哈工大机械原理课程设计冲压机

哈工大机械原理课程设计冲压机哈工大机械原理课程设计冲压机哈工大机械原理课程设计冲压机....一、工艺动作解析由设计题目可见，在地址A冲压工件的是执行构件1，带动钢带进给的工作台是执行构件2，这两个执行构件的运动协调关系以以下列图所示。T1执行构件运动情况执行构件1下降上升停止执行构件2停止进给T2分度冲压机运动循环图T1是是执行构件1的工作周期，T2是执行构件2的工作周期，执行构件1是间歇往来搬动，执行构件2是间歇转动。执行构件2的周期是执行构件1的四分之一，执行构件2大多数时间是在逗留状态。二、运动功能解析驱动执行构件1工作的执行机构应该拥有的运动功能如图1所示。运动功能单元把一个连续的单向传动变换为间歇的往来运动，主动件每转动一周，从动件〔执行构件1〕间歇往来运动一次，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的主动件上分其余到15、25、40rpm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，分别为n1430iz115n1ii

n1430z2n257.2025n1430z3n335.7540.下载可编写.....总传动比由定传动比ic和变传动比iv两局部组成，即：iz1iciv1iz2iciv2iz3iciv33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种变传动比中iv1最大，i比iv1=4。

v3最小。采用滑移齿轮变速，其最大传动比最好不大于4，设定传动定传动比：icizi95.33i23.8325v14iv1iz195.33ic420iv2iz257.2ic2.423.8325iv3iz335.75ic1.523.8325于是，传动系统的有级变速功能单元如图2所示。4,2.4,1.5图2有级变速运动功能单元为了保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，该运动功能单元不但拥有过载保护功能还拥有减速功能，如图3所示。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够实现其全部定传动比，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.下载可编写.....ic23.8325i9.532.52.5减速运动功能单元如图4所示。9.53图4减速运动功能单元依照上述运动功能解析，能够获取实现执行构件1运动的运动功能系统图，如图所示。1430rpmi4,2.4,1.5i9.53执行构件1图5实现执行构件1运动的运动功能系统图为了使用一致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所示。图6运动分支功能单元由于执行构件2是间歇运动，且由图1能够看出执行构件2的间歇时间是工作周期T的3/4，即其运动时间是其工作周期T的1/4。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所示图7间歇运动功能单元由于执行构件2钢带的每次送料长度为300mm，故，恒转速转动钢带无法使进给定长.下载可编写.....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R300mm47.77mm8，故需要将间歇转动增速，增速运动功能单元如图2所示：4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，因此，执行构件2的运动功能是把连续转动变换为歇转动运动。依照上述解析，能够画出整个系统的运动功能系统图，如图9所示。1430rpmi4,2.4,1.5i9.531234执行构件156i4执行构件278图9冲压机的运动功能系统图三、系统运动方案拟订依照图9所示的运动功能系统图，选择合适的机构取代运动功能系统图中的各个运动功能单元，即可拟订出机械系统运动方案。图9中的运动功能单元1是原动机。依照分度冲压机的工作要求，能够选择.下载可编写.....电动机作为原动机，如图10所示。n1430rpm1图10电动机取代运动功能单元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，能够选择带传动取代，如图11所示。2图11皮带传动取代运动功能单元2图9中的运动功能单元3是有级变速功能，能够选择滑移齿轮变速传动取代，如图12所示。4,2.4,1.53图12滑移齿轮变速取代运动功能单元3.下载可编写.....图9中的运动功能单元4是减速功能，考虑到i=9.53比较大，故能够选择行星轮或二级齿轮传动取代，如图13所示。4图13行星轮传动取代运动功能单元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的间歇直线运动，能够用凸轮流代，如图14所示。.下载可编写.....56图14凸轮机构取代运动单元5,6图9中的运动功能单元7是把连续转动变换为间歇转动的运动功能单元，可以用槽轮机构取代。该运动功能单元的运动系数为0.25，该槽轮机构如图15所示。7图15槽轮机构取代连续转动变换为间歇转动的运动功能单元7图9中的运动功能单元8是增速运动功能单元，能够用圆柱齿轮传动取代，完成执行构件2〔橡胶轮〕的间歇转动，如图16所示。i49图16圆柱齿轮传动取代增速运动功能单元8依照以上解析，依照图9各个运动功能单元连接的序次把各个运动功能单元.下载可编写.....的取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17图17变速机构简图四、系统运动方案设计1、执行构件1的设计.下载可编写.....执行机构1驱动执行构件1运动，执行构件1由凸轮带动冲头做上下往来间歇直线运动。由题目可知，冲头行程200mm，为使冲头冲压工件时拥有较大的冲量，应采用高速运动，选择正弦加速度运动规律，同时冲头上升时为了防范较大的冲量，故速度应较低，选择等速运动规律.由于升程速度要比回程速度快，且无远休止角，暂设升程运动角为120o回程运动角为150o，那么近休止角为90o。升程时许用压力角较小，取30o，回程许用o压力角取60。故执行构件1的凸轮机构的原始参数以下:升程200mm升程运动角120°升程运动规律：正弦加速度升程许用压力角30°回程运动角150°回程运动规律：等速回程许用压力角60°近休止角90°凸轮dss曲线如图18：d.下载可编写.....图18凸轮dss曲线d凸轮独爱距，基圆半径r0升程采用正弦加速度规律：〔02〕3sh[1/2sin(2]100(3sin3)00vh1[1cos(2)]3001(1cos3)00a2h122)900122sin(sin300回程采用等速运动规律：〔23〕32.下载可编写....(0s)2s[13)']200(1056vh400'110a0近休止：〔32〕2S=0V=0a-0故由此可确定凸轮轮廓方程：s0r02e222凸轮轮廓方程：x(s0s)cosesiny(s0s)sinecosx(s0s)cosesin100(3sin3)]cos(0

.2)y(s0s)sinecos100sin3)]sin(3x(s0s)cosesin2200(13)]cos56〔2y(s0s)sinecos32200(13)]sin56用matlab绘制凸轮的轮廓如图19

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〕.下载可编写.....图19凸轮的轮廓.下载可编写.....2、槽轮机构设计确定槽轮槽数在拨盘圆销数k=1时，槽轮槽数z=4，该槽轮的各尺寸关系如图20所示图20槽轮机构几何尺寸关系槽轮槽间角由图20可知槽轮的槽间角为360360290z4槽轮每次转位时拨盘的转角2180o290o中心距槽轮机构的中心距应该依照详尽结构确定，在结构尚不明确的情况下暂定为a150mm拨盘圆销辗转半径rsinsin45a6)ra150槽轮半径Rcos12aRa1507)锁止弧张角3602a36090270圆销半径.下载可编写.....rAr88圆整RA18mm槽轮槽深h(1)arA锁止弧半径rSrrA106.06518取rS80mm4、滑移齿轮传动设计确定齿轮齿数结构简图图12中齿轮5、6、7、8、9、10组成了滑移齿轮有级变速运动功能单元，其齿数分别为z5、z6、z7、z8、z9、z10。由前面的解析可知z10iv14z9z8iv2z7z6iv3z5按最小不跟切齿数取z917那么z10iv1z941768为改进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z9z10176986可取z917z1069.下载可编写.....别的两对啮合齿轮的齿数和应该大体相同z7z886z9z1086iv286z7861z7z7z78686251iv21z886z7862561为了更凑近传动比iv2可取z725z860z5z686iv386z5861z5z5z58686341iv31z686z5863452为了更凑近于所要求的传动比，可取z534z651计算齿轮几何尺寸齿轮7、8的齿数，齿轮9、10的齿数和齿轮5、6的齿数和相等，即z5z6z7z885假设取齿轮模数为m=2mm，那么这两对齿轮的标准中心距相同am(z5z6)m(z7z8)2285故9,10的齿数和要比7,8和5,6的齿数和大z9z108685故齿轮9,10要采用负变位才能使9,10的中心距与5,6或7,8标准中心距相同，这三对齿轮互为标准传动，齿轮5,6和齿轮7,8几何尺寸可按标准齿轮计算，齿轮9,10采用负变位齿轮计算：变位系数x1，x2：.下载可编写.....cos'acosa''arccosa*cos86*cos20ooa'arccos85inv'inv2(x1x2)tanz1z2x1x2inv'invz2(z12tan知道标准齿轮5,6,7,8的模数和齿数，表位齿轮9,10的模数，齿数，变位系数，可求得所需齿轮的参数。5、齿轮传动设计1〕圆柱齿轮传动设计运动功能单元4，二级减速轮：由结构简图可知，齿轮11、12、13，14实现图9中的运动功能4的减速运动功能，它所实现的传动比为9.53。z12z14z11z13齿轮11,12大于最小不根切齿数：取z11z1323故z12z143.087*z1171为了使11，12,13,14的传动比更凑近9.53，取:z11z1323z12z1471齿轮11,12,13,14均为标准齿轮，取模数m=2mm。运动功能单元9，增速齿轮：i=4z174z18取z18=17，z17=17*4=68取

z1768z1817取模数为2mm，全部按标准齿轮传动设计。.下载可编写.....五、机械系统运动解析带动钢带伸出的橡胶轮半径R300，为逆时针转动，经过机构运动简图2的解析，发动机为顺时针转动，经过齿轮组的变速，凸轮和槽轮拨盘为逆时针转动，槽轮又经过一个增速齿轮组，实现橡胶轮的逆时针转动，周期与冲头相同。冲头初始地址为凸轮升程初步地址，槽轮初始地址为如A3图所示地址。1〕执行构件1运动解析冲头升程、回程运动方程及推杆位移、速度、加速度线图：升程采用正弦加速