专用精压机的设计

湖南工业大学

课 程 设 计

资 料 袋

学院（系、部）

课程名称 机械原理课程设计 指导教师 职称 学生姓名 专业班级 学号

题 目 成 绩 起止日期

2013 年 6 月 23 日～ 2013 年 6 月 27 日

目 录 清 单

机 械 原 理

设计说明书

专用精压机的设计

起止日期： 2013 年 6 月 23 日 至 2013 年 6 月 27 日

学班学成

生姓名 级 号 绩

指导教师(签字)

机械工程学院 2013 年 6 月 23 日

目 录

0.设计任务书……………………………………………… 2 1. 工作原理和工艺动作分解……………………………… 4 2. 根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图…………… 5 3. 执行机构选型…………………………………………… 6 4. 机械运动方案的选择和评定…………………………… 7 5. 机械传动系统的速比和变速机构……………………… 9 6. 精压机的机构运动简图………………………………… 10 7. 精压机机构的尺度设计………………………………… 11 8. 精压机的三维建模图…………………………………… 12 9. 机构的运动学分析……………………………………… 13 10.参考资料………………………………………………… 16 11.设计总结………………………………………………… 16

湖南工业大学

课程设计任务书

2012 ～2013 学年第 2 学期

学院（系、部）专业班级

课程名称： 机械原理课程设计 设计题目： 专用精压机的设计 完成期限：自 2013 年 6 月 23 日至 2013 年 6 月 27 日共 1 周

指导教师（签字）： 2013 年 6 月23 日

1.工作原理和工艺动作分解

根据任务书的要求，该机械的应有的工艺过程是，机构应具有一个模具(圆筒形型腔)和两个执行构件(一个上模，一个送料机构)。两个执行构件的运动形式为：

(1)上模完成往复(铅垂上下)直移运动，上模开始运动，在0至0.5秒内为正行程，在0.5至0.8秒为负行程。在正行程内，上模将快速接近工件，等速拉延完成冲模工作，并将成品推出模腔。在负行程内，上模实现快速返回，等待推杆将坯料送至待加工位置。因为主动轮和凸轮转速一致，所以可以实现在每个加工全程中使上模和推杆的运动相配合，完成加工过程。则冲头位移线图的形状大致如图3.1所示。

图3.1 执行构件上模的大致运动规律

（2）要求推杆从侧面将坯料送至待加工位置。如下图所示，在0秒时推杆将

坯料送至了待加工位置，经过0.4秒推杆到了最原端，又经过了0.4秒，推杆完成 了一个工作周期，又到了加工位置。

2.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图

拟定运动循环图的目的是确定各机构执行构件动作的先后顺序、相位，以利于设计、装配和调试。

上冲头加压机构的原动件每转一周完成一个运动循环，所以拟定运动循环图时，以该原动件的转角为横坐标(0~360 )，以各执行构件的位移为纵坐标画出位移曲线。运动循环图上的位移曲线主要着眼于运动的起迄位置，而不必准确地表示出运动规律。

根据要求作出精压机的运动循环图如图3.2所示。由机构运动循环图得知：在上模运动到最高位置时，坯料被输送至待加工位置；上模在进行冲模时，推杆处于静止状态。此机构可以实现专用精压机的工作要求。

图3.2 精压机的运动循环图

3.执行机构选型

方案设计如下： 方案一：

凸轮—连杠冲压机构 ＋ 摆杆—滑块送料机构

冲压机构由凸轮控制其运动方式，无太大的受力，需要的传动结构简单，通过倒置法能够确定凸轮的大致轮廓。

送料机构是由摆杆滑块机构组成的，按机构运动循环图可确定摇杆工作位置和从动件的运动规律，使其能在规定时间内将工件送至待加工位置。

方案二：

凸轮—连杆冲压送料机构

送料和冲压机构都是由凸轮连杆机构组成。连杆机构可通过对杆长的计算设计，当选择好适当的杆长尺寸后，能实现所需的行程速比以及运动要求。通过铰链点与杆长的适当选择，能使机构具有较小的压力角和较为理想的传动角，使其达到运动功能，满足传动要求。

凸轮轮廓线可根据运动的要求用机构倒置法求出，从而使送料、冲压和上顶同时完成，并也能满足急回与匀速这一运动要求，在完成预定运动的同时，使整个加工效率提高。

方案三：

摆动导杆冲压机构 + 曲柄-滑块送料机构

冲压机构:参考《机械原理》中的机构,并且经过改进，将其凸轮机构高副低代后得到了由摇杆和滑块组成的摆动导杆机构。

导杆机构的尺寸确定可按给定的行程速度变化系数K设计，上模将具有急回的特性，摇杆滑块机构的组合可按照要求使上模在工作段接近于匀速。 送料机构：摇杆滑块送料机构通过齿轮与上部曲柄轴相连。可调节其在整个运动中的初始位置使推杆在预定时间将胚料送至待加工的位置。如取一定的偏距，则其也具有急回的特性。

4.机械运动方案的选择和评定

在三个方案全部提出后，我进行了对比。各个方案都是有不同的基础机构组成而成，且各个机构均能基本完成设计要求的运动。但是在我们查阅资料后，我们决定采用第三种方案——摆动导杆冲压机构+曲柄—滑块送料机构。

虽然凸轮能够可以无困难地设计出其轮廓曲线，使其满足规定的运动规律，但在制造中，难以实现轮廓线的实现，凸轮与从动件的点或线的高副接触是很易磨损的。而设计要求中机构要每分钟生产约70件，机构的运转速度较大。并且其上模滑块的总质量为40kg，最大生产阻力为5000N，故需要其机构较好的传力性能，而凸轮机构不适用于传力过大的场合。因此我们选取摆动导杆冲压机构+曲柄—滑块送料机构。

最终设计方案图

考虑到配料被冲压成形之后如果还留有切边，则成品就不能从下模的下部离开，而在第3方案的设计基础上，成品只可由一机构垂直将其顶出上模，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。 这样就在第3方案的基础上增加了一个”上顶“机构，此机构的运动方向基本和上模相同，上模在回程时呈现出急回的特性，而”上顶”机构为了能迅速的将在下模中的成品顶出，其需要急速向上运动的特性。

5.机械传动系统的速比和变速机构

总传动比计算：

i总＝

n电机n主轴

1440 20.6 （5-1）

70

第一级采用带传动，取传动比为4.12，第二级采用圆柱齿轮传动，传动比为5 。

机构运动简图如图5-1所示：

最终确定的机构简图，运动简图如图6-1所示：

整个机械结构的工作原理：

如上图的机械运动结构简图：曲柄----滑块结构将坯料推到待加工位置。电动机输入的动力通过大齿轮传动给上下两个小齿轮，下面的齿轮上面焊接了一个曲柄通过齿轮的转动，带动曲柄转动，从而完成送料的过程。大齿轮带动上面的齿轮转动，小齿轮上也焊接了一个曲柄，曲柄通过滑块与摇杆相 …… 此处隐藏：2368字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……