機(jī)械原理課程設(shè)計---小型臥式模鍛機(jī)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1、設(shè)計要求</b></p><p><b>　　2、運(yùn)動方案擬定</b></p><p>　　3、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的比較選擇及計算</p><p><b>　　4、運(yùn)動循環(huán)圖</b><

2、/p><p><b>　　5、傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計</b></p><p><b>　　6、原動機(jī)的選擇</b></p><p><b>　　7、設(shè)計總結(jié)與體會</b></p><p><b>　　8、附錄</b></p><p><b

3、>　　9、參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　1、設(shè)計要求</b></p><p><b>　　一、設(shè)計題目</b></p><p>　　為鍛造長桿類鍛件（如圖1所示鍛件，系用棒料局部鐓粗而成），今需設(shè)計一臺將桿料水平置放后用活動凹模3（如圖2所示）及固定凹模2將其夾緊后再用水平置放的沖頭1進(jìn)行

4、頂鍛工作的臥式模鍛機(jī)。擬用電動機(jī)通過傳動裝置帶動夾料機(jī)構(gòu)首先使活動凹模3向前移動，與固定凹模2合攏，以夾緊棒料。然后主滑塊1帶動沖頭進(jìn)行頂鍛，鍛件成形后，待沖頭1返回離開凹模后（返回距離約占沖頭全行程的1/8~1/3），由夾料機(jī)構(gòu)帶著凹模3返回，松開桿料回到初始位置。在頂鍛過程中要求兩半凹模始終處于夾緊狀態(tài)，不能自動松開。要求設(shè)計該小型臥式模鍛機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳動系統(tǒng)，以滿足上述頂鍛工藝要求。</p><p>　　圖

5、6—23  鍛件  圖6—24 臥式模鍛機(jī)執(zhí)行構(gòu)件</p><p><b>　　二、設(shè)計數(shù)據(jù)與要求</b></p><p>　　電動機(jī)同步轉(zhuǎn)速：nm=1000r/min或1500r/min；</p><p>　　沖頭頂鍛次數(shù)為每分鐘50~75次；</p><p>

6、;　　主滑塊1的全行程H=200~380mm；</p><p>　　頂鍛工藝開始后沖頭的工作行程H1=(1/2~2/3)H；</p><p>　　夾緊滑塊3的總行程h=60~80mm；</p><p>　　作用在主滑塊上的頂鍛力F1=250~500KN；</p><p>　　作用在夾緊滑塊3上的夾緊力F2=F1/3；</p>&

7、lt;p>　　要求該模鍛機(jī)的機(jī)械效率高，振動沖擊小。</p><p><b>　　2、運(yùn)動方案擬定</b></p><p><b>　　一、運(yùn)動功能分析</b></p><p>　　本機(jī)構(gòu)中，原動機(jī)以轉(zhuǎn)動形式輸出功率，根據(jù)機(jī)構(gòu)要求，可以確定，需要將原動機(jī)高速轉(zhuǎn)動經(jīng)過降速后傳動給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。根據(jù)設(shè)計要求，執(zhí)行機(jī)構(gòu)需進(jìn)行夾

8、緊和頂鍛的運(yùn)動要求，同時夾緊和頂鍛過程需要符合相應(yīng)的配合要求。</p><p><b>　　二、運(yùn)動轉(zhuǎn)換</b></p><p><b>　　運(yùn)動轉(zhuǎn)換功能圖：</b></p><p><b>　　三、運(yùn)動機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　功能樹狀圖：</

9、b></p><p><b>　　原動機(jī)</b></p><p>　　小型臥式模鍛機(jī) 傳動機(jī)構(gòu)</p><p><b>　　執(zhí)行機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　3、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的比較選擇及計算</p><p>　?、夙斿憴C(jī)構(gòu)的設(shè)計與選擇</p&g

10、t;<p><b>　　方案一：</b></p><p><b>　　圖3-1</b></p><p><b>　　圖3-2</b></p><p><b>　　機(jī)構(gòu)說明：</b></p><p>　?、?r=100mm n=60

11、r/min</p><p>　?、?此機(jī)構(gòu)中，沖頭的全行程為200mm，頂鍛工藝中沖頭的工作行程為100mm。</p><p>　?、?在圖3-2中，曲柄1可以繞滑塊3轉(zhuǎn)動，這樣可以實現(xiàn)整個機(jī)構(gòu)在一個運(yùn)動周期內(nèi)的運(yùn)動可行性。</p><p><b>　　機(jī)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)分析：</b></p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：⑴圖3-2中，2

12、的運(yùn)動方向始終與沖頭的運(yùn)動方向一致，因此可承受更大的力F。</p><p>　?、撇捎脠D3-2中的三角形桁架結(jié)構(gòu)，可以提高構(gòu)件的受力穩(wěn)定性。</p><p>　?、歉鶕?jù)圖3-1可知，沖頭的位移s與曲柄的半徑r有以下關(guān)系：</p><p><b>　　s=r*sin</b></p><p>　　因此，此機(jī)構(gòu)更利于計算滑塊與

13、曲柄間的運(yùn)動位置關(guān)系。</p><p>　　缺點(diǎn)：曲柄上的滑塊3將1和2連接，會有一定的裝配難度。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p><b>　　圖3-3</b></p><p><b>　　計算得：</b></p><p>

14、　　a2b2-104b2+108=0</p><p>　　則：a2=(104b2-108)/b2</p><p><b>　　圖3-4</b></p><p>　　使曲柄在圖3-4位置時，開始頂鍛工藝。</p><p><b>　　則： </b></p><p>　　有急回特

15、性：=25°</p><p><b>　　K=1.32</b></p><p><b>　　機(jī)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)分析：</b></p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：⑴有急回，可以縮短非工作段的時間，增加工作段的時間，可減小桿件的受力。</p><p>　?、平Y(jié)構(gòu)簡單，裝配方便。</p><

16、p>　　缺點(diǎn)：傳力效果不佳，且曲柄與連桿的運(yùn)動關(guān)系計算比較復(fù)雜。</p><p>　　綜上所述：選擇方案一</p><p>　?、趭A緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計與選擇：</p><p><b>　　圖3-5</b></p><p>　　假設(shè)：ED=a, CD=b, DF=c, 滑塊1的行程=d, ∠EFD=</p>

17、<p>　　滑塊2的兩極性位置間距為60mm，在滑塊2在夾緊行程的最后10mm范圍內(nèi)滿足最小傳動角的要求（即<50°）</p><p><b>　　圖3-6</b></p><p>　　根據(jù)圖3-6，可知：</p><p>　　在滑塊2在夾緊行程中距離點(diǎn)F2時應(yīng)該有以下結(jié)論：</p><p>　

18、　cos=(c2+(a+c-10)2-a2)/(2*a*(c-10)), <50°</p><p>　　得：a=(c2+(c-10)2-2c(c-10)cos)/(2c cos+20-2c)</p><p>　　其中2c cos+20-2c>0</p><p>　　可算出：c<10/(1-cos)</p><p>

19、　　利用C語言，可得出若干多個解，從中選擇較合適的解：</p><p><b>　　圖3-7</b></p><p>　　根據(jù)圖3-7，可以看出，左圖的傳力效果要好于右圖，因此選用左圖的具體參數(shù),同時可知滑塊1的極限位置間距離為72.6mm。</p><p><b>　　4、運(yùn)動循環(huán)圖</b></p><

20、;p><b>　?、僦本€式運(yùn)動循環(huán)圖</b></p><p>　?、谕膱A式運(yùn)動循環(huán)圖</p><p><b>　　5、傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計</b></p><p><b>　?、僦鬏S設(shè)計</b></p><p>　　主軸的半徑r=25mm</p><p&g

21、t;　　主軸的轉(zhuǎn)速為50r/min</p><p>　?、谄л喤c齒輪的尺寸與設(shè)計</p><p>　　皮帶輪傳動中，r小=100mm,r大=20mm</p><p>　　齒輪傳動中，采用正傳動，二級傳動，一級和二級的傳動比都是2:1（緊湊齒輪）</p><p><b>　　圖中，輪系中：</b></p>

22、<p>　　z1=17,m1=6</p><p>　　z2=34,m2=6</p><p>　　z2′=17,m2′=6</p><p>　　z3=34,m3=6</p><p><b>　?、弁馆啓C(jī)構(gòu)的設(shè)計</b></p><p>　　根據(jù)rb=2r可算出，凸輪基圓半徑rb=50mm,

23、又由圖3-7中所示d=72.6mm可知，凸輪的兩極限位置半徑之差為72.6mm。</p><p><b>　　凸輪機(jī)構(gòu)示意圖：</b></p><p>　　利用CAD繪制出凸輪的輪廓：</p><p>　　凸輪1、2主要參數(shù)：</p><p>　　凸輪的基圓rb =50mm,rmin=rb=50mm,rmax=rb+72

24、.6=132.6mm</p><p>　　轉(zhuǎn)子的半徑rr=10mm，偏距e=10mm</p><p><b>　　6、原動機(jī)的選擇</b></p><p>　　已知：頂鍛滑塊受阻力F1=300kN，夾緊滑塊受阻力F2=F1/3=100kN</p><p>　　頂鍛滑塊的工作位移s1=100mm,凸輪機(jī)構(gòu)在夾緊滑塊工作時間

25、段內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度α=150°,凸輪機(jī)構(gòu)上受到的阻力為F3，滾子的偏距e=10mm,主軸轉(zhuǎn)動一周的時間的T=1.2s。</p><p>　　頂鍛機(jī)構(gòu)處消耗的功率為P1，夾緊機(jī)構(gòu)處消耗的功率為P2 ，原動機(jī)功率為P。</p><p>　　原動機(jī)功率計算如下：</p><p>　　P1=F1×S1／(T×0.25)=100000W=10Kw

26、</p><p><b>　　根據(jù)圖3-7可知：</b></p><p>　　F3=F2(tan46°+tan47°)=210.8Kn</p><p>　　P2=F3×e(T×150°/360°)=1054W=1.054kW</p><p>　　綜上：P=P1+

27、P2=11.054kW</p><p>　　因此原動機(jī)得功率為11.054Kw,轉(zhuǎn)速為1000r/min。</p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)【2】：原動機(jī)選擇Y132M2-6型電機(jī)</p><p><b>　　7、設(shè)計總結(jié)與體會</b></p><p>　　進(jìn)入大學(xué)快兩年了，這還是我第一次做課程設(shè)計，我覺得課程設(shè)計很能鍛煉一

28、個人，課程設(shè)計可以使我們從書本純理論的世界里走出來，而是在理論加實踐的道路上自我探索。</p><p>　　歷時兩個星期，我們的這次課程設(shè)計也快接近尾聲，對此我有一些心得體會。</p><p>　　首先，我覺得機(jī)械原理課程設(shè)計是對之前所學(xué)《機(jī)械原理》一書的全面把握，其所需的知識分布在全書的各個角落。因此，在做課程設(shè)計之前，我把機(jī)原一書又復(fù)習(xí)了一遍，對于一些難點(diǎn)、重點(diǎn)知識也進(jìn)行了認(rèn)真地學(xué)習(xí)。

29、通過課程設(shè)計，將書中的許多章節(jié)的知識串聯(lián)在一起，這也為期末考試作了一點(diǎn)準(zhǔn)備。</p><p>　　其次，學(xué)會了機(jī)械原理，就做機(jī)械原理課程設(shè)計，對于第一次做課程設(shè)計的我來說確實是個不小的挑戰(zhàn)。在設(shè)計中常常會遇到一些未知的參數(shù)，而這些參數(shù)又無法通過其他已知數(shù)據(jù)推算出來，因此只能自己確定。由于我們?nèi)狈ο嚓P(guān)的實際經(jīng)驗，所以在確定這些數(shù)據(jù)的時候，不清楚這些參數(shù)是否能滿足機(jī)器運(yùn)動的要求、是否能滿足加工工藝的要求。所以，在以后

30、學(xué)習(xí)和工作中，應(yīng)盡可能多的去積累相關(guān)的經(jīng)驗，以使我們的設(shè)計更加的完善。</p><p>　　最后，我感覺這次課程設(shè)計中，需要查閱很多的文獻(xiàn)，這些都是從網(wǎng)絡(luò)和一些相關(guān)專業(yè)的資料上查到的，這也為設(shè)計解決了不少的難題。在設(shè)計中，也要注意團(tuán)隊的配合，相互之間的交流學(xué)習(xí)是十分重要的。</p><p><b>　　8、附錄</b></p><p>　　計算

31、圖3-7中桿a、c長度的相關(guān)c語言程序：</p><p>　　#include<stdio.h></p><p>　　#include<math.h></p><p><b>　　main()</b></p><p><b>　　{</b></p><p&

32、gt;<b>　　int c;</b></p><p>　　double a,s1,s2,x;</p><p>　　for(c=65;c<100;c++)</p><p>　　for(x=0.25;x<=0.87;x=x+0.01)</p><p><b>　　{</b></p&g

33、t;<p>　　s1=(c*c+sqrt(c-10)-2*c*(c-10)*cos(x));</p><p>　　s2=2*c*cos(x)-2*(c-10);</p><p><b>　　a=s1/s2;</b></p><p>　　if(a>=50&&a<=100)</p><p

34、>　　printf("c=%d,x=%f,a=%f\n",c,x,a);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　9、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】申永勝.機(jī)械原理教程（

35、第二版）.清華大學(xué)出版社</p><p>　　【2】鄒慧君.機(jī)械原理課程設(shè)計手冊.高等教育出版社</p><p>　　【3】魯屏宇.工程圖學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　【4】丁海軍.程序設(shè)計基礎(chǔ)（C語言）.北京航空航天出版社</p><p>　　【5】管榮法.凸輪與凸輪機(jī)構(gòu).國防工業(yè)出版社</p><p>