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1、第一章 概述背景棒料校直是机械零件加工前的一道准备工序,区别于调直或矫直，校直主要用于对热处理后的金属件的校直。若棒料弯曲，就要用大棒料才能加工出一个小零件，如图1所示，材料利用率不高，经济性差。故在加工零件前需将棒料校直。现要求设计一短棒料校直机。确定机构运动方案并进行执行机构与传动系统的设计。我将完成校直机的送料机构和校直机构等及整体系统的设计。图1 待校直的弯曲棒料设计需求技术要求：棒料材料为45钢, 棒料校直机其他原始设计数据如表1所示。设计数据：表1 棒料校直机原始设计数据参数直径d2(mm)长度L(mm)校直前最大曲率半径(mm)最大校直力(KN)棒料在校直时转数(转)生产率(根/
2、分)1321003001.9250设计要求：1)给出机构运动方案，至少两个方案并比较优缺点2)根据已知数据确定构件运动尺寸，并绘制机构运动简图。（A3）3)针对所选机构绘制装配图（A2）4)绘制两个主要零件的零件图。（2xA2）5)编写课程设计说明书工作原理校直机的工作原理：辊子的位置与被校直制品运动方向成某种角度，两个或三个大的是主动压力辊，由电动机带动作同方向旋转，另一边的若干个小辊是从动的压力辊，它们是靠着旋转着的圆棒或管材摩擦力使之旋转的。为了达到辊子对制品所要求的压缩，这些小辊可以同时或分别向前或向后调整位置，一般辊子的数目越多，校直后制品精度越高。制品被辊子咬入之后，不断地作直线或
3、旋转运动，因而使制品承受各方面的压缩、弯曲、压扁等变形，最后达到校直的目的.1) 用平面压板搓滚棒料校直(图2)。此方法的优点是简单易行，缺点是因材料的回弹，材料校得不很直。2) 用槽压板搓滚棒料校直。考虑到“纠枉必须过正”，故将静搓板作成带槽的形状，动、静搓板的横截面作成图3所示形状。用这种方法既可能将弯的棒料校直，但也可能将直的棒料弄弯了，不很理想。3) 用压杆校直。设计一个类似于图4所示的机械装置，通过一电动机，一方面让棒料回转，另一方面通过凸轮使压杆的压下量逐渐减小，以达到校直的目的。其优点是可将棒料校得很直；缺点是生产率低，装卸棒料需停车。4) 用斜槽压板搓滚校直。静搓板的纵截面形状
4、如图5所示，其槽深是由深变浅而最后消失。其工作原理与上一方案使压下量逐渐减小是相同的，故也能将棒料校得很直。其缺点是动搓板作往复运动，有空程，生产效率不够高。虽可利用如图所示的偏置曲柄滑块机构的急回作用，来减少空程损失，但因动搓板质量大，又作往复运动，其所产生的惯性力不易平衡，限制了机器运转速度的提高，故生产率仍不理想。5) 行星式搓滚校直。如图6所示，其动搓板变成了滚子1，作连续回转运动，静搓板变成弧形构件3，其上开的槽也是由深变浅而最后消失。这种方案不仅能将棒料校得很直，而且自动化程度和生产率高，所以最后确定采用此工作原理。图2平面压板搓滚棒料校直 图3 槽压板搓滚棒料校直图4 压杆校直图
5、5 斜槽压板搓滚校直图6 行星式搓滚校直第二章 总体方案设计执行机构运动方案的拟定滚子 弧形搓板 弹簧图7给出了两种校直机构方案，其中图a）为曲柄摇杆机构与齿轮、齿条机构组合，图b）为摆动推杆盘形凸轮机构与导杆滑块机构的组合，曲柄（或凸轮）每转一周送出一根棒料。由于凸轮机构能使送料机构的动作和搓板滚子的运动能更好的协调，故图b）的执行机构运动方案优于图a），下面设计计算针对图b）方案进行。 a) b)图7 行星式棒料校直机执行机构运动方案传动系统运动方案的拟定初步拟定的传动方案如图8所示。驱使动搓板滚子1转动的为主传动链，为提高其传动效率，主传动链应尽可能简短，而且还要求冲击振动小，故图中采用
6、了一级带传动和一级齿轮传动。传动链的第一级采用带传动有下列优点：电动机的布置较自由，电动机的安装精度要求较低，带传动有缓冲减振和过载保护作用。图8 行星式棒料校直机传动方案第三章 机构设计计算执行机构设计由于动搓板滚子1直接装在机器主轴上，只有执行构件，没有执行机构，故只需对送料机构进行设计。对于图7 b）所示得运动方案，送料机构的设计，实际上就是摆动推杆盘状凸轮机构的设计。凸轮轴的转动是由滚子轴（传动主轴）的转动经过齿轮机构传动减速而得到的。下面来讨论滚子轴与凸轮轴间的传动比应如何确定。应注意在校直棒料时，不允许两根棒料同时进入校直区，否则将因两根棒料的相互干扰，可能一根棒料也未被校直。所以
7、一定要待前一根棒料退出落下后，后一根棒料才能进入校直区。滚子设计设滚子1的直径，棒料的直径为，校直区的工作角为，从棒料进入到退出工作区，滚子1的转角为。因在棒料校直时的运动状态跟行星轮系传动一样，弧形搓板相当于固定的内齿轮，其内径为，角相当于行星架的转角，根据周转轮系的计算式，即可求得滚子1的相应转角，即 故 =120x2(224+32)/32设已确定为了校直棒料，棒料需在校直区转过的转数为，校直区的工作角为，则滚子1的直径，可由下式确定： 为了保证不出现两根棒料同时在校直区的现象，应在滚子1转过角度时，送料凸轮4才转一转，由此可定出齿轮的传动比为 图中采用了二级齿轮减速。对于题目数据，设校直
8、区的工作角为1200，则由上面公式可求得滚子1的直径224mm，滚子1的转角为19200，故取j1=19500,从而求得齿轮的传动比为ig5.41。分配传动比iab x ibc=3x1.8故取Zc130，Zb=72,Za24。滑块设计送料滑块应将棒料推送到A点，设推送距离对应的圆心角为300，则可求得滑块行程约为120mm。弹簧设计设计速度为50根/分。弹簧拉回速度要快。F=kx弹簧的弹性系数k取F/x=20摆杆设计若取摆杆长lCF400mm，则其摆角为17.25o。凸轮设计（略）弧形搓板设计（略）传动系统设计原动机选为Y100L2-4异步电动机，电动机额定功率P=3KW ，满载转速n=142
9、0rpm，则传动系统的总传动比为in/n1，其中n1为滚子1的转速。对于题目数据，n11950050/3600 =271，总传动比为i5.24，若取带传动的传动比为ib2.0,则齿轮减速器的传动比为ig5.24/2.0=2.63，故采用单级斜齿圆柱齿轮减速器。第四章 画图绘制机构运动简图。（A3）针对所选机构绘制装配图（A2）绘制两个主要零件的零件图。（2xA2）第五章 设计总结课程设计是机械设计当中的非常重要的一环，本次课程设计时间不到两周略显得仓促一些。但是通过本次每天都过得很充实的课程设计，从中得到的收获还是非常多的。 这次课程设计我得到的题目是设计棒料校直机送料机构，由于理论知识的不足
10、，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手。在老师的谆谆教导，和同学们的热情帮助下，使我找到了信心。现在想想其实课程设计当中的每一天都是很累的，临答辩那两天更是一直画图到深夜两点才爬到床上去。有的同学更是选择了一整夜的学习画图找资料。其实正向老师说得一样，设计所需要的东西都在书上了，当时自己老是想找到什么捷径来完成这次任务。但是机械设计的课程设计没有那么简单，你想copy或者你想自己胡乱蒙两个数据上去来骗骗老师都不行，因为你的每一个数据都要从机械设计书上或者机械设计手册上找到出处，不然的话就麻烦了。我因为这个就吃了不少的亏。虽然种种困难我都已经克服，但是还是难免我有些
11、疏忽和遗漏的地方。完美总是可望而不可求的，不在同一个地方跌倒两次才是最重要的。抱着这个心理我一步步走了过来，最终完成了我的任务。 再设计过程中培养了我的综合运用机械设计课程及其他课程理论知识和利用生产时间知识来解决实际问题的能力，真正做到了学以致用。在此期间我我们同学之间互相帮助，共同面对机械设计课程设计当中遇到的困难，培养了我们的团队精神。在这些过程当中我充分的认识到自己在知识理解和接受应用方面的不足，特别是自己的系统的自我学习能力的欠缺，将来要进一步加强，今后的学习还要更加的努力。本次课程设计不仅仅是对自己所学的知识的一次系统总结与应用，还是对自己体质的一次检验，检验结果是不合格。在本次课程设计当中，由于天冷，也由于课程设计的环境艰苦，许多的同学都感冒了，更有几个同学是刚打完点滴，就开始设计，精神可嘉。我在这次课程设计当中，也不幸得感了冒，现在设计完了就可以好好地睡上一觉了。 本次课程设计由于时间的仓促，还有许多地方有不足之处。再加上课程设计选在临近研究生考试期间进行，就更显得不是很人性化了。但是艰难困苦玉汝于成，机械设计课程设计看来我是无法忘记的了。第六章 参考文献3 棒料校直机-低压电器1975年03期
