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1、机械原理课程设计设计说明书 专用精压机运动简图的设计起止日期： 2015 年 月 5 日 至01 年 6 月 0 日学生姓名 张宗宪班级机械13学号27成绩指导教师(签字)机械工程学院（部）015年 6 月 1 日 / 目 录.课程设计任务书。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。21.设计题目.。.。.。.。.。.。.。.。4.机械机构功能的简单分析.。.。.。.。.。.。.53根据工艺动作和协调要求拟定循环图。.。.。.。.54。执行机构选形。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。5执行机构的选择和比较。.。.。.。.。.。.。.7 6。机构运动简图。.。.。.。.。.。.。.。.。.
2、。.11 7.机构尺寸的设计计算.。.。.。.。.。.。.。12 8.机构的运动学分析（速度与加速度分析）.。.。.。.。14 9.精压机的三维模型。.。.。.。.。.。.。18.参考资料.。.。.。.。.。.。.。.。.。1911。设计总结(心得与体会）.。.。.。.。.。.19湖南工业大学 课程设计任务书 211 学年第2 学期 机械工程 学院(系、部）机械大类 专业 机械1312 班级课程名称: 机械原理课程设计 设计题目：专用精压机运动简图的设计 完成期限:自215 年 6 月 5 日至201 年 6 月 20日共1 周内容及任务一. 原始数据及设计要求)冲压执行机构具有快速接近工件、
3、等速下行拉延和快速成型返回的运动特性；2)制成品生产率约每分钟70件；3)上模移动总行程为280mm,其拉延行程置于总行程的中部,约00mm;4）行程速度变化系数K1.3;5）坯料最大输送距离20m;）上模滑块总质量40kg,最大上产阻力为0N，且假设在拉延区内生产阻力均衡；7）设最大摆动构件线质量为40kg/m，绕质心转动惯量为2kg.m/，质心简化到杆长中点，其他构件质量及转动惯量均忽略不计；）传动装置的等效惯量（以曲柄为等效构件）设为30kg.m2，机器运转不均匀系数=09）电动机规格自选。二设计任务1）冲压机构和送料机械运动方案的拟定； 2)完成工作循环图; 3）对各方案进行定性分析与
4、筛选，选定设计方案； 4）冲压机构的型综合和运动设计； 5）传动系统的设计计算； 6)执行机构的运动尺寸设计； ）绘制正式的整机机构运动简图； )编写设计计算说明书。进度安排起止日期工作内容6.15-6.16构思该机械运动方案 6。118运动分析及作图 1-6.20整理说明书和答辩主要参考资料1 朱理。机械原理M北京:高等教育出版社,20：12002 邹慧君机械原理课程设计。北京:高等教育出版社，209：52指导教师: 邹培海 05 年 月1 日系（教研室）主任：王菊槐 2015年6 月10日 1。设计题目：专用精压机运动简图设计1。1设计原理：专用精压机是用于薄壁铝合金制件的精压深冲工艺,它
5、是将薄铝板一次冲压成为深筒形.专用精压机运动示意图(图1)所示：工艺动作主要有以下两种:1） 将新坯料送至待加工位置；2） 下模固定，上模冲压拉延成形将成品推出模腔。 精压机运动示意图1。2设计要求： 1） 制成品生产率约每分钟0件； 2) 行程速度变化系数K1 3) 坯料最大输送距离2m； 4) 上模滑块总质量0k，最大生产阻力500N，且假设在拉延区内生产阻力均衡； 5) 设最大摆动构件线质量为40k/，绕质心转动惯量为kg。/m，质心简化到杆长中点，其他构件质量及转动惯量均忽略不计； 6） 传动装置的等效传动惯量(以曲柄为等效构件）设为3kg.2，机器运转不均匀系数=0.5.机械机构功能
6、的简单分析2.1 机械机构功能的简单分析 该机构加工的主要为铝合金制件，且需要一次冲压成形。故机构需要较大的冲压力来实现。同时要保证精压的质量，机构需要匀速的冲压过程,因此采用具有较好传动性和较高接触强度的齿轮机构。一方面顾及工作效率的的要求,将凸轮送料机构改成曲柄滑块送料机构,提高了机构的使用寿命。 另一方面为了使整个机构能够快速,紧密,平稳的运行，需要机构的各个部分必须相互配合，并且足够稳定. 动作分解 为使执行机构满足预定的功能要求，应该将机械的总功能分解成若干个分 能由一个执行机构去完成。在本专用精压机设计机构，整个机构可以分为两大执行机构:送料机构和冲压机构。它们根据执行机构的功能要
7、求去完成规定的动作。 详细具体的工艺动作分解如下： 1） 送料机构从侧面将坯料送至待加工位置;2） 上模先以较大的速度接近坯料；3） 上模以近似匀速进行拉延成形工作；4） 上模继续下行将成品推出型腔；5） 上模快速返回，完成一个冲压工作循环。3.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图 由机构循环图(图2）可知：机构在一个运动周期内，当上模运动在机构的正行程时,推杆和上顶机构在再回程中；当上模冲压完成之后，推杆开始将坯料送至待加工位置，上顶机构也同时将成品顶出下模,实现一个工作周期。 机构循环图4执行机构选形 由以上的分析可知，精压机的机构有三个分支:一是为实现竖直运动的冲压机构，二是为实现水平运
8、动送料机构；三是为实现让成品脱落的上顶机构。 冲压机构的设计过程 实现竖直运动的冲压机构应具备下述的几种基本运动功能：1） 上模要完成每分钟70次往复移动运动，因此机构的主动构件转速应为70r/n。以电动机作为原动力,则主加压机构应有运动缩小的功能；2） 由于上模是往复运动,故机构要有运动交替的功能；3） 原动机的输出运动是转动,上模是直线平移运动,所以机构要有运动转换的功能；4） 因为有保压阶段，所以机构上模在下移行程末端有较长的停歇或近似停歇的功能；5） 因为冲头压力较大，所以希望机构有增力的功能,以增大有效作用力,减小原动机的功率。5.执行机构的选择和比较.1冲压机构和送料机构的组合方案
9、一 凸轮-连杆冲压机构+摆杆送料机构(图3) 冲压机构由凸轮控制其运动方式,没有太大的受力,需要的运动结构简单,通过法能够确定凸轮的大致齿廓。 送料机构是由摆杆机构组成的，按机构运动循环图可以确定摆杆工作位置和从动件的运动规律，保证能在规定的时间内将工件送至待加工位置. 凸轮连杆冲压+摆杆送料机构图方案二 摇杆-滑块冲压机构+曲柄滑块送料机构（图） 此方案自由度为1,自由度等于原动件数,能够满足传动要求。机构的加压时间可以比较长,效率高，装配容易，然而唯一不足的是:一级传动角较小. 摇杆滑块冲压机构曲柄滑块送料机构图 方案三 导杆-摇杆滑块冲压机构凸轮送料机构（图5) 如下图所示,冲压机构是在
10、导杆机构的基础上，串联一个摇杆滑块机构的组合而成的.导杆机构是按给定的行程速度变化系数设计的，因此它和摇杆滑块机构组合可达到工作段近似匀速的要求。 送料机构的凸轮通过齿轮机构与曲柄相连.根据机构的运动行程将工件准确地送至待加工位置。 导杆摇杆滑块冲压机构凸轮送料机构图方案四 摆动导杆冲压机构+曲柄-滑块送料机构(图6） 如下图所示，冲压机构经过改进,将其凸轮机构高副低代后得到了由摇杆和滑块机构组成的摆动导杆机构。该方案中的导杆机构的尺寸确定可按给定的行程变化系数K设计,上模将具有急回的特征,摇杆滑块机构的组合可以按照要求使上模在工作阶段速度接近匀速。 送料机构:摇杆滑块送料机构通过齿轮于上部曲
11、柄相连.可以调节其在整个运动中的初始位置，使推杆在预定时间将坯料送至待加工的位置。 摆动导杆冲压机构+曲柄滑块送料机构图.2上顶机构的设计 综合考虑各方面因素，考虑到实际配料被冲压成形之后，假如还存在切边，则成品就不能从下模的下部离开，所以我们需要设计一个更加完善的上顶机构(图7）。使得成品可以由下模滑块将其拉延机构垂直顶出,然后同时由下一个送来的配料将其横向地推出下模工作台面。 上顶机构图 5.冲压机构和送料机构的评价与选定 在以上的四种方案提出来之后,我们分别对各种的方案的优缺点进行详细的对比。各个方案都由不同的基础结构组合而成,且其基本都可以完成设计要求的运动。然而考虑到机构的性能,加工成本和后期的建模，分析等各方面的因素,最后经过同学们的讨论，决定选用方案四. 分析： 方案一，虽然能够无困难的设计出其轮廓曲线,使其满足规定的运动规律，但凸轮与从动件的点或者线的高副接触是很容易磨损的。而且设计要求中机构每分钟70件，机构的运转速度很大。并且其上模滑块的总质量为40g，最大生
