機械創(chuàng)新設計范例課件

11/13/20231工作行程演示11/13/20232產品特點11/13/20233本產品主要用于徽章打印,可快速進行徽章生產.適合學校及公司等團體的徽章批量生產.產品機構簡單還可方便改裝成其它的沖壓裝置.設計原理原理圖原理在沖制薄片徽章時上模先以較大的速度接近坯

料,同時下模也以較大速度接近坯料.此時進料凸輪推桿將薄牌推入壓制腔中,然后上下模將坯料壓制成型.并隨下模向下運動被彈片彈出入筐.完成一次沖壓工作循環(huán).11/13/20234原始參數(shù)及設計要求從動件(執(zhí)行機構)為上模,作上下往復運動.其大致運動規(guī)律如上圖,有快速下沉,等速工作和快速返回的特性.機構應具有較好的傳力性能,特別是工作段的壓力角α應盡可能的小；傳動角γ應大于或等于許用傳動角［γ］（一般取［γ］＝４０°）（３）上模到達工作段前送料機構以將坯料送至待加工位置（下模上方）．（４）生產率為每分鐘７０件．００mm,對應曲柄轉角φ＝２００°1?1/13（/202５3）執(zhí)行構件（上模）的工作段長度為１5（６）行?

。程速度比系數(shù)Ｋ＞＝１．５（７）送料距離為５０mm（８）載荷為３０００Ｎ按此功率選擇電機．11/13/20236功能分解與工藝動作分解11/13/20237１）功能分解為了實現(xiàn)打印機的總功能將功能分解為上料輸送功能、壓制成型功能、增壓功能、脫模功能、下料輸送功能。２）工藝動作過程要實現(xiàn)上述分功能，有下列工藝動作過程。（１）利用凸輪自動上料，上料到位后，輸送機構改革迅速返回原位，停歇等待下一循環(huán)。（２）上模往下作直線運動，同時下

模向下作直線運動，對坯料沖壓成型。（３）下模帶動成品返回壓迫彈片。（４）到最低點時彈片將徽章由出料口彈出。完成一個工作循環(huán)。11/13/20238方案選擇與分析壓制成形功能曲柄滑塊機構組合機構六桿機構增壓功能曲柄滑塊機構組合機構六桿機構輸送功能組合機構凸輪機構六桿機構工藝過程轉換功能11/13/2023槽輪機構不完全齒輪機構凸輪式間歇運動機構

9方案選擇11/13/202310一.沖壓機構的選擇:沖壓機構的主要運動要求:主動件作回轉運動,從動件(上模)作直線往復運動,行程中有勻速階段,并具有急回特性,機構有效好的動力特性等!綜合以上特點我們的沖壓機構由鉸鏈四桿機構和搖桿滑塊機構串聯(lián)組成.四桿機構可按行程速比系數(shù)設計,然后選擇壓桿的長度，按工作行程段幾乎勻速的要求確定鉸鏈點的位置。同時可是在工作段中運動是機構的傳動角滿足要求，前機構工作鍛壓力角較小。上模運動機構圖形說明圖中三個不同顏色表示三個不同的位置，曲柄的極位夾角為20°，上模運動行程為100mm

，工作壓頭壓力角小于8°，有利于增大壓印力度。綜上所述符合設計要求。四桿機構的計算過程11/13/202311四桿機構的計算過程AD為機架以D點為中心建立直角坐標

系。即為引導平面

通過G（-200，-50）C2（-208，81），G（-200，-50）有：

θ12=14°，θ13=28°11/13/202312故有可由剛體位移矩陣D12，D13分別為：D12=

{(0.970 -0.242 -2.71),(0.2420.970

0.1),(0

0

1)}TD13={(0.883 -0.469

0.05),(0.4690.883 -0.35),(0

0

1)}T11/13/202313CD長為208.81故以下只需求B點(Xb2

Yb2

1)T=D12(Xb1

Yb21)=(0.970Xb1-0.242Yb1-2.710.242Xb1+0.970Yb1-0.1

1)T(Xb3

Yb3

1)=D13(Xb1

Yb11)=(0.883Xb1-0.469Yb1+0.050.469Xb1+0.883Yb1-0.35

1)取曲柄固定鉸鏈中心A為(-83

,142),可將以上二式表達的Xb2,Yb2及Xb3,Yb3與Xb1,Yb1及A代入方程2—17最后得到Lbc=188.5

Lcd=208.82L11a/13b/20=23

37.514凸輪送料機構圖形說明此機構為坯料送料凸輪機構圖中三個位置分別表示三個不同的運動位置。（最高點、最低點和中點）其中推程為180度，為余弦加速度運動規(guī)律。回程為120度等加速度等減速度規(guī)律遠休止角為60度基圓半徑為30.52mm11/13/202315凸輪原始數(shù)據(jù)計從動件桿為150,e=32mm,h=50mm,r1=20mm

Rb=30.52mm推程為余弦加速度向右推:φ1=180度回程為等加速度φ2=120度靜休止極為滿意為φ3=60度。推程有S=h/2（1-cosφ）=25（1-Φ

cosφ)30°60°90°120°150°180°S(mm)11/13/20233.3712.525-37.5-46.65-5016v(mm/s)91.5158.6183.1158.691.50V=25*ω*sinφ?

=25*70*2π*sin

φ/60=183.17*sinφ回程有S=h-2*h*φ*φ=50-φ*φ/144V=-200*2π*70*φ/120*120*60=-φ

0.100*φ20406080100120S(mm)5047.2238.82511.12.780V(mm/11s/1)3/2020324642170S=100*(120-φ*φ)/120*120V=-200*70*2π*(120-φ)/60*120*120=0.10*(120-φ)11/13/202318下模行程運動簡圖11/13/202319下模機構設計思路圖中C1.C2.C3分別為下模的最高點中點和最低點.B1.B2.B3分別與

C1.C2.C3對應.本機構設計采用反推法.由已知C1.C2.C3的位置通過平面矩陣解析運算導出B1.B2.B3的坐

標從而進一步求出所有桿長.11/13/202320解析思路11/13/202321分為兩次解析第一次為搖桿滑塊機構解析方法同上模.再計算曲柄搖桿機構最后解析方法同上.得到桿長如下:L1=180

L2=70

L3=170

L4=40傳動機構簡圖11/13/202322齒輪傳動機構說明電機每分鐘轉1800轉,機器每分鐘打印

30個徽章,傳動比為60:1.通過兩個機構實現(xiàn).蝸輪蝸桿減速機構.其中蝸輪齒數(shù)為30定齒輪系減速傳動比為2:1.最終實現(xiàn)上述要求.由于機構傳力較大,故采用斜齒輪機構同時可以湊準中心距.11/13/我2023

們采用β,β=10度23齒輪參數(shù)一覽表推算過程由公式:a=mn(z1+z2)/2cosβ其中β=10度.中心距a=165.可湊得模數(shù)Mn等于3.所以得到齒數(shù)配合如下表Mn333333333齒數(shù)72363618362836301α202020202020202020代號11/13/20Z123Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z824Z9創(chuàng)新設計心得體會11/13/202325