自動送料沖床機構的課程設計(含程序)(1)講訴

《自動送料沖床機構的課程設計(含程序)(1)講訴》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《自動送料沖床機構的課程設計(含程序)(1)講訴（21頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、 機械原理課程設計 題目 自動送料沖床機構的設計 學 院 專業(yè)年級 學號姓名 指導教師  機電學院 9 機械工程及自動化

2、 0961010815 劉健 張洪雙 二○一一 年 六 月 機械原理課程設計任務書 2011 年 6 月 機械原理課程設計 指導老師：張洪雙 一、設計題目：自動送料沖床機構綜合與傳動系統(tǒng)設計 二、工作原理及工藝動作過程： 圖 1 為某沖床機構運動方案示意圖。該沖床用于在板料上沖制電動玩具中需要的薄齒 輪?！倦妱訖C通過 V 帶傳動和齒輪傳動（圖中未畫出）帶動大齒 輪轉動，（另加解釋）】通過連桿 A / C 帶動滑塊上下往復運動，實現沖制工藝。四桿機構 O1AB 2O2

3、 和齒輪機構實現自動送料。 圖 1 沖床機構運動方案示意圖 三、原始數據及設計要求： 依據沖床工礦條件的限制，預先確定了有關幾何尺寸和力學參數，如表 1 所示。 2011 年 6 月 機械原理課程設計 指導老師：張洪雙 表 1 沖床機構設計數據

4、 設計要求：設計的沖床機構機構緊湊，機械效率高。 四、設計方案提示： 連桿機構可采用雙搖桿機構，也可采用曲柄搖桿機構 五、設計的主要任務 圖 2 沖頭所受阻力曲線 （ l ）繪制沖床機構的工作循環(huán)圖，使送料運動與沖壓運動重疊，以縮短沖 2011 年

5、6 月 機械原理課程設計 指導老師：張洪雙 床工作周期。 （2）針對圖 1 所示的沖床的執(zhí)行機構（沖壓機構和送料機構）方案，依據設計要求和已知參數，確定各構件的運動尺寸，繪制機構運動簡圖。 （3）假設曲柄等速轉動，畫出滑塊 C 的位移和速度的變化規(guī)律曲線。 （4）在沖床工作過程中，沖頭所受的阻力變化曲線如圖 2 所示，在不考慮 各處摩擦、其他構件重力和慣性力的條件下，分析曲柄所需的驅動力矩。 （5）確定電動機的功率與轉速。 （6）取曲柄軸為等效構件，確定應加于曲柄軸上的飛輪轉動慣量。 （7）確定傳動系統(tǒng)方案，設計傳動系統(tǒng)中各零部件的結構尺

6、寸。 （8）繪制沖床傳動系統(tǒng)的裝配圖與齒輪、軸等的零件圖。 （9）編寫課程設計說明書。 目 錄 2011 年 6 月 機械原理課程設計 指導老師：張洪雙 一、摘要 ??????????????????? 二、自 送料機構的 體 ????????

7、?? 1、沖 機構方案初步 ??????????? 2、 2、送料機構方案初步 ?????????? 3、 3、整體機構運 方案的改 ????????三、 各構件的運 尺寸的 與 算 ??????? 四、 工作循 與 的 算 ?????????? 五、 滑 C 的運 化 律及曲 ???????? 六、 機的功率、 速和 力矩及 量的 算 ??????????????????? 七、 的 和心得 ????????????? 八、參考文獻 ????????????????

8、? 九、附 ??????????????????? 一、摘要 沖壓是金屬塑性成形加工的基本方法之一， 它主要用于加工板料零件， 所以 也稱為板料成形。 沖壓既能夠制造尺寸很小的儀表零件， 又能夠制造諸如汽車大 梁、壓力容器封頭一類的大型零件； 既能夠制造一般尺寸公差等級和形狀的零件， 2011 年 6 月 機械原理課程設計 指導老師：張洪雙 又能夠制造精密（公差在微米級）和復雜形狀的零件。沖壓具有生產率高、加工成本低、材料利用率

9、高、操作簡單、便于實現機械化與自動化等一系列優(yōu)點，在汽車、機械、家用電器、電機、儀表、航空航天、兵器等生產和發(fā)展具有十分重要的意義。 制造沖壓件用的傳統(tǒng)金屬材料，正逐步被各種復合材料或高分子材料替代。在模具設計與制造中，開發(fā)并應用 CAD/CAM 系統(tǒng)，發(fā)展高、新制造技術和 模具、裝置等，以適應沖壓產品的更新換代和各種生產批量的要求。 推廣應用數控沖壓等設備，進行機械化與自動化的流水線沖壓生產。 某些傳統(tǒng)的沖壓加工方法將被液壓成形、 旋壓成形、爆炸成形等新穎的技術所取代，產品的沖壓加工趨于更合理、更經濟 沖模的核心部分是工作零件， 即凸模和凹模。 其形狀和尺寸是由

10、沖壓工序的性質決定的。沖裁沖孔落料模的凸、凹模之間間隙很校，并做成鋒利的刃口，以便形成強大的剪切力進行剪切，使坯件與板料分離 在現代化的機加工過程中， 消耗于送料的時間損失是組成零件單件加工時間的一部分，它屬于輔助時間。要想提高生產率，減少生產中的輔助時間將是非常 重要的一個環(huán)節(jié)。而要想減少輔助時間， 就必須提高生產的自動化程度。 自動送料機構就是為實現生產中送料工序自動化而設計的一種專用機構。 自動送料機構可將沖壓料或沖壓件經過定向機構， 實現定向排列， 然后順序地送到機床或工作地點。 這在自動化成批大量的生產中顯然是實用的， 不但可把操作人員從重復而繁重的勞動中解脫出來，

11、 而且對保證安全生產也是一種行之有效的方法。目前， 國內擁有大量的沖壓機床， 如果能把它們改造成半自動或自動機床，將會充分發(fā)揮機床的潛在力量， 這是一個具有重大意義的事情， 而在機床上安裝自動送料機構，這將大大提高沖壓的生產效率，實現沖壓的完全自動化。 二、自動送料機構的總體設計 2011 年 6 月 機械原理課程設計 指導老師：張洪雙 1、沖壓機構方案初步設計 本設計采用一個曲柄滑塊機構進行沖壓機構， 其簡易結構如 圖 1-1 所示：

12、 圖 1-1 電動機通過 V 帶傳動和齒輪傳動（圖中未畫出）帶動 O1A / 轉 動，通過連桿 A / C 帶動滑塊上下往復運動，實現沖制工藝。 2 、 送料機構方案初步設計 自動送料裝置按送進材料的形式分為送料裝置與上件裝置兩類。 本設計屬于 送料裝置。常見送料機構形式有以下五種： ① 鉤式送料機構 ; ② 凸輪鉗式送料機構

13、; 2011 年 6 月 機械原理課程設計 指導老師：張洪雙 ③ 杠桿送料機構 ; ④ 夾持送料機構； ⑤ 輥軸送料機構。 由于本設計所用的毛坯件厚度比較薄， 不在前三種送料方案所適用的材料厚 度范圍內，第四種和第五種方案適用。 將第四種與第五種方案進行比較， 發(fā)現前 者需要采用斜楔帶動加料爪和滑板運動， 在送料過程中振動會比較大， 從而影響 到送料精度；而后者是使用輥軸送料，過程更為平穩(wěn)，因而，送料精度也較有保 障。綜合考慮各種因素以后，決定采用雙輥送料機構，如下圖 1-2：

14、 3、 整 體 機構運動方案的改進設計 2011 年 6 月 機械原理課程設計 指導老師：張洪雙 考慮到實際的工作情況及技術要求，我們對機構作了進一步改進，其運動簡圖如 1-3 所示：

15、 如果采用慣性輪做原動件，齒輪必須作為“搖桿” ，通過輥輪進行間歇送料傳動， 這樣就增加了設計難度， 而且不易控制于計算。 采用如圖所示的改進機構， 仍以大齒輪為原動件， 通過帶動小齒輪及固連在小齒輪上的“帶缺口輥輪”，仍能達到間歇送料沖壓的目的，減小了設計難度。 三、各構件的運動尺寸計算 2011 年 6 月 機械原理課程設計 指導老師：張洪雙 由上圖中的幾何關系，可分別列出下列式子

16、 ： 2 1 由余弦定理： L24 ( L3 R1 ) 2 2L4 (L3 R1 ) cos 1 R22 L24 ( L3 R1 ) 2 2L4 (L3 R1 ) cos 2 R22 由正弦定理： sin 1 sin 1 L4 R2

17、 1 sin 2 sin 2 L3 R1 R2 2  （ 1） （2） （3） （4） （5） 2011 年 6 月 機械原理課程設計

18、 指導老師：張洪雙 β π arcsin( x （6） 1 ) L4 ( L R2 S) 2 2 2 S)COS( β) （7） R2 L 2(L R2 2 聯立 1、2、3、4、5、6、7 得： R1 150m m R2 360 m m L3 580m m L4 533m m L5 100m m L 160mm 驗證壓力角 α ： ‘ arccos

19、 R22 L23 (L4 R1 ) 2 40.12 2 R2 L3 arccos R22 L23 ( L4 R1 ) 2 90.07 2R2 L3 - min( ) 48.88 max ， 2 四：工作循環(huán)圖與齒輪的計算 2011 年 6 月 機械原理課程設計 指導老師：張洪雙

20、 已知：【 n :生產率 Sn:送料距離 T: 大齒輪轉動周期 部分齒輪每一周傳動 k 次（即板料沖壓 k 次） 則大齒輪對小齒輪的傳動比為 k】 設小齒輪半徑為 r 已知 sn=150mm, n=180件 /min,得 r R1 / k =150/k 又 sn=2πr/2k 解得： k=1.77 K 圓整為 2， r=75,則部分齒輪的設計如下圖： 缺齒所占的角度 θ =(180-1

21、802sn/2π r)/2= 32.7 T=2 60/n=0.667 2011 年 6 月 機械原理課程設計 指導老師：張洪雙 五：滑快 C 的運動

22、變化規(guī)律及曲線 下圖是用 vb 模擬仿真得出的數據和曲線： 2011 年 6 月 機械原理課程設計 指導老師：張洪雙 六：電動機的功率、轉速、飛輪轉動慣量和驅動 力矩

23、 2011 年 6 月 機械原理課程設計 指導老師：張洪雙 【以下公式中各字母的物理意義如下： n :生產率 Sn:送料距離 T : 一個周期 Pr: 等效阻力功率 Pd:等效輸入功率 Fb:沖壓板料最大阻力 1:大齒輪的角速度 2 :小齒輪的角速度 R1 :大齒輪的半徑 r :小齒輪的半徑】 電動機功率 ,飛輪轉動慣量，驅動力矩，轉速計算： 根據滑塊的位移曲線，近似認為下降過程所用時間 (1/2)T,上升過程所用時間（ 1/2）T: 已知： T=0.667 s，H=100 , Fr=2300N, Fb=530N

24、 帶入數據參量： 曲柄 R1 150mm ，搖桿 R2 =360mm ， 支座 L4 =533mm(x=270mm,y=460mm) π 得： 2 =9.42 rad/s 1 T 22 1 =18.84 rad/s 小齒輪 Vr 速度 = 2 r =1413 mm/s 忽略重力所做的功，沖頭上下勻速運動： Pr a Pd  f2 f3 b c d

25、f1 2011 年 6 月 機械原理課程設計 指導老師：張洪雙 Fr 3H 前 (3/4)H: P r1 = 5 4 Fb V =886.8 W T 3 2 4 Fr H 后（ 1/4）H: Pr2 = 4 Fb V =1438.5 W T 1 2 4 上升過程： Fr

26、 H Pr3 = 5 Fb V =886.8 W T 2 Pr1 3T Pr 2 T Pr 3 T Pd=Pr= 8 8 2 =955.8 W 且在一個周期內有 T 根據上式可以畫出如上圖的能量圖， 各陰影面積 f 分別代表的為能量之差 f 1=15 J f 2 =-35 J f 3 =20 J 根據上式可畫出下圖，計算最大盈虧功 W =15 J

27、 b c d a 則飛輪轉動慣量： 2011 年 6 月 機械原理課程設計 指導老師：張洪雙 JF 9 0 [0W ] kg m 2 ‘2 2 =0.8628 n π [ ] M  1  Pd  則 M  Pd  =101.5  N m 1 輸入功率：  P 

28、 Pd 大齒輪轉速： n 30 1 =90r/min 根據文獻【 4】可選擇查得： 電機型號 Y132M1-6, 額定功率 4KW ，轉速 960r/min 減速箱總傳動比為 :k=960/90=10.67 七：設計總結與心得 作為一名機械工程及其自動化專業(yè)大二的學生， 第一次做課程設 計，我覺得這次的課程設計是十

29、分有意義。 2011 年 6 月 機械原理課程設計 指導老師：張洪雙 在已度過的將近兩年的大學生活里我們大多數接觸的是專業(yè)基 礎課。我們在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎課的理論面， 如何去面對現實中的各種機械設計？如何把我們所學到的專業(yè)基礎理論知識用到實踐中去？我想做類似的大作業(yè)就為我們提供了良好的實踐平臺。 在本次課程設計的過程中， 我感觸最深的是查閱了很多次設計書 和指導書。為了讓自己的設計更加完善，更加符合工程標準，一次次 翻閱機械設計書是十分必要的， 同時也是必不可少的。 我們做的是課 程設計，而不是藝術

30、家的設計。藝術家可以拋開實際，盡情在幻想的 世界里翱翔，我們是工程師，一切都要有據可依 .有理可尋，不切實 際的構想永遠只能是構想， 永遠無法升級為設計。 記得我曾經設計了 一個很 “藝術化 ”的減速器箱蓋吊鉤，然后找老師詢問，結果馬上被老 師否定了，因為這樣的設計，理論上可用，實際上加工困難，增加產 品成本。所以我們工程師搞設計不要認為自己是藝術家， 除非是外形 包裝設計。另外，課堂上也有部分知識不太清楚，于是我又不得不邊 學邊用，時刻鞏固所學知識，這也是我作本次課程設計的第二大收獲。

31、 八、參考文獻 【 1】《機械原理課程設計手冊 -鄒慧君》 【 2】《機械原理教程 -申永勝》 【 3】《機械原理輔導與習題》 2011 年 6 月 機械原理課程設計 指導老師：張洪雙 【 4】《機械設計第八版 -濮良貴》 【 5】《solidworks2009從入門到提高》 【 6】《機械設計課程設計指導書》 【 7】《平面連桿機構設計 -張世民》 【 8】《計算機 CAD/CAM 輔助設計》 【 9】《vb 入門與提高》 【 10】《VB 在平面四連桿機構運動分析中的應用》

32、 【 11】《工程圖學 -魯屏宇》 撰寫設計說明書：（課程設計說明書是技術說明書的一種，是對課程設計 的總結。主要內容包括： (1)課程設計題目簡介 ; (2) 功能分解； (3) 原始數據及計算； (4)機械傳動系統(tǒng)的設計計算（簡述方案設計思路及討論、改進） ; (5) 執(zhí)行機構的選型及評價以及設計步驟或分析計算過程 ; (6) 機械運動方案簡圖的繪制、機械運動系統(tǒng)尺度計算、機構運動分析等 (7) 對所設計的結果分析討論 ; (8) 感想與建議。說明書用 16K 紙張書寫，并按以下順序裝訂成冊：封面（按指定的統(tǒng)一格式） 、課程設計任務書、摘要、目錄、正文、參考文獻。 ） 完成日期 ： 2011 年 6 月 25 日 指導教師 張洪雙