图2上、下模冲压工件 摆动导杆冲压机构在送料机构完成送料回程时已经进入冲压工作阶段。上模滑块先快速接近工件,接近时在以等速对其进行冲压,而下模在等速冲压时恰好达到极限位置,顶住工件实现精压。图3上模滑块急回、下模向上顶出工件 上模滑块机构急回向上退回,下模滑块则由原本的最低极限位置向上运动,将精压好的成品向上顶出。图4推板送料并将成品推至下工作台 曲柄滑块送料机构完成一次送料后再次送料,而此时成品已被下模顶出下一个加工工件恰好将成品推至下工作台。同时将新工件送至预定加工位置。四、 执行机构的选择和比较图5方案一 凸轮连杆冲压机构+摆杆滑块送料机构冲压机构由凸轮控制其运动方式,无太大的受力,需要的传动结构简单,通过倒置法能够确定凸轮的大致轮廓。送料机构是由摆杆滑块机构组成的,按机构运动循环图可确定摇杆工作位置和从动件的运动规律,使其能在规定时间将工件送至待加工位置。图6方案二 凸轮连杆冲压送料机构送料和冲压机构都是由连杆机构组成。连杆机构可通过对杆长的计算设计,当选好适合的杆长尺寸后,能实现所需的行程速比以及运动要求。通过铰链点与杆长的适合选择,能使机构具有较小的压力角和较为理想的传动角,使其达到运动功能,满足传动要求。凸轮轮廓线可根据运动的要求用机构倒置法求出,从而使送料,冲压和上顶同时完成,并也能满足急回与匀速这一要求,在完成预定运动的同时,使整个加工效率提高。图7方案三 摆动导杆冲压机构+曲柄滑块送料机构其冲压机构是参考机械原理书中的机构,当然对其进行了改进,将其凸轮机构的高副低代后得到了由摇杆和滑块组成的摆动导杆机构。导杆机构的尺寸确定可按给定的行程速度变化系数K设计,上模将具有急回特性,摇杆滑块机构的组合可按照要求使上模在工作段接近于匀速。送料机构：摇杆滑块送料机构通过齿轮与上部曲柄轴相连。可调节其在整个运动中的初始位置使推杆在预定时间将胚料送至待加工的位置。如取一定的偏距,则其也具有急回的特性。图8上顶机构的设计 考虑到实际配料被冲压成形之后如果还留有切边,则成品就不能从下模的下部离开,而我又在第3方案的设计基础上增加了一个"上顶"机构。使得成品可由下模滑块将其沿机构垂直顶出,然后同时由下一个送来的配料将其横向地推出下模工作台面。 这个"上顶"机构的运动方向基本和上模相同,上模在回程时呈现出急回的特性,而"上顶"机构为了迅速的将成品顶出,下模滑块需要急速向上运动的特性。方案的确定3个方案全部提出后,对三个方案进行了讨论和对比。各个方案都是有不同的基础机构组成而成,且各个机构均能基本完成设计要求的运动。在查阅资料后,决定采用第三种方案。 虽然凸轮能够可以无困难地设计出其轮廓曲线,使其满足规定的运动规律,但凸轮与从动件的点或线的高副接触是很易磨损的。而设计要求中机构要每分钟生产约70件,机构的运转速度较大。并且其上模滑块的总质量为40kg,最大生产阻力为5000N,故需要其机构较好的传力性能,而凸轮机构不适用于传力过大的场合。因此我们选取第3个方案。 并且第3方案可以满足急回运动的要求,输送配料上工作台和上模冲压这2个工作步骤也可较容易的配合出来。使整个机构完成一次送料冲压的周期。五、机械系统运动方案的拟定与原理说明推板第一次送料方向A.送料机构B.冲压机构下模冲压机构上模冲压机构图9机构的工作原理机械运动示意图参见机械运动示意图：摇杆滑块送料机构JHG用推板K将待加工工件推到预定加工位置D、Q的正下方。在送料机构JHG送料后回程时,上模滑块冲压机构CBA已经入工作阶段。D处滑块先快速接近工件,再以等速对其进行冲压,同时下模滑块冲压机构PNM恰好达到最低极限位置顶住工件。当冲压完成后,上模冲压机构CBA滑块急回向上退回,而下模冲压机构PNM由最低位置急速向上运动顶出工件。此时送料机构JHG再次送料,新的待加工工件在成品被完全顶出时到达预定位置,将成品推到下工作台上自身到达预定位置加工。这样就完成了一个周期的动作。图10机构立体图示六、执行机构的计算1上模冲压机构的尺寸设计：因上模冲压机构采用曲柄滑块的传动机构,且根据任务书的要求行程速比系数,则;且要求上模冲压的总行程为,则冲模锤的最高点到最低点的距离H为,则考虑两个极限位置时可以算出：;取,则可算得：;2传动系统的尺寸设计：为了方便运算以及统一性,且在保证大于冲锤的冲程围,取三个小齿轮的分度圆直径为,大齿轮直径为,所有齿轮取相同模数,GL水平距离取。与此同时,为了保证推送原料杆具有急回特性,且方便计算,采用曲柄滑块机构输送配料。根据输送配料的时推杆的最大行程以及四连杆机构的行程速比系数,考虑两处极限位置,可以算出：曲柄,连杆；3下模顶出机构尺寸设计：下模采用与上模相称的设计方案,K值与上移距离均与上模相同,即曲柄,机架；七、原动机与原动件的选择原动件是机械系统中的驱动部分。工作机对起动、过载、运转平整性、调速和控制要求较高,且专用精压机要求洁净的工作平台,所以它要求不能污染成品与工作台而且便于清洗,因而液压传动不符合条件,同时气压和液压的成本都较高,最终选择电动机传动。通过对机构的分析和实际情况的综合考虑,对电机的各个参数做出如下计算：首先,考虑到电机输出功率的传递效率问题,电机应该安装在靠近工作件的齿轮轴上,又由于大齿轮输入动力时可以传递较大的扭矩,故选择将电机安装在与齿轮F的轴线上,且根据任务书的要求：每分钟生产个工件,则电机的转速可以确定为,故齿轮A的角速度就可以算得：,那么由此首先可以确定A轮的转动惯量：这里V1取半个行程的速度平均值,冲压锤的质量,由此可以推算出齿轮A的转动惯量为：从而可以推出其他齿轮的转动惯量：,从而由此根据能量守恒定律在冲压成形的过程中,可以估算出电机的功率：代入数据可得：考虑到齿轮传输中的机械损失,取功率为的电机。从而可以确定电机的型号为功率,输出转速为的交流电机。八、运动循环图采用圆环流程图的方式来表示机构的整个工作流程。九、创新点1、将凸轮送料机构改成曲柄滑块送料机构,提高了机构使用的寿命,使工作效率大大提高。2、采用具有较好传动性和较高接触强度的齿轮机构,保证其精压的质量。3、增加了一个"上顶"机构。使得成品可由下模滑块将其沿机构垂直顶出,然后同时由下一个送来的配料将其横向地推出下模工作台面,使整个机构的工作更加到位和完美设计心得与体会通过两周的机械原理课程设计,我有很多的感触收获.首先,对机械原理这门课程有了更深入的了解.平时的只停留在一个初等的感性认识水平,没有真正的理解透所学的具体原理的应用问题,但在自己做设计过程中老在问为什么,如何解决,通过这样的想法,是自己对自己所学的理论有了深入的理解.在设计过程中,如何才能把所学的理论运用到实际中,这才是我们学以所获,学以致用的真正宗旨,这也是当我们从这个专业毕业后所必需具有的能力,这也更是从学到时间的过程,才能为自己在以后的工作中游刃有余,才能为机械工业的发展尽绵薄之力.其次对所学的专业课产生了很大的兴趣.在做设计的过程中,发现机械的很多东西渗透在我们生活的方方面面,小到钟表,大到航天器,都用到了机械的相关容。这也给自己很大的学习围和任务,更给了自己很大的发展空间和兴趣的培养。虽然这次设计已告一段落,但是我知道学海无涯、学无止境,这是一个结尾,同时也只是一个开始。今后,我会以更饱满的热情投入到今后的学习生活中,做一个不断探索,勇于创新的大学生。参考文献1.机械原理课程设计手册 高等教育邹慧君 主编2.机械原理教程 清华大学 申永胜 主编3.自动机械设计 中国轻工业 尚久浩 主编东华理工大学长江学院课程设计评分表学生：_课程设计题目：项目容满分实评选题能结合所学课程知识、有一定的能力训练。符合选题要求5人一题10工作量适中,难易度合理10能力水平能熟练应用所学知识,有一定查阅文献及运用文献资料能力10理论依据充分,数据准确,公式推导正确10能应用计算机软件进行编程、资料搜集录入、加工、排版、制图等10能体现创造性思维,或有独特见解10成果质量总体设计正确、合理,各项技术指标符合要求。10说明书综述简练完整,概念清楚、立论正确、技术用语准确、结论严谨合理；分析处理科学、条理分明、语言流畅、结构严谨、版面清晰10设计说明书栏目齐全、合理,符号统一、编号齐全。格式、绘图、表格、插图等规准确,符合国家标准10有一定篇幅,字符数不少于500010总分100指导教师评语：指导教师签名：年月日18 / 18