哈工大机械原理课程设计题11冲压机

1、SHARBININSTITUTEOFTECHNOLOCY机械原理课程设计说明书课程名称：机械原理课程设计设计题目：题 11 冲压机院系：能源科学与工程学院班级：1602404完成者：钟学号：11602004指导教师：王左设计时间：2021.1.7-2021.1.11哈尔滨工业大学14301595.33iz214302557.20、题目冲压机的功能描述如下列图所示.原动机转速为 1430r/min1430r/min,冲头每分钟实现冲压次数15,25,4015,25,40 分 3 3 档可以调节,冲头行程 200mm200mm 卷状钢带料间歇送料,每次送料长度 300mm300mm工作台二、运动功

2、能分析驱动执行构件 1 工作的执行机构应该具有的运动功能如图 1 所示.运动功能单元把一个连续的单向传动转换为间歇的往复运动,主动件每转动一周,从动件执行构件 1往复运动一次,主动件转速分别为 15、25、40 转/分.图 1 执行机构 1 的运动功能由于电动机的转速为 1430 转/分,为了在执行机构 1 的主动件上分别得到 15、25、40 转/分的转速,那么由电动机到执行机构 1 之间的总传动比iz有 3 种,分别模具执行构件un中iv1最大,iv3最小.采用滑移齿轮变速,其最大传动比最好不大于4,设传动比ivi=4o35.75 彳厂1.523.8325图 2 有级变速运动功能单元为了保

3、证系统过载时不至于损坏,在电动机和传动系统之间加一个过载保护环节.过载保护运动功能单元可采用带传动实现,这样,该运动功能单元不仅具有过载保护功能还具有减速功能,如图 3 所示.iz3总传动比由定传动比ic和变传动比两局部构成,即:iziiciv1iz2iciv2iz3iciv33 种总传动比中iz1最大,iz3最小.由于定传动比ic是常数,因此,3 种变传动比定传动比:iciziiv195.33423.8325z195.3320z257.223.83252.4于是,传动系统的有级变速功能单元如图2 所示.i4,2.4,1.5图 3 过载保护运动功能单元整个传动系统仅靠过载保护运动功能单元不能实

4、现其全部定传动比,因此,在传动系统中还要另加减速运动功能单元,其减速比为ic23.8325-9.532.52.5图 5 5 实现执行构件 1 1 运动的运动功能系统图为了使用统一原动机驱动执行构件2,应该在图5所示的运动功能系统图中加一运动分支功能单元,其运动分支驱动执行构件 2,该运动分支功能单元如图 6 所示.图 6 运动分支功能单元由于执行构件 2 2 是间歇运动,且由图 1 1 可以看出执行构件 2 2 的间歇时间是工作周期 T T的 3/4,3/4,即其运动时间是其工作周期 T T 的 1/41/4.因此,间歇运动功能单的运动系数为14间歇运动功能单元如图 7 所示0.25图 7 间

5、歇运动功能单元减速运动功能单元如图4 所示.根据上述运动功能分析,5 所示.图 4 减速运动功能单元可以得到实现执行构件 1 运动的运动功能系统图,如图1430rpmi2.5i4,2.4,1.5i9.53由于执行构件 2 钢带的每次送料长度为 300mm 故,包转速转动钢带无法使进给定长度保持在 300mm 故设计成：橡胶轮压动钢带使钢带进给的方法,考虑到橡胶轮的半径,将半径定在 R320mm47.77mm,故需要将间歇转动增速,增速运动功能单元如图 8 所示：i4图 8 增速运动功能单元增速运动功能单元输出的运动驱动执行机构 2 实现执行构件 2 的运动功能由于执行构件 2 做间歇转动运动,

6、因此,执行构件 2 的运动功能是把连续转动转换为歇转动运动.根据上述分析,可以画出整个系统的运动功能系统图,如图 9 所示.图 9 冲压机的运动功能系统图执行机构运动情况冲头空回行程送料机n停止送料图 10 冲压机的运动循环图三、系统运动方案拟定根据图 9所示的运动功能系统图,选择适当的机构替代运动功能系统图中的各个运动功能单元,便可拟定出机械系统运动方案.图 9 中的运动功能单元 1 是原动机.根据分度冲压机的工作要求,可以选择电动机作为原动机,如图 11 所示.n1430rpmi1-1丁/-1图 11 电动机替代运动功能单元 1图 9 中的运动功能单元 2 是过载保护功能单元兼具减速功能,

7、可以选择带传动代替,如图 12 所示.图 12 皮带传动替代运动功能单元 2图 9中的运动功能单元 3是有级变速功能,可以选择滑移齿轮变速传动代替,如图 13所示.图9中的运动功能单元4是减速功能,考虑到i=9.53比拟大,故可以选择行星轮或二级齿轮传动代替,如图 14 所示.i4,2.4,1.5图 13 滑移齿轮变速替代运动功能单元 3图 14 行星轮传动或二级齿轮传动代替运动功能单元 4图 9 中的运动功能单元 5,6,是运动分支功能单元和执行构件 1 的间歇直线15 所示.图 9 中的运动功能单元 7 是把连续转动转换为间歇转动的运动功能单元,可以用槽轮机构替代.该运动功能单元的运动系数

8、为 0.25,该槽轮机构如图 16 所示.图 9 中的运动功能单元 8 是增速运动功能单元,可以用圆柱齿轮传动替代,完成执行构件 2橡胶轮的间歇转动,如图 17 所示.运动,可以用曲柄滑块,如图图 15 曲柄滑块机构代替运动单元 5,6图 16 槽轮机构替代连续转动转换为间歇转动的运动功能单元 7图 17 圆柱齿轮传动替代增速运动功能单元 8根据以上分析,根据图 9 各个运动功能单元连接的顺序把各个运动功能单元的替代机构以此链接便形成了分度冲压机的运动方案简图见 A3 图纸.变速机构简图如图 1814图 18 变速机构简图四、系统运动方案设计1、冲压构件的设计执行机构 1 驱动执行构件 1 运

9、动,执行构件 1 由曲柄滑块带动冲头做上下往复直线运动.由题目可知,冲头行程 200mm 为使冲头冲压工件时具有较大的冲量,应采用具有急回运动的曲柄滑块机构,下冲时为快行程,空回时为慢行程.曲柄AB长度为65.625mm可做圆周转动,连杆BC长度为165.875mm摇杆CDfe度为 141.42mm 做摆动,其摆动角度为 90.急回运动的极位夹角 8 为 60,保证 E 下冲做冲压运动时有足够动能,上升空回时速度较慢对机构负荷较小.p图 19 曲柄滑块机构简图2、槽轮机构的设计由图 2020 可知槽轮的槽间角为360360290z41槽轮每次转位时拨盘的转角_o_o21802902中央距槽轮机

10、构的中央距应该根据具体结构确定,在结构尚不明确的情况下暂定为a150mm3拨盘圆销回转半径r.,八八,一sinsin450,7071ara0.7071150106.065mm4槽轮半径R2cos.120.7071aRa0.7071150106.065mm5锁止弧张角3602a36090270106.06513.26mm8圆整7)槽轮槽深h(1)aPA(0.70710.70711)1501880.13mm8)锁止弧半径rsrPA106.0651888.065mm取rs80mm3、滑移齿轮传动设计1)确定齿轮齿数结构简图图 1212 中齿轮 5 5、6 6、7 7、8 8、9 9、1010 组成了

11、滑移齿轮有级变速运动功能单元,其齿数分别为 Z Z5、Z Z6、Z Z7、Z Z8、Z Z9、Z Z10.由前面的分析可知Z10Z9iv2t2.4Z10iv1Z941768为改善传动性能应使相互啮合的齿轮齿数互为质数,故取Z1069其齿数和为Z9Z101769866)圆销半径RA18mmiv1iv3Z1.5Z5按最小不跟切齿数取那么Z917可取86z5863452为了更接近传动比,取:2计算齿轮几何尺寸齿轮 7 7、8 8 的齿数,齿轮 9 9、1010 的齿数的齿数和相等,即4z1oz7486假设取齿轮模数为 m=2mmm=2mm 那么这两对齿轮的标准中央距相同故 5,65,6 的齿数和要比

12、 7,87,8 和 9,109,10 的齿数和小zz68586故齿轮 5,65,6 要采用正变位才能使 5,65,6 的中央距与 9,109,10 或 7,87,8 标准中央距相同,这三对齿轮互为标准传动,齿轮 9,109,10 和齿轮 7,87,8 几何尺寸可按标准齿轮计算,齿轮 5,65,6 采另外两对啮合齿轮的齿数和应该大致相同iv2z917乙.69Ziz8864408686z78612.4Z7Z786z71iv2z886z7862561z25Ziz886iv386Z5z586r738611.5z5上3411.5am(z9乙0)m(z7z8)86Z5Z6invinvx6(z5Z6)0.5

13、932tan知道标准齿轮 9,10,7,89,10,7,8 的模数和齿数,变位齿轮 5,65,6 的模数,齿数,变位系数,可求得所需齿轮的参数.4、齿轮传动的设计1 1圆柱齿轮传动设计运动功能单元 4,4,二级减速轮:由结构简图可知,齿轮 1111、1212、13,1413,14 实现图 9 9 中的运动功能 4 4 的减速运动功能,它所实现的传动比为 9.539.53. .互各一两3.087Z11Z13齿轮 11,1211,12 大于最小不根切齿数:齿轮 11,12,13,1411,12,13,14 均为标准齿轮,取模数 m=2mmm=2mm 运动功能单元 9,9,增速齿轮：i=4i=4至4Z18取 Z Z18=17,Z=17,Z17=17*4=68=17*4=68取模数为 2mm2mm 全部按标准齿轮传动设计.5、送料机构的设计带动钢带伸出的橡胶轮半径R30047.77mm,为逆时针转动,每次运送 300.15mm300.15mm用正变位齿轮计算:变位系数XI,X2：cosacosaa*cosarccosa85*cos20o“0arccos21.7686invinv巡益 tanX5取 ZuZu4323故42z143.087*Z1171Z11料.通过机构运动简图的分