自動送料沖床課程設計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　設計任務書……………………………………………………………………1</p><p>　　設計題目……………………………………………………………………1</p><p>　　工作原理及結構組成………………………………………………………1</p><p>　　

2、設計要求與技術條件………………………………………………………1</p><p>　　機械傳動系統(tǒng)方案設計及討論…………………………………………………2</p><p>　　機構設計…………………………………………………………………………4</p><p>　　沖壓機構設計分析…………………………………………………………4</p><p>　　

3、送料機構設計分析…………………………………………………………5</p><p>　　凸輪設計……………………………………………………………………6</p><p>　　機構模擬分析……………………………………………………………………7</p><p>　　1.上模位移圖，速度圖和加速度圖………………………………………………7</p><p>

4、　　2. 送料位移、速度、加速度圖…………………………………………………8</p><p>　　3. 沖壓機構的阻力圖和電機的力矩圖…………………………………………8</p><p>　　曲柄所受的支座反力圖………………………………………………………9</p><p>　　傳動系統(tǒng)方案設計………………………………………………………………9</p>&l

5、t;p>　　創(chuàng)新方案設計……………………………………………………………………10</p><p>　　總結………………………………………………………………………………10</p><p><b>　　自動送料機構</b></p><p><b>　　設計任務書</b></p><p><

6、b>　　1.1、設計題目</b></p><p>　　薄壁零件沖床機構設計</p><p>　　1.2、工作原理與及結構組成</p><p>　　該沖床用于沖制、拉延薄壁零件。沖床的執(zhí)行機構主要包括沖壓機構和送料機構，其工作原理如圖1a所示，上模先以較大速度接近坯料，然后以勻速進行拉延成型工作，然后上模繼續(xù)下行將成品推出型腔，最后快速返回。上模退出

7、下模以后，送料機構從側面將坯料送至待加工位置，完成一個工作循環(huán)。</p><p>　　1.3、設計要求與技術條件</p><p>　　1）以電動機作為動力源，下模固定，從動件（執(zhí)行構件）為上模，作上下往復直線運動，其大致運動規(guī)律如圖1b所示，具有快速下沉、等速工作進給和快速返回等特性。</p><p>　　2）機構應具有較好的傳力性能，工作段的傳動角 大于或等于許用

8、傳動角 40。</p><p>　　3）上模到達工作段之前，送料機構已將坯料送至待加工位置（下模上方）。</p><p>　　4）生產率為每分鐘70件。</p><p>　　5）上模的工作段長度l = 40100mm，對應曲柄轉角0 = (1/3 1/2 )；上?？傂谐涕L度必須大于工作段長度的兩倍以上。</p><p>　　6）上模在一個運

9、動循環(huán)內的受力如圖1c所示，在工作段所受的阻力F1見下表，其它階段所受的阻力F0=50N。</p><p>　　7）行程速度變化系數K 1.5。</p><p>　　8）送料距離H = 60 250mm。</p><p>　　9）機器運轉速度波動系數 不超過0.05。</p><p>　　設計參數見下表：（按學號分組：每五人一組）</p

10、><p>　　為方便起見，所需參數值建議按如下方式選取：</p><p>　　1）設連桿機構中各構件均為等截面均質桿，其質心在桿長的中點，而曲柄的質心則與回轉軸線重合。</p><p>　　2）設各構件質量按40kg/m計算，繞質心的轉動慣量按2kgm2/m計算。</p><p>　　3）轉動滑塊的質量和轉動慣量忽略不計，移動滑塊的質量設為36k

11、g。</p><p>　　4）傳動裝置的等效轉動慣量（以曲柄為等效構件）設為30kgm2。</p><p>　　二、機械傳動系統(tǒng)方案設計</p><p>　　沖壓機構的原動件為曲柄，從動件（執(zhí)行構件）為滑塊（上模），行程中有等速運動段（工作段），并具有急回特性，機構還應有較好的動力特性。要滿足這些要求，用單一的基本機構（如偏置式曲柄滑塊機構）是難以實現的。因此，需要

12、將幾個基本機構恰當地組合在一起來滿足上述要求。送料機構要求作間歇送進，可結合沖壓機構一并考慮。</p><p>　　方案一：連桿——凸輪沖壓機構和凸輪——連桿送料機構</p><p>　　沖壓機構如圖1所示，可現根據條件選定構件1、2及3的尺寸，構件一在等速回轉時，連桿上1、2連接點可沿預定軌跡S運動，這是構件4的運動即完全確定，據此可求出凸輪的輪廓曲線，用連桿——凸輪沖壓機構恰當地選擇1

13、、2連接點軌跡和確定構件尺寸，可保證機構具有急回運動和工作段近似勻速的特性，并使壓力角 盡可能小。改變凸輪輪廓曲線，可改變C點軌跡，從而使執(zhí)行構件獲得多種運動規(guī)律，而且滿足不同工藝要求。可以準確實現沖壓的運動規(guī)律。</p><p>　　送料機構由凸輪和連桿串聯組成，按循環(huán)圖可確定凸輪的形狀，這種送料裝置可準確的實現的多種送料運動規(guī)律。</p><p>　　該方案的優(yōu)點在于能準確的實現所需要

14、的運動規(guī)律，但由于是兩個凸輪，設計時比較困難，工作量大，兩個凸輪協(xié)調時不容易且加工比較困難。</p><p>　　方案2：曲柄導桿——搖桿滑塊機構和凸輪送料機構</p><p>　　如圖2所示，沖壓機構是在擺動曲柄導桿機構的基礎上，串聯一個搖桿滑塊機構組合而成。擺動導桿機構按給定的行程速度變化系數設計，它和搖桿滑塊機構組合可以保證具有急回特性和實現工作段近于勻速的要求。適當選擇導路位置，可

15、使工作段壓力角 較小。</p><p>　　送料機構的凸輪軸通過齒輪機構與曲柄軸相連。按機構運動循環(huán)圖可確定凸輪推程運動角和從動件運動規(guī)律，則機構可在預定時間將坯料送至待加工位置。</p><p>　　最終方案：最終選定方案二，沖壓機構簡單，尺寸容易確定，具有很強的可操作性，沖壓機構在一定的時間范圍內基本勻速，能夠滿足要求，可保持很好的速度穩(wěn)定性，而且能在很短的時間內返回。送料機構選擇凸輪

16、機構和連桿機構串聯組成，結構簡單，而且能很準確的在預定的時間內將料送到預定的位置。</p><p><b>　　三．機構設計</b></p><p><b>　　3.1沖壓機構設計</b></p><p>　　由方案2可知，沖壓機構是由曲柄導桿和搖桿滑塊機構串聯組成，根據擺動導桿機構按給定的行程速度變化系數設計，在一定的范

17、圍內它和搖桿滑塊機構組合可以達到工作段近于勻速的要求。</p><p>　　經設計分析，尺寸最終確定為：桿1=685mm、桿2=410mm、曲柄3=93mm，由極限位置可量的急位夾角36度，可計算出K=1.5，符合要求，測量的工作的最小傳動角等于59度，符合要求。</p><p>　　從開始到曲柄轉過68度，開始工作，在轉過80度，沖壓完成，上模返回，在沖壓工作過程中，上模行程為87，與要

18、求85基本符合。在整個循環(huán)過程中，沖頭的總行程為173，也滿足工作要求。</p><p>　　3.2送料機構的設計分析</p><p>　　送料機構是由推桿滑塊機構和凸輪機構組合而成，設計時刻先確定推桿的行程，然后確定推桿的尺寸，最后根據具體尺寸確定和行程確定凸輪的形狀。</p><p><b>　　3.3凸輪的設計</b></p>

19、<p>　　凸輪的設計根據要求選擇需要的運動方程，然后根據解析法算出轉角與推程及回程的關系，列出對應的點坐標，然后畫出凸輪。</p><p>　　在推程中，我選五次多項式：</p><p>　　在回程過程中，我選余弦加速度曲線規(guī)律：</p><p>　　這兩中曲線都既無剛性沖擊。</p><p>　　在凸輪設計過程中，選擇基圓半

20、徑為80MM的對心凸輪,其推程和回程都為70.mm</p><p>　　選擇推程轉角為80度。回程轉角為190度，無遠休但有近休。</p><p>　　凸輪設計計算轉角與位移的對應數據如下：</p><p>　　最終設計凸輪如圖所示：</p><p><b>　　四．機構的模擬分析</b></p><

21、p>　　1.上模位移圖，速度圖和加速度圖。</p><p>　　2.送料位移，速度，加速度圖。</p><p>　　3 . 加共阻力，F1=6000N，F0=50N后的受力圖。</p><p>　　Force function（）函數</p><p>　　F=step(time,0,0,0.001,50)+step(time,0,0,0

22、.149,0)+step(time,0.149,0,0.15,5950)+step(time,0.15,0,0.38,0)+step(time,0.38,0,0.381,-5950)+step(time,0.39,0,0.875,0)</p><p>　　沖壓機構的阻力圖和電機的力矩圖</p><p>　　曲柄所受的支座反力圖</p><p>　　五．傳動系統(tǒng)的方案

23、設計</p><p>　　電動機的的轉速經帶傳動，齒輪傳動后，驅動主軸轉動，若選轉速為1440r/min 額定功率為4kw的電動機Y112M-4，總的傳動比約為20.5，帶傳動的傳動比為2，則齒輪傳動的傳動比約為10.3。故選用二級齒輪減速器傳動。</p><p><b>　　六．創(chuàng)新設計方案</b></p><p>　　1．對于傳動系統(tǒng)，可

24、增加一飛輪，計算等效驅動力矩，阻力矩與轉角之間的關系，設計調整飛輪，使速度更穩(wěn)定。</p><p>　　2. 皮帶傳動時用雙皮帶，可增加傳動效率。</p><p>　　3. 對于凸輪推桿送料機構，可做成凸輪連桿送料機構，這樣可通過改變連桿的尺寸，縮小凸輪的尺寸，達到行程放大的目的，另外中間可減少一個齒輪，降低生產成本和提高傳功效率。</p><p><b&

25、gt;　　七．總結</b></p><p>　　通過這次機械原理的課程設計，使我們完完整整的參與到了實踐當中，讓我深刻體會到了理論與實踐的差距，通過兩周的課程設計，讓我充分體會到實踐的重要性，只有通過實踐才能充分的理解和掌握知識。只有通過實踐，我們才能更好的運用知識。</p><p>　　對于這次課程設計，由于開始時都各自做各自的，大家之間也不交流，造成很多學生卡在中途不前進，

26、后來由于大家在一塊做，相互之間交流心得，使得效率一下大大提高。通過互相的交流，使得我們的思維更開闊。</p><p>　　這次課程設計還是比較成功的，通過這次的課程實際，使得學生在獨立思考能力和解決問題的能力方面都有所提高?？梢哉f是一次對課程的系統(tǒng)的匯總，也可以說是一次對知識的更深一次的拓展。</p><p>　　在這次課程設計中也反映出來了我們平時基礎不牢等一系列的問題，造成設計中不盡完

27、美，這也為我們敲響了警鐘，警示我們在以后的學習總要認認真真、踏踏實實牢固基礎。</p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　1. 孫恒主編. 機械原理. 北京：高等教育出版社，2007</p><p>　　2. 席偉光，楊光，李波. 機械設計課程設計. 北京：高等教育出版社，2003</p><p&g