机械原理课程设计-锁梁自动成型机床扳弯机构设计

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1、 课程设计课程名称： 机械设计 学 院：机械工程学院 专 业：农业机械化及其自动化 姓 名： 学 号： 年 级： 2008 级 081 班 任课教师： 2011 年 1 月 14 日 机 械 原 理 课 程 设 计 1贵州大学机械工程学院机械原理课程设计任务书 （）锁梁自动成型机床扳弯机构设计班级： 姓名： 学号： 目 录一 、方 案 设 计 任 务 书 3二 、设计原理及有关分析 4三 方 案 选 择 及 对 比 7四 、最 优 方 案 的 分 析 与 设 计 16五 、设 计 总 结 17六 、参 考 资 料 18附 图 I： 扳 弯 原 理 图附 图 II： 机 构 运 动 循 环 图附

2、图III：机械系统运动方案图 机 械 原 理 课 程 设 计 2一、方 案 设 计 任 务 书1、 机构说明和加工示意图锁梁自动成型机床加工锁梁（即挂锁上用与插入门扣的钩状零件）的工序为：将盘圆钢条校直、切槽、车圆头、切断和扳弯成型。本机构为该机床的扳弯成型工艺部分，由送料机构、定位机构和扳弯机构组合而成。扳弯成型加工原理如下图：送料滑块1将工件2送到扳弯工位后即返回，定位销3上升至锁梁槽内，将锁梁卡住，扳弯架4转动扳弯角度，扳弯架上的滚轮6绕固定滚轮5也转过扳弯角度，将锁梁扳弯成型。然后扳弯架返回原位，定位销下降，松开工件，待送料滑块第二次送进时将已扳弯成型的工件推出工位。 件 LD2131

3、22、设计分析（1）、本课题着重设计锁梁自动成型机床加工锁梁扳弯机构，不用考虑送料滑块的控制传动部分。（2）、由于锁梁自动成型机床加工锁梁是圆钢零件，所以扳弯机构需要比较大的力使其被扳弯。（3）、扳弯机构的原动机为电动机（要求已给出），其输出的是圆周 机 械 原 理 课 程 设 计 3运动，而执行机构实现的是直线运动，因此要选择把旋转运动变成直线运动的机构。并且在设计冲压机构中要注意到机构运动过程中的急回和匀速进给特性。（4）、设计过程中主要以传统的设计方法为主，其次利用计算机的强大功能来进行辅助的设计，以选择最优的方案和节省大量的计算时间。3、机构设计的有关数据(1)生产率： 20 件/分(

4、2)机电输入转速： n1= 900 转/分(3)工件尺寸：L= 190 D1= 8 D2= 5 (4) 扳弯角度 185 度；齿轮模数 6。4、课程设计项目内容a) 目标分析：根据设计任务书中规定的设计任务，进行功能分析，作出工艺动作的分解，明确各个工艺动作的工作原理。b) 创新构思：对完成各工艺动作和工作性能的执行机构的运动方案进行全面构思。对各可行方案进行运动规律设计、机构型式设计和协调设计。c) 方案拟定：拟定总体方案，进行执行系统、传动系统、原动机的选择和基本参数设计。d) 方案评价：对各行方案进行运动分析、力分析及有关计算、以进行功能、性能评价和技术、经济评价。e) 方案决策：在方案

5、评价的基础上进行方案决策，在可行方案。确认其总体设计方案，绘制系统运动简图、编写总体方案设计计算机说明书。5、 课程设计要求 机 械 原 理 课 程 设 计 4f) 按工艺动作设计多个组合机构的总体方案，根据评标的运动特性、传力特性、工作可靠性、结构紧凑性和制造经济性等进行分析比较，最后确定一、二个较好的方案，拟定出运动方案示意图。g) 分解工艺动作，根据生产率绘制送料机构、定位机构和扳弯机构（或进刀机构）的运动循环图。 （4 号图）h) 根据生产率和电机转速，设计传动系统。i) 用图解法对送料机构、定位机构和扳弯机构（或进刀机构）进行运动设计，绘制组合机构的运动简图。 （4 号图）j) 用计

6、算机辅助设计对送料机构进行运动分析：i. 编制计算流程框图。ii. 根据计算流程框图编制主程序，上机计算及打印结果。k) 用计算机辅助设计对凸轮机构进行设计，绘出凸轮轮廓和从动件位移曲线l) 编写课程设计说明书。内容包括：设计题目、工艺要求、设计内容、方案选择与比较、各机构类型和运动参数的选择、机构运动设计步骤、设计结构、设计结构、传动系统设计、机构运动分析计算流程框图、主程序及计算结构、凸轮机构设计、参考资料目录和设计小结、致谢。二 、 方 案 选 择 与 对 比1、 锁梁自动成型机床扳弯机构的功能与设计要求将切削加工的金属材料加工成图 2.1 所示的零件，可采用附 图 I 所示的扳弯机构来

7、实现。用一扳弯滚子将工件压在一圆弧模块上，然后绕圆弧模块转一角度，可将工件扳成与圆弧模块板将相对应得弧形。 图 2.1 机 械 原 理 课 程 设 计 52、功能原理设计图 2.1 所示为挂锁的一个零件，称为“锁梁” 。锁梁自动成型机床扳弯机构的功能是将已切削加工后的材料进行扳弯再加工成“锁梁” 。设计要求和参数为：附 图 I： 扳 弯 原 理 图1“锁梁”的形状如图 2.1 所示；2连续自动生产；3生产能力为件 20 件/min；4加工质量要达到规定的技术要求；5机械系统运动方案应力求简单，可靠。3、功能分解为了实现将已切削加工的工件加工成锁梁的总功能，可将总功能分解为如下分功能：1）切削成

8、型工件送料功能；2）送料定位功能；3）工件扳弯功能。逻辑功能如图 2.3：图 2.3 机 械 原 理 课 程 设 计 64、机构运动转换功能图经过对机构的功能分析、功能原理解、功能原理工艺过程分解后，确定机构运动分为送料、定位、扳弯三功能。送料机构为执行构件左右往复运动，定位机构为执行构件上下往复运动，搬弯机构为执行构件往复摇摆运动。为了减少控制环节，决定采用一个电动机的驱动方式。由于电动机的转速与执行构件的运动速度有较大的差距，因此，在电动机与执行构件之间要有减速机构，由于电动机是连续转动，要得到执行构件的往复移动，还必须要有将转动变为往复移动的装置。根据这些要求，绘制出如下的运动转换功能图

9、 2.4。图 2.45、形态学矩阵法创建机构运动方案 机 械 原 理 课 程 设 计 7根据机械系统运动转换功能图可构成形态学矩阵，由下表 2.5 所示的形态学矩阵可求出锁梁自动扳弯机系统运动方案数为：N = 3333333= 2187 种可由给顶的条件，各机构的相容性，各机构的空间布置，类似产品的借鉴和设计者的经验等，从中选出若干个较为实际可行的方案，然后从选出的若干个方案中用评价方法选出最优方案。表 2.5 机 械 原 理 课 程 设 计 86、 根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图 机械系统运动方案有 3 个执行构件需要进行运动协调设计，它们是送料夹持器、定位杆、实现扳弯功能的小链轮

10、，在附 图 II 所示的运动循环图中，分别用送料、定位和扳弯来表示。图中的横坐标表示主轴的转角，送料的纵坐标表示夹持器的运动（由右向左为正） ，定位的纵坐标表示定位杆的运动（由下向上为正） ，扳弯的纵坐标表示小链轮的运动（顺时针转向为正） 。 附 图 II： 机 构 运 动 循 环 图如附 图 II 所示：2、根据运动循环图以及生产率分配时间如下表所示： 机 械 原 理 课 程 设 计 9执行阶段 运动阶段 运动时间（s） 分配角度（）送料阶段 送料回程25/1035/10150210定位阶段 远休拔销近休放销35/305/585/305/5706017060扳弯阶段 近休扳弯远休退回115/

11、3035/305/155/7.52307020407、传动机构的比较与选择机械系统中的传动机构是把原动机输出的机械能传递给执行机构并实现能量的分配、转速的改变及运动形式的改变的中间装置。传动机构最常见的有齿轮传动、带传动、蜗杆传动等。他们的特点如表特点 寿命 应用齿轮传动承载能力和速度范围大；传动比恒定，采用卫星传动可获得很大传动比，外廓尺寸小，工作可靠，效率高。制造和安装精度要求高，精度低时，运转有噪音；无过载保护作用取决于齿轮材料的接触和弯曲疲劳强度以及抗胶合与抗磨损能力金属切削机床、汽车、起重运输机械、冶金矿山机械以及仪器等蜗杆传动结构紧凑，单级传动能得到很大的传动比；传动平稳，无噪音；

12、可制成自锁机构；传动比大、滑动速度低时效率低；中、高速传动需用昂贵的减磨材料；制造精度要求高，刀具费用贵。制造精确，润滑良好，寿命较长；低速传动，磨损显著金属切削机床（特别是分度机构） 、起重机、冶金矿山机械、焊接转胎等带传动轴间距范围大，工作平稳，噪音小，能缓和冲击，吸收振动；摩擦型带传动有过载保护作用；结构简单，成本低，安装要求不高；外廓尺寸较大；摩擦型带有滑动，不能用于分度链；由于带的摩擦起电，不宜用于易燃易爆的地方；轴和轴承上的作用力很大，带的寿命较短带轮直径大，带的寿命长。普通 V 带 3500-5000h金属切削机床、锻压机床、输送机、通风机、农业机械和纺织机械 机 械 原 理 课 程 设 计 10链传动轴间距范围大；传动比恒定；链条组成件间形成油膜能吸振，对恶劣环境有一定的适应能力，工作可靠；作用在轴上的荷载小；运转的瞬时速度不均匀，高速时不如带传动平稳；链条工作时，特别是因磨损产生伸长以后，容易引起共振，因而需增设张紧和减振装置与制造质量有关5000-15000h农业机械、石油机械、矿山机械、运输机械和起重机械等由上述几种主要的传动装置相互比较，齿轮传动、带传动用于减速，扳弯机构使用链轮传动。齿轮传动可靠、准确，链传动距离较远并可靠。8、 传动比的选择如图 2.2 所示，由于电动机转速为 9