自動送料機(jī)構(gòu)機(jī)械課程設(shè)計(jì)(共22頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目錄1設(shè)計(jì)任務(wù)31.1設(shè)計(jì)題目31.2自動送料沖床簡介31.3設(shè)計(jì)條件與要求41.4設(shè)計(jì)任務(wù)51.5主要參數(shù)及性能指標(biāo)62. 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖73.課題分析74.工作原理85.理論計(jì)算85.1曲柄滑塊設(shè)計(jì)85.2曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)105.3棘輪與曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的整合135.4間歇機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)135.5 齒輪傳動機(jī)構(gòu)146.圖解法分析156.1曲柄搖桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析156.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析186.3發(fā)動機(jī)的選擇196.4飛輪的選擇217.三維建模及模擬運(yùn)動仿真217.1建模217.2運(yùn)動分析217.3三維圖片238. 感想249.參考文獻(xiàn)241設(shè)計(jì)任務(wù)1.1設(shè)計(jì)題目自動送料

2、沖床機(jī)構(gòu)綜合1.2自動送料沖床簡介沖床機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案示意圖自動送料沖床用于沖制、拉伸薄壁零件，本課題設(shè)計(jì)的自動送料沖床機(jī)構(gòu)主要用于生產(chǎn)玩具車上的薄壁圓齒輪。沖床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要包括沖壓機(jī)構(gòu)和送料機(jī)構(gòu)。工作時(shí)，要求送料機(jī)構(gòu)先將原料胚件送至沖頭處，然后送料機(jī)構(gòu)要保證原料胚件靜止不動，同時(shí)沖壓機(jī)構(gòu)快速的沖壓原料胚件，制成要求的齒輪。最后，沖頭快速返回，執(zhí)行下一個(gè)循環(huán)。送料機(jī)構(gòu)在此期間將原料胚件送至待加工位置，完成一個(gè)工作循環(huán)。1.3設(shè)計(jì)條件與要求以電動機(jī)作為動力源，下板固定，從動件（沖頭）作為執(zhí)行原件，做上下往復(fù)直線運(yùn)動，其大致運(yùn)動規(guī)律如圖1所示，具有快速下沉、等速工作給進(jìn)和快速返回等特性。機(jī)構(gòu)應(yīng)具有較

3、好的傳力性能，工作段的傳動角r大于或等于許用傳動角r=450沖頭到達(dá)工作段之前，送料機(jī)構(gòu)已將配料送至待加工位置。生產(chǎn)率為每分鐘180件。沖頭的工作段長度l=100mm，沖頭總行程長度必須大于工作長度兩倍以上。沖頭的一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)的受力如圖2所示，在工作段所受的阻力F1=2300N，其他階段所受的阻力為工作段所受阻力的五分之一。即F0=460N。送料距離Sn=150mm 。沖頭所受阻力曲線機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)不超過0.03。圖1圖21.4設(shè)計(jì)任務(wù)繪制沖床機(jī)構(gòu)的工作循環(huán)圖，使送料運(yùn)動與沖壓運(yùn)動重疊，以縮短沖床工作周期； 針對圖所示的沖床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（沖壓機(jī)構(gòu)和送料機(jī)構(gòu)）方案，依據(jù)設(shè)計(jì)要求和已知參數(shù)

4、，確定各構(gòu)件的運(yùn)動尺寸，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖； 假設(shè)曲柄等速轉(zhuǎn)動，畫出滑塊C的位移和速度的變化規(guī)律曲線； 在沖床工作過程中，沖頭所受的阻力變化曲線如圖所示，在不考慮各處摩擦、其他構(gòu)件重力和慣性力的條件下，分析曲柄所需的驅(qū)動力矩； 確定電動機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速； 曲柄軸為等效構(gòu)件，確定應(yīng)加于曲柄軸上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量； 1.5主要參數(shù)及性能指標(biāo)生產(chǎn)率（件/min）180送料距離（mm）150板料厚度（mm）2軸心高度（mm）240沖頭行程（mm）100輥軸半徑（mm）60大齒輪軸心坐標(biāo)（mm）270大齒輪軸心坐標(biāo)（mm）460大齒輪軸心偏距（mm）30送料機(jī)構(gòu)最小傳動角（0）45速度不均勻系數(shù)0.03板料送進(jìn)

5、阻力（N）530沖壓板料最大阻力（N）2300沖頭重力（N）1502. 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖3.課題分析一般來講，我們要設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)構(gòu)，包括根據(jù)該機(jī)構(gòu)的功能要求選擇機(jī)構(gòu)的類型，即確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的形式，也就是通常所說的機(jī)構(gòu)的型綜合或構(gòu)型綜合設(shè)計(jì)；確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖之后，我們需要計(jì)算它的尺寸參數(shù)，稱為機(jī)構(gòu)的尺寸綜合或運(yùn)動設(shè)計(jì)；之后才是機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、有限元與加工工藝設(shè)計(jì)等。由于本課題已經(jīng)給出了自動送料沖床機(jī)構(gòu)的運(yùn)動形式，不必再確定運(yùn)動簡圖。所以，只需要考慮運(yùn)動設(shè)計(jì)。也就是說，題目中的綜合指的是尺寸綜合。4.工作原理送料過程：電動機(jī)通過V帶傳動和單級齒輪傳動帶動曲柄轉(zhuǎn)動，將一定量的薄鋼板送入沖床工作臺面位置沖

6、制過程：飛輪飛輪驅(qū)動曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中曲柄為主動件，帶動搖桿擺動，搖桿與棘輪共軸，從而將搖桿的連續(xù)往復(fù)擺動轉(zhuǎn)換成棘輪的單向間歇運(yùn)動，棘輪與輥軸中心軸線重合，最后依靠輥軸的壓緊將一定量的板料送到工作位置。5.理論計(jì)算5.1曲柄滑塊設(shè)計(jì)已知條件沖壓行程 H=100mm B1+B=22mmN=180轉(zhuǎn)/分，則每轉(zhuǎn)需要時(shí)間T=0.33s 設(shè)飛輪的角速度為，則速度為 V=O1A×T1=，T2=， T1=0.198s，T2=0.132s 根據(jù)沖頭行程H=100mm 01A+AC-AC-O1A=100mm得O1A=50mmAC=125mmC到?jīng)_頭為45mm 沖頭高20mm 滑塊共高80m

7、m 5.2曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)可采用最小傳動角設(shè)計(jì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。已知最小傳動角為，則由此知確定各桿長度 當(dāng)a和d桿共線的位置有最小傳動角 存在分別為Y1,Y2 當(dāng)Y1=Y2=Ymin時(shí)為最佳傳動機(jī)構(gòu) ，可根據(jù)余弦公式 解得b=式中 且Y1=Y2=Ymin= 解得：e=f=0曲柄長度應(yīng)非負(fù)，則所以mm (其他值不符合要求舍去！)可取 a=100mm解得c=523.14mm b=144.19mm或者 c=144.27mm b=522.85mm因?yàn)閏b，所以取c=144.27mm b=522.85mm行程比系數(shù)K=1.1336所以曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的極位夾角為工作擺角為5.3棘輪與曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的整合可以直接

8、設(shè)計(jì)為與棘輪共軸的搖桿，棘爪安裝在搖桿上。5.4間歇機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)板料送到滑塊底部時(shí)要被沖制，存在沖壓加工時(shí)間，所以應(yīng)該設(shè)計(jì)間歇機(jī)構(gòu)。這里選擇了輥軸5.5 齒輪傳動機(jī)構(gòu) 設(shè)輥軸的角速度為，大齒輪為，小齒輪的分度圓半徑為r2；齒頂圓半徑為R2 ； 傳動比 ;由已知參數(shù)知小齒輪的齒頂圓半徑為60mm; 欲使送料機(jī)構(gòu)達(dá)到每次送料150mm的要求：分析時(shí)由于在曲柄搖桿中求得行程比K=1，以起始時(shí)刻t=0時(shí)計(jì)算并且擺桿的位置位于剛開始逆時(shí)針擺動的位置上，則第一次送料是在0.144s到0.336s階段完成。 則有 即 設(shè)定m1=m2=m=5,(m1，m2 分別為大齒輪、小齒輪的模量) ；得到z2=22；對大齒

9、輪的進(jìn)行分析：由于兩齒輪中心距a=?？傻么簖X輪r2=127.48mm模數(shù)m 壓力角 齒距 分度圓直徑d 齒頂高h(yuǎn)a 齒根高h(yuǎn)f 齒頂圓直徑da 齒根圓直徑df 大齒輪5 20.5 2155 6.25 225204.5 小齒輪5 20.5 110 5 6.25 120 107.5 兩齒輪的傳動比 ,小齒輪齒數(shù)定為22，大齒輪齒數(shù)=22*1.96=51.04，取整為516.圖解法分析 6.1曲柄搖桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析 速度分析：已知 有 ,現(xiàn)取構(gòu)件AB為動參考系可寫出下列矢量方程式： 大?。?？ 已知 ？ 方向： 式中只包含兩個(gè)未知數(shù)，故可用速度多邊形求解。做法：任取一點(diǎn)p為速度多邊形的極點(diǎn)，取矢量pb1

10、垂直于O1A 代表VA,速度比例尺 ，單位為（m/s）/mm。過b1做b1b2垂直于AB代表vBA , 。 由圖可知 ,解得=2.747m/s，9.955m/s 。 加速度分析： 已知 , , . 取構(gòu)件AB為動參考系，可得出下列矢量方程式： 大?。?？ ？ 方向： 式中只包含兩個(gè)未知數(shù)，故可用速度多邊形求解。做法：任取一點(diǎn)p為速度多邊形的極點(diǎn)，取矢量平行于代表 ,加速度比例尺 ，單位為（m/ ）/mm。過 b1做b1b2 平行于AB代表 , ,然后再過p點(diǎn)做p 平行于 ，分別過 、 做垂線相交于 ，如圖所示： 可得 ， .6.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析 如圖所示狀態(tài) 取 為坐標(biāo)原點(diǎn)，OC方向?yàn)?/p>

11、x軸正方向，在任意瞬時(shí)t，機(jī)構(gòu)的位置如圖，可以假設(shè)C點(diǎn)的失徑為r=C= A+ C C點(diǎn)的坐標(biāo)為其失徑在坐標(biāo)軸上的投影 利用三角關(guān)系，立即得到 x=r 因?yàn)?，所以 所以 于是滑塊的速度 v= 進(jìn)而，可以得到滑塊的加速度 a= 6.3發(fā)動機(jī)的選擇本設(shè)計(jì)中已經(jīng)采用了的設(shè)計(jì)，所以可得到速度可得瞬時(shí)功率按照一個(gè)工作循環(huán)中的平均能量選擇電機(jī)功率K安全系數(shù)=1.2 ，算的Nd=3.45kw 沖床傳動系統(tǒng)如圖3所示電動機(jī)轉(zhuǎn)速經(jīng)帶傳動、齒輪傳動降低后驅(qū)動機(jī)器主軸運(yùn)轉(zhuǎn)。原動機(jī)為三相交流異步電動機(jī)，其同步轉(zhuǎn)速選為1500r/min，可選用如下型號：電機(jī)型號額定功率（kw）額定轉(zhuǎn)速（r/min）Y100L243.01420Y112M44.01440Y132S45.51440圖3由生產(chǎn)率可知主軸轉(zhuǎn)速約為180r/min，且題目要求使用單級齒輪傳動，電動機(jī)暫選為Y112M4，則傳動系統(tǒng)總的傳動比傳動比約為。帶傳動的傳動比，則齒輪減速器。6.4飛輪的選擇采用近似法算飛輪，根據(jù)設(shè)計(jì)條件所給出的最大阻力Fr=2300N最大盈虧功A=飛輪安裝在主動軸上算得M=36527.8（）飛輪選盤形飛輪選用鑄鐵為飛輪材質(zhì)，飛輪半徑為100mm，求得厚度1.6mm。7.三維建模及模擬運(yùn)動仿真 7.1建模 7.2運(yùn)動分析 沖頭位置分析圖： 沖頭速度分析圖： 沖頭加速度分析圖： 7.3三維圖片正面：背面：8.