机械原理课程设计---精压机冲压及送料系统的设计

机械原理课程设计---精压机冲压及送料系统的设计 机械原理课程设计说明书 题 目: 精压机冲压及送料系统的设计 指导老师: 学生姓名: 学 号: 20072001402 所属院系: 机械工程学院 专 业: 机械工程及其自动化 班 级: 机械07-4班 1 机械原理课程设计说明书 《机械原理课程设计》任务书 课程设计题目:精压机冲压及送料系统的设计 课程设计完成内容: 设计说明书一份(主要包括:运动 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计、方案的 决策与尺度综合、必要的机构运动 分析和相关的机构运动简图) 发题日期: 2010 年 7 月 1 日 完成日期: 2010 年 7 月 16 日 指导教师: 穆塔里夫 巴吾东 2 机械原理课程设计说明书 目 录 第1章 概述.....................................................................................................................................4 1.1 机械原理课程设计的目的和任务....................................................................................4 1. 1. 1 课程设计目的........................................................................................................4 1. 1. 2 课程设计任务........................................................................................................4 1. 1. 3 课程设计所采用方法.........................................................................................5 1.2课程设计具体要求.................................................................................................................5 第2章 设计任务及要求.............................................................................................................6 2.1概述.............................................................................................................................................6 2.2原始数据及设计要求............................................................................................................6 2. 2. 1 专用精压机...............................................................................................................6 2 .2. 2 原始数据及设计要求:........................................................................................7 2 .2. 3设计任务......................................................................................................................7 2 .2. 4分解工艺动作，拟定执行构件的运动形式....................................................7 2. 2. 5根据工艺动作服序和协调要求拟定运动循环图...........................................7 第3章 方案设计与决策..........................................................................................................9 3.1机构部分....................................................................................................................................9 3.2方案一........................................................................................................................................9 3.3方案二.......................................................................................................................................10 3.4方案三.......................................................................................................................................10 3.5方案决策..................................................................................................................................11 3.6确定设计方案........................................................................................................................ 12 第4章 机构的尺寸设计........................................................................................................13 4.1上模冲压机构的尺寸设计.................................................................................................13 4.2传动系统尺寸设计...............................................................................................................14 心得体会.........................................................................................................................................16 参考文献.........................................................................................................................................17 3 机械原理课程设计说明书 第1章 概述 机械原理课程设计是机械类各专业学生第一次课程设计，是重要的实践性教学环节，对于培养学生机械系统运动方案设计和创新设计能力、解决工程实际中机构分析和设计能力等有着十分重要意义。 1.1 机械原理课程设计的目的和任务 1.1.1 课程设计目的 1)综合运用机械原理课程的理论和实践知识，分析和解决与本课程有关的实际问题，促进所学理论知识的巩固、深入和归纳; 2)培养学生的创新设计能力、综合设计能力与团队协作精神; 3) 加强学生动手能力的培养和工程实践的训练，提高学生针对实际需求进行创新思维、综合和工艺制作等实际工作能力; 4)提高学生运算、绘图、表达、运用计算机、搜集和整理 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 能力; 5)为将来从事技术工作打基础。 1.1.2课程设计任务 结合一个简单或中等复杂程度的机械系统，让学生根据使用要求和功能分析，开拓思路，敢于创新，巧妙地构思其工作原理和选择工艺动作过程;由所选择的工作原理和工艺动作过程综合应用所学过的各类常用机构的结构组成、运动原理、工作特点及应用场合等知识，进行机构的选型、创新与组合，构思出各种可能的运动方案，并通过方案 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 、优化筛选，选择最佳方案;就所选择的最佳运动方案，应用计算机辅助分析和设计方法(也可以使用图解法)进行机构尺度综合和运动分析;由运动方案和尺度综合结果绘制机构系统运动简图。 1.1.3程设计所采用方法 机械原理课程设计的方法原则上可以分为两类。 1) 图解法 运用某些几何关系式或已知条件等，通过几何作图求得结果，所需尺寸可直接从图上量取。其显著优点是可以将分析和综合结果清晰地表示在图纸上，直观、形象、便于检查正确与否。缺点是作图繁琐，精度不高。 2) 解析法 以机构参数来表达各构件间的函数关系，建立机构的位置方程或机构的封闭环路方程，解方程求得未知量。利用计算机可以计算大量重复工作，快速获得计 4 机械原理课程设计说明书 算结果，且精度较高，能解决较复杂问题。 以上两种方法各有特点，可以互为补充。 1.2课程设计具体要求 机械原理课程设计最终上交的 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 为图样，设计(或研究)报告以及编写的程序等。 图样主要包括的内容为运动方案中的机构系统运动简图及其运动循环图，图解及解析法分析和设计的某些机构位置图。要求图样比例合适、布置合理、线条分明、清晰准确、曲线光滑，运动副等符号符合国家 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 。 设计(或研究)报告内容主要包括，设计任务书与给定条件、题目及设计(研究)背景分析、资料搜集与整理、机构系统运动方案的论证与比较、某些机构分析与设计的原理与方法、分析思路、计算程序及其说明、计算结果分析、收获与体会、参考文献等，具体内容与格式如下。 5 机械原理课程设计说明书 第2章 设计任务及要求 2.1 概述 提高产品的科技含量和技术创新水平，就需要提高对产品设计和开发的能力，加强对产品设计技术的研究。英国从20世纪60年代开始，就以国家政策和财力来支持发展与推广设计新技术;德国提出“设计就是科学”，且其设计学的发展已初具规模;美国设有“设计委员会”;日本同样也非常重视设计技术的发展，将设计看作是技术、经济、美学和人机学的一体化整体，并极力推广和采用新技术，从而大大提高了机械产品在国际市场的竞争力。 研究掌握产品创新设计的理论与方法，并应用于产品设计中，提高产品综合设计技术，通过制造，使设计的产品能够在产品质量、价格、交货期及功能、款 造型、色彩)等方面满足用户不断发展的需求，提供优质高效、价廉物美的产式( 品，才能在激烈的市场竞争中取得优势，赢得用户，取得较好的经济效益。 机械产品的设计开发，首先是机械系统方案的创新构思和设计。机械系统方案设计的好坏，对产品设计的成败起决定性作用，对保证机械能否完成预定的功能，能否正常、稳定、可靠地工作及工作质量的优劣都是十分关键的。成功的设计往往是基于系统方案的突破和创新，系统方案设计是富有创造性的工作。机械系统方案设计是一项综合的、复杂的、涉及知识面和经验等因素的任务，它有规可循，但无定律可守。它需要宽广的知识积累，需要丰富的实践经验支持，更需要思维扩展、发散和创新意识。 机械原理作为机械工程专业的一门技术基础课，帮助学生了解、认识机械的基本工作原理，理解和掌握机械的共性的基本结构组成、功能特点等理论知识，掌握机构运动学和机器动力学的基本理论知识和分析方法，成对机构的选型、组合、变异和演化的设计能力，进而建立对机械系统运动方案的构思和设计能力。机械原理课程与其它机类的专业基础课相比，特别强调创新教育，培养创新意识和创新能力，把创新教育渗透到各个教学环节，贯穿整个培养过程。特别是通过生动的案例分析，激发学生的兴趣和创新欲望，从而加强培养创新意识，激发创新精神。 2.2 对精压机的概述 2 .2. 1 专用精压机 专用精压机是用于薄壁铝合金制件的精压深冲工艺。它是将薄壁铝板一次冲压成为深筒形。它的工艺动作主要: 6 机械原理课程设计说明书 1)将新坯料送至待加工位置; 2)下模固定、上模冲压拉延成形将成品推出模腔。 2 .2. 2 原始数据及设计要求: 1)以转动的电机为动力，从动件(执行机构)为上模，作上下往复运动，其运 动规律由冲头行程图给出，具有快速下沉，等速工作进给和快速返回的特性。 2)机构应具有较好的传力性能，工作段的传动角[?]=40?。 3)上模到达工作段之前，送料机构已将坯料送至待加工位置(下模上方)。 4)生产率为40件/min。 5)执行构件的工作段长度L=30~100mm,对应曲柄转角θ=(1/3~1/2))π 上模行程长度必须大于工作段长度的两倍以上。 6)行程速度变化系数K?1.3 7)送料距离H=60~250mm。 8)电机转速为1000r/min。 2 .2. 3设计任务 1) 执行机构选型与设计:构思出至少5种运动方案，并在说明书中画出运动方案草图，经对所有运动方案进行比较分析后，选择其中认为比较好的方案进行详细设计，该机构最好具有急回运动特性。 2)按工艺动作过程拟定运动循环图。 3)根据功能要求，确定工作原理和绘制运动系统功能图。 4)传动系统的设计，齿轮机构、凸轮机构、连杆机构的设计，包括尺寸设计。 5)对机构进行力分析。 6)对机构进行运动学分析，并画出输出机构的位移、速读和加速度线图。 7)画出最终方案的机构运动简图。 8) 写设计说明书。 2 .2. 4分解工艺动作，拟定执行构件的运动形式 根据工艺过程，机构应具有一个模具(圆筒形的型腔和两个执行构件(一个冲头和一个料推)。两个执行构件的运动形式分别为: 2. 2. 5根据工艺动作服序和协调要求拟定运动循环图 上冲头加压机构的原动件每转一周完成一个运动循环，所以拟定运动循环图时，以该原动件的转角为横坐标(0~360?)，以各执行构件的位移为纵坐标画出位移曲线。运动循环图上的位移曲线主要着眼于运动的起迄位置，而不必准确地表示出运动规律。 7 机械原理课程设计说明书 确定运动循环图后，即可据此拟定合适的运动规律曲线，进行机构设计。必要时，再对设计的机构进行运动分析，用分析得到的位移规律到运动循环图上观察机构是否协调。若有不当之处，应将运动循环图作适当的修正。 8 机械原理课程设计说明书 第3章 方案的设计 3.1机构部分 1)冲压机构 主要运动构件:上模 2)送料机构 主要运动构件:推杆 且传送带送料机构实现间歇送料可采用凸轮机构、槽轮机构等. 如果考虑到成品有切边的情况，则需要一个将拉延后的成品上顶的机构来 配合推杆完成推成品出模腔的运动。 3.2方案一 凸轮—连杠冲压机构 ， 摆杆—滑块送料机构 冲压机构由凸轮控制其运动方式，无太大的受力，需要的传动结构简单，通过倒置法能够确定凸轮的大致轮廓。 送料机构是由摆杆滑块机构组成的，按机构运动循环图可确定摇杆工作位置和从动件的运动规律，使其能在规定时间内将工件送至待加工位置。 图3.1 凸轮—连杠冲压机构 ， 摆杆—滑块送料机构 计算自由度: F=3n-(2P-P) lh n =7 ; P=9 ; P=2 lh 9 机械原理课程设计说明书 F=3*7-2*9-2=1 3.3方案二 凸轮—连杆冲压送料机构 送料和冲压机构都是由凸轮连杆机构组成。连杆机构可通过对杆长的计算设计，当选择好适当的杆长尺寸后，能实现所需的行程速比以及运动要求。通过铰链点与杆长的适当选择，能使机构具有较小的压力角和较为理想的传动角，使其达到运动功能，满足传动要求。 凸轮轮廓线可根据运动的要求用机构倒置法求出，从而使送料、冲压和上顶同时完成，并也能满足急回与匀速这一运动要求，在完成预定运动的同时，使整个加工效率提高。 图3.2 凸轮—连杆冲压送料机构 计算自由度: F=3n-(2P-P) lh n =8 ; P= 10; P=3 lh F=3*8-2*10-3=1 3.4方案三 摆动导杆冲压机构 + 曲柄-滑块送料机构 冲压机构:参考《机械原理》(P38)中的机构,并且经过改进，将其凸轮机 10 机械原理课程设计说明书 构高副低代后得到了由摇杆和滑块组成的摆动导杆机构。 导杆机构的尺寸确定可按给定的行程速度变化系数K设计，上模将具有 回的特性，摇杆滑块机构的组合可按照要求使上模在工作段接近于匀速。 送料机构:摇杆滑块送料机构通过齿轮与上部曲柄轴相连。可调节其在整个运动中的初始位置使推杆在预定时间将胚料送至待加工的位置。如取一定的偏距，则其也具有急回的特性。 图3.3 摆动导杆冲压机构 + 曲柄-滑块送料机构 计算自由度: F=3n-(2P-P) lh n =14 ; P=19 ; P=3 lh F=3*14-2*19-3=1 3.5方案决策 方案一的特点:无太大的受力，需要的传动结构简单，通过倒置法能够确定凸轮的大致轮廓。 方案二的特点:连杆机构可通过对杆长的计算设计，当选择好适当的杆长尺寸后，能实现所需的行程速比以及运动要求。通过铰链点与杆长的适当选择，能使机构具有较小的压力角和较为理想的传动角，使其达到运动功能，满足传动要 11 机械原理课程设计说明书 求。 方案三的特点:可调节其在整个运动中的初始位置使推杆在预定时间将胚料送至待加工的位置。如取一定的偏距，则其也具有急回的特性。 3.6确定设计方案 在3个方案全部提出后，进行了对比。各个方案都由不同的基础机构组合而成，且基本都可完成设计要求的运动。但是考虑到后期的建模，分析等的方便，最后决定采取第3个方案。 第3方案可满足急回运动的要求，输送配料上工作台和上模冲压这2 个工作步骤也可较容易的配合出来。使整个机构完成一次送料冲压的周期 图3.4 摆动导杆冲压机构 + 曲柄-滑块送料机构 表3.1 解释图中的各零件 滑块 压力块 大齿轮 小齿轮 连杆 曲柄 1 2,3,4 5,6, 8,12,14,15 7,9,13, 10,11 12 机械原理课程设计说明书 表3.2 零件尺寸 大齿轮 3个小齿轮 AB连杆 BD连杆 LN连杆 NQ连杆 上模H GK连杆 Z=30 Z=60 250 513 250 513 280 60~250 12 13 机械原理课程设计说明书 第4章 机构的尺寸设计 4.1上模冲压机构的尺寸设计 因要求K>1.3，取K=1.6, o o θ=180(k-1)/(k+1)=180(1.6-1)/(1.6+1)= 42? 得极位夹角θ=42?; 另要求上模的总行程H=280mm 设α为DE与竖直方向夹角 由前图可得:2*CD*sin(θ/2)+DE*(1-cosα)=280 且因β极小 上式可变为:2*CD*sin(θ/2)=280 得 CD=320mm 取曲柄AB=250mm，得知 BD=513mm 4.2传动系统尺寸设计 整个机构的传动系统是由4个齿轮组成的. 为了计算的方便和统一，取3 个小齿轮的尺寸相同，分度圆直径为300mm;，分度圆直径为600mm。取模数m=10， 则得出小齿轮的齿数z=30，大齿轮的齿数z=60。为了使推杆有急回特性，使其12 在回程时不与前进得胚料有碰撞,取其正偏距e=150mm。 分度圆直径d d=mz d10*30=300mm d=mz d=10*60=600mm111=22 .2 *齿顶高h h=h=hm h=h=1*10=10mm aa1a2aa1a2 **齿根高h h=h=(h+c)m h=h=(1+0.25)*10=12.5mm ff1f2af1f2 **齿全高h h=h=(2h+c)m h=h=(2*1+0.25) *10=22.5mm 12a12 *齿顶圆直径d d=(z+2h)m d=(30+2*1)*10=320mm aa11aa1 * d=(z+2h)m d= (60+2*1)*10=620mm a22aa2 **齿根圆直径d d=(z-2h-2c)m d=(30-2*1-2*0.25)*10=275mm ff11af1 **d=(z-2h-2c)m d=(60-2*1-2*0.25)*10=575mm f22af2 14 机械原理课程设计说明书 基圆直径d d=dcosα d=300*0.74=223mm bb11b1 d=dsinα d=600*0.74=444mm b22b2 齿距p p=пm p=3.14*10=31.4mm 基圆齿距(法向齿距)p p=p cosα p=31.4*0.74=23.24mm bbb 齿厚s s=пm/2 s=3.14*10 / 2=15.7mm 齿槽宽e e=пm/2 e=3.14*10 / 2=15.7mm 标准中心距a a=m(z+z)/2 a=10(30+60)/2=450mm 12 ’ ’节圆直径d (当中心距为标准中心a时)d=d ’’传动比i i=ω/ω=z/z=d/d=d/d=d/d1212212121b2b1 i=d/d= z/z =60/30=2 1212 15 机械原理课程设计说明书 心得体会 这次设计经历了一个多星期，在这段时间里是我各个方面都得到了训练，对机械原理了解的跟加深入了，使我们的阅历增加了很多。摆脱了我们以往只能在书本上学习的范畴而是自己亲手设计实验出来的。 这次设计使我们明白想要做好课程设计必须要有深厚的基础，不然做起俩真是很麻烦，设计刚开始时因为基础不牢固我们走了很多的弯路，这次设计过成功后，我仿佛经过一次长途旅程到达终点，感觉眼前一亮，特别的舒服啊。这次设计让我明白干任何事都要有耐心，要仔细，课程设计有很多次让我感到心烦，但我们还是坚持下来了。 短短一周课程设计，使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的缺乏，自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足，以后我会更加努力的学习的。机械原理课程设计是使我们较全面系统的掌握和深化机械原理课程的基本原理和方法的重要环节，是培养我们学生机械运动方案设计创新设计和应用计算机对工程实际中各种机构进行分析和设计能力的一门课程。 经过这几天设计的学习，让我们初步了解了机械设计的全过程，可以初步的进行机构选型组合和确定运动方案;使我们将机械原理课程各章的理论和方法融会贯通起来，进一步巩固和加深了所学的理论知识 ;并对动力分析与设计有了一个较完整的概念;提高了运算绘图遗迹运用计算机和技术资料的能力;培养了我们学生综合运用所学知识，理论联系实际，独立思考羽分析问题的能力和创新能力。 在这几天的机械设计中，我们深感自己的不足，认识到了理论与实际之间的差别，只有理论与实际相结合，充分发展多动手，多加进行锻炼，才能终有所得。 机械原理课程设计结合一种简单机器进行机器功能分析、工艺动作确定、执行机构选择、机械运动方案评定、机构尺寸综合、机械运动方案设计等，使我们学生通过一台机器的完整的运动方案设计过程，进一步巩固、掌握并初步运用机械原理的知识和理论，对分析、运算、绘图、文字表达及技术资料查询等诸方面的独立工作能力进行初步的训练，培养理论与实际相结合、应用计算机完成机构分析和设计的能力，更为重要的是培养开发和创新能力。机械原理课程设计在机械类学生的知识体系训练中，具有不可替代的重要作用。 16 机械原理课程设计说明书 参考文献 【1】穆塔里夫. 机械原理课程设计指导书. 新疆大学机械设计教研室. 2009年9月 【2】孙恒. 陈作模.曷文杰. 机械原理(第七版). 高等教育出版社.2006 17