锁梁自动成型机床扳弯机构课程设计

1、目录第一部分 机械原理课程设计任务书11.1工作原理及工艺动作过程21.2要求完成的设计工作量31.3设计相关数据4第二部分 机构的设计42.1锁梁自动成型机床扳弯机构的功能与设计要求52.2功能原理设计62.3功能分解72.4功能原理的工艺过程分解并确定执行构件的运动形式82.5绘制机械系统运动转换功能图92.6根据执行构件的运动形式选择机构102.7用形态学矩阵法创建机械系统运动方案112.8机械系统运动方案简图122.9根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图13第三部分 机构的尺寸计算与设计143.1原动机的选择153.2传动机构的比较与选择163.3电机向主轴转动设计与分析173.4

2、送料机构尺寸计算183.5定位机构尺寸计算193.6扳弯机构尺寸计算20第四部分 计算机调试机构214.1凸轮形状运动调试224.2连杆机构的运动分析23附.参考文献24第一部分设计任务书课程设计任务书贵州大学机械工程学院机械原理课程设计任务书 锁梁自动成型机床扳弯机构设计1.1工作原理及工艺动作过程锁梁自动成型机床加工锁梁（即挂锁上用与插入门扣的钩状零件）的工序为：将盘圆钢条校直、切槽、车圆头、切断和扳弯成型。本机构为该机床的扳弯成型工艺部分，由送料机构、定位机构和扳弯机构组合而成。扳弯成型加工原理如下图：送料滑块1将工件2送到扳弯工位后即返回，定位销3上升至锁梁槽内，将锁梁卡住，扳弯架4转

3、动扳弯角度，扳弯架上的滚轮6绕固定滚轮5也转过扳弯角度，将锁梁扳弯成型。然后扳弯架返回原位，定位销下降，松开工件，待送料滑块第二次送进时将已扳弯成型的工件推出工位。1.2要求完成的设计工作量 1)本任务只需完成机床的扳弯成型工艺部分的设计，由送料机构、定位机构和扳弯机构组合而成。2)根据功能要求，确定工作原理和绘制系统功能图。 3)按工艺动作过程拟定运动循环图。 4)构思系统运动方案(至少2个以上)，进行方案评价，选出较优方案（ 要求送料机构最终需采用连杆机构）。5)对传动机构和执行机构进行运动尺寸设计。 6)对送料机构进行运动学分析7)绘制系统机械运动方案简图（3号图）。8）完成设计说明书的

4、编写。 1.3设计相关数据:1生产率：15件/分2.电机转速：800转/分3.工件尺寸：工件展开长度=225mm工件外径D1=9mm工件沟槽直径D2=6mm4.齿轮模数：55.扳弯角度：19524第二部分机构的设计2.1锁梁自动成型机床扳弯机构的功能与设计要求图1-2所示为挂锁的一个零件，称为“锁梁”。锁梁自动成型机床扳弯机构的功能是将已切削加工后的材料进行扳弯再加工成“锁梁”。图2-12.1.1设计要求和参数为：1“锁梁”的形状如图2-1所示；2.自动连续生产；3.生产能力为15件/分钟；4.加工质量要达到规定的技术要求；5.机械系统运动方案应力求简单、可靠。2.2功能原理设计1.锁梁自动成

5、型机床扳弯机构的功能是将已切削加工后的材料进行扳弯再加工成“锁梁”。将切削加工的金属材料加工成图1-2所示的零件，可采用图2-1所示的扳弯机构来实现。用一扳弯滚子将工件压在一圆弧模块上，然后绕圆弧模块转一个角度，可将工件扳弯成与圆弧模块相对应的圆弧。图2-22.3功能分解1.为了将已切削的工件加工成锁梁，可将其分为下面几部分：a.切削成型送料功能b.送料定位功能c.工件扳弯功能2.功能逻辑图：图2-32.4功能原理的工艺过程分解并确定执行构件的运动形式1.送料功能：送料板将工件送到指定位置，然后送料板又回到原处。它的运动是间歇往复运动。2.定位功能：采用活动定位杆进行定位，执行机构为凸轮机构上

6、的定位杆，它的运动是间歇往复运动。3.板弯功能：用一板弯滚子将工件压在一圆柱模块上，然后绕圆柱模块转一个角度，即可将工件扳成于圆柱模块半径相对应的弧形。由扳弯的工作原理可知，它的执行机构是扳弯滚子支架，它的运动是间歇往复转动。2.5绘制机械系统运动转换功能图根据执行构件的形式，绘制出机械系统的转化功能图图2-42.6根据执行构件的运动形式选择机构1.送料板间歇往复运动：可选用曲柄滑块机构，连杆机构。a.工件送料机构的选择与比较方案一：图2-5从图中知，在卡手夹紧工件后，转动的缺口滚动将卡手送往左边，由于有弹簧的存在，将往左的卡手又弹回原处，实现往复运动。从原理上分析，该机构运动行程大，易控制停

7、歇时间。方案二：图2-6根据运动需求，选择曲柄滑块带动卡手左右往复运动，由于卡手是间歇往复直线运动，故要求曲柄滑块也是直线往复间歇运动，这需要用不完全齿轮使曲柄有时间停歇。在时间和计算上有明显的优势。故采用方案二。2.定位杆间歇往复运动：可选用凸轮机构，连杆机构，组合机构b.切槽定位夹紧机构选择与比较方案一：图2-7图中，利用凸轮的转动转化为滚子的上下往复运动，在弹簧的作用下将上升的杆件弹下，保证与凸轮紧密接触，由于在凸轮上可以很好的控制时间停歇，故满足卡子间歇的上下运动。方案二：图2-8图中，曲柄滑块机构将主动件的转动转化为滑块的往复运动，保证U形卡槽上下运动，优点是构件简单易计算时间关系，

8、但是难满足U形卡子的间歇运动。故采用方案一。3扳弯滚筒间歇往复运动：可选用凸轮机构、齿轮副机构。方案一：图2-9在该图中，利用齿轮的减速功能将扳弯滚子的大转动角度转换为大齿轮的小角度转动，再利用凸轮的间歇往复运动驱动连杆上下移动，从而带动大齿轮转动一定的角度，实现了扳弯滚子的间歇往复运动。缺点是使用机构多，角度的精确度难保证，误差大，占空间。方案二：图2-10图中，同样使用大小齿轮不同转速功能，将扳弯滚子转动的大角度换为大齿轮的小角度转动，主动件利用凸轮驱动齿条与齿轮啮合实现运动的传递，实现滚子的间歇往复运动，优点是易计算时间关系，好控制间歇时间。故采用方案二。2.7用形态学矩阵法创建机械系统

9、运动方案根据机械运动转换功能图可构成图形态学矩阵，图所示的形态学矩阵可求出锁梁自动成型系统运动方案数为：N=2X2X2X2X2=322.8机械系统运动方案简图根据设计要求，设计出的自动锁梁扳弯机如下图：2.9根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图为了使锁梁自动成型系统各运动构件运动协调配合，设计直线式运动循环图：第三部分机构的尺寸计算与设计 3.1原动机的选择根据设计的要求可知，锁梁一般是大批量生产；从能源方面看，工厂的电源能有效地保证并充足，且有降低生产成本，便于操着，工件可靠，维修方便，应尽量选用电力驱动。从对环境影响来看，电力驱动方式所生产的污染较小，可选择电动机。从经济方面来看，电动

10、机应满足一定的功率，防止功率过大造成浪费，过小负荷过大，使生产率达不到要求致使浪费时间。所以为了满足上述要求，选择电压为380V转速800转/分的交流电动机最为合适。3.2传动机构的比较与选择机械系统中的传动机构是把原动机输出的机械能传递给执行机构并实现能量分配、转速的改变及运动形式的改变的中间装置。传动机构最常见的有齿轮转动、带传动、蜗杆传动等。特点：1.齿轮传动：承载能力和速度范围大；传动比恒定，工作可靠，效率高；制造和安装精度要求高，精度低时运转有噪音；无过载保护作用；2.蜗杆传动：机构紧凑，单级传动能得到很大的传动比；传动平稳，无噪音；可制成自锁机构；传动比大、滑动速度低时效率低；中、

11、高速传动需用昂贵的减磨材料；制造精度要求高，刀具费用贵。3.轴间距范围大，工作平稳，噪音小，能缓和冲击，吸收振动；摩擦型带传动有过载保护作用；结构简单，成本低，安装要求不高；外廓尺寸较大；摩擦型带有滑动，不能用于分度链；由于带的摩擦起电不宜用于易燃易爆的地方；轴和轴承上的作用力大，带的寿命较短。由上述几种主要的传动装置相互比较，齿轮传动、带传动用于减速，扳弯机构使用齿条和齿轮传动。3.3电机向主轴转动设计与分析根据生产率15件/分可知，主轴的转速为15r/min。从而可以算得传动比i=800/15,从而设计四级减速如图一级减速用皮带轮1/4；二级减速用齿轮2/3;三级减速用齿轮3/4;四级减速

12、用齿轮2/3;减速参数：D1=40mm D2=160mm Z1=18 Z2=45 Z3=18 Z4=18 Z5=273.4送料机构尺寸计算送料机构为曲柄滑块机构，由生产速度15件/分可知曲柄的转速为15转/分。由工件长度为225mm，那么得曲柄的杆长为112.5mm。由于送料卡子为间歇运动，则用不完全齿轮驱动曲柄间歇转动，得到1/2不完全齿轮的转速为30转/分，又保证和其他机构的转速一致，那么用一个变速箱将减速器输出的15转/分的转速加速到30转/分传递给不完全齿轮与曲柄啮合，从而得到曲柄最终做间歇运动。个齿轮参数为Z1=40 Z2=20 Z3=20 Z4=203.5定位机构尺寸计算定位夹紧为

13、一体的机构如图可知，当凸轮旋转，通过导杆使U形块上下移动，实现定位和夹紧。设计凸轮的基圆半径为40mm，升程为19mm，（根据计算升程应大于（9-6）/2=1.5mm）故得近休止角=90升程角度=90远休止角=135回程角度=453.6扳弯机构尺寸计算如图，由于扳弯需要转过195，选择齿轮R22.5与R45啮合可得R45齿轮只需转过97.5，就可以完成轮R22.5转过195，由于扳弯为往复回转圆周运动，又选用齿条与R45啮合，将齿条的直线往复运动转化为齿轮R45的往复回转圆周运动。又将凸轮的转动转化为齿条的直线往复运动。既满足间歇，又满足能量的利用。故可知在齿轮R45转过的97.5中就确定了凸