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机械原理课程设计说明书冲压机构.doc

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昆明理工大学机电工程学院第 1 页机 械 原 理—课 程 设计说 明 书院系:机电工程学院专业:机械工程及自动化 98 级姓名:邓荣兵(98051222)陶 姗(98051240)指导老师:吴海涛日期:2000 年 10 月 7 日昆明理工大学机电工程学院第 2 页设计说明书目录一. 设计题目、工作循环图二. 机构造型、结构分析对比及对各方案的评价1.方案一2.方案二3.方案三4.方案四5.结论三. 机构的结构1.机构运动简图2.各部分的描述、所取主要数据3.机构简介四. 主运动机构的运动分析1.6.10 的位置的速度、加速度2.运动线图3.结论五. 主运动机构的受力分析1.6.10 位置的受力分析、受力图、力多边形2.动力参数计算、驱动力矩、电动机选择六. 齿轮机构的设计与计算1.所选主要参数2.几何尺寸计算3.齿轮啮合图及重合系数4.结论`评价七. 凸轮机构的设计与计算1.所取主要参数2.基圆半径确定3.凸轮轮廓4.结论八. 机构自由度计算九. 其它设计十. 设计结果的分析讨论十一. 设计小结十二. 参考资料昆明理工大学机电工程学院第 3 页一、设计题目及工作循环图设计冲制薄壁零件的冲压机构及其相配合的送料机构。(1) 工作图如 a)(2) 主 模先以比较小的速度接近坯 料,然后以匀速进行拉延成 形工作,以后,主模继续下 行将成品推出型腔,最后快 速返回。上模推出下模以后, 送料机构从侧面将坯料送至 待加工位置,完成一个工作 循环。 本题要求设计能使上模按上述运动要求加工零件的冲压机构和从侧面将坯料推送至下模上方的送料机构。二、机构选型、结构分析对比及对各方案的评价1、方案一:齿轮-连杆冲压机构和凸轮-连杆送料机构冲压机构采用了有两个自由度的双曲柄七杆机构,用齿轮副将其封闭为一个自由度。恰当地选择点 C 的轨迹和确定构件尺寸,可保证机构具有急回运动和工作段近于匀速的特性,并使压力角 α 尽可能小。该机构可采用实验法进行设计;当要求较高时,可用解析法,或以实验法得到的结果作为初始值,进行优化设计。送料机构是由凸轮机构和连杆机构串联组成的,按机构运动循环图可确定凸轮工作角和从动件的运动规律,使其能在预定时间将工件推送至待加工位置。设计时若使LOG<L OH,可减小凸轮尺寸。昆明理工大学机电工程学院第 4 页2、方案二:导杆-摇杆滑块冲压机构和凸轮送料机构冲压机构是在导杆机构的基础上,串联一个摇杆滑块机构组合而成的,导杆机构按给定的行程速度变化系数设计,它和摇杆滑块机构组合可达到工作段近于匀速的要求。适当选择导路位置,可使工作段压力角 α 较小。送料机构的凸轮轴通过齿轮机构与曲柄轴相连,按机构运动循环图确定凸轮工作角和从动件运动规律,则机构可在预定时间将工件送至待加工位置。3、方案三:六连杆冲压机构和凸轮-连杆送料机构冲压机构是由铰链四杆机构和摇杆滑块机构串联组合而成的。四杆机构可按行程速度变化系数用图解法设计,然后选择连杆长 LEF 及导路位置,按工作段近于匀速的要求确定铰链点 E 的位置。若尺寸选择适当,可使执行构件在工作段中运动时机构的传动角 γ 满足要求,压力角 α 较小。凸轮送料机构的凸轮轴通过齿轮机构与曲柄轴相连,若按机构运动循环图确定凸轮转昆明理工大学机电工程学院第 5 页角及其从动件的运动规律,则机构可在预定时间将工件送至加工位置。设计时,使LIH<L IR,则可减小凸轮尺寸。4、方案四:自己设计冲压机构是由曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构串联组合而成的。曲柄摇杆机构可以按行程速度变化系数用图解法设计,然后选择连杆长 LDE 及导路的位置。按工作段近于匀速的要求确定铰链点 E 的位置。送料机构的凸轮轴通过齿轮机构与曲柄轴相连。按机构运动循环图确定凸轮工作角和从动件运动规律,则机构可在预定时间将工件送至待加工位置。5、结论:从以上分析进行方案的优化选择。选择二方案最为恰当,α 应尽可能小,这样使得有用分力相对比较大,即有用功率提高,提高了利用率,若 α 过大,可能出现磨擦阻力超过有用分力,降低了效率。与其它三个方案相比,方案二结构最简单、紧凑,能满足的性能指标均优于方案一、三、四,下面对其进行技术设计。三、机构的结构1. 机构的运动简图(见方案二)2. 各部分的描述、所取的主要数据。各部分的描述:①主运动机构:主动件柄 AB 通过滑块 B 和导杆 DC 连接,在导杆机构的基础上串联一个摇杆滑块机构组成。②齿轮传动机构:由一个惰轮和齿轮啮合,将力和速度传到凸轮机构上,齿轮的传动具有传动比稳定和传动平稳的特点。③凸轮机构:凸轮轮廓严格按运动要求设计,所以可以高速起动,动作准确可靠,由于凸轮是高副机构,在高副接触处难以保证良好的润滑而容易磨损,因此传递动力不能太昆明理工大学机电工程学院第 6 页大。④动力部分:通过机构尺
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