冲压机构与送料机构 机械原理课程设计说明书

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机械原理与课程设计

计算说明书

设计题目:

冲压机构与送料机构

班 级:

姓 名:

学 号:

指导老师:

时 间:

**********XX大 学**********

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一、 设计要求及设计分析………………………3

二、 方案选择及对比……………………………4

三、 最优方案的分析与设计……………………7

四、 送料机构的设计……………………………16

五、 原动机的选择………………………………17

六、 参考资料……………………………………18

附图Ⅰ:冲压机构运动简图

附图Ⅱ:机构运动循环图

3

一、 设计要求及设计分析

1、 设计要求

设计一板料冲制机的冲压机构和送料机构。板料冲制机

是将坯料经冲压制成薄壁零件的机器。该机的上模先以比较

小的速度接近坯料,然后以匀速进行拉延成形工件以后,上

模继续下行将成品推出型腔,最后快速返回。上模退出下模

以后,送料机构从侧面将坯料送至待加工的位置,完成一个

工作循环。该机由电动机驱动。

2、 设计分析

(1)、本课题着重设计板料冲制机的冲压机构和送料机

构,不用考虑板料冲制机的控制传动部分。

(2)、由于本冲制机冲压的是薄壁零件,所以冲压机

构不需要很大的力传递作用。

(3)、板料冲制机的原动机为电动机(要求已给出),

其输出的是圆周运动,而执行机构实现的是直线运动,因此

要选择把旋转运动变成直线运动的机构。并且在设计冲压机

构中要注意到机构运动过程中的急回和匀速进给特性。

(4)、设计过程中主要以传统的设计方法为主,其次

利用计算机的强大功能来进行辅助的设计,以选择最优的方

案和节省大量的计算时间。 机

4

二、方案选择与对比

根据设计的要求可知:要选择适当的机构,使曲柄的旋转

运动转换成滑块的直线往复运动,并具有急回和匀速进给特性。

要实现上述的功能要求,可以有多种方案可供选择。

方案一:导杆-摇杆滑块冲压机构和凸轮送料机构(如图1)

如图1所示的冲压机构是在导杆机构的基础上,串联一个摇

杆滑块机构组合而成的。由给定的行程速比系数K 确定导杆机

构的几何尺寸。适当选择导路位置,可使工作段满足匀速要求工

作段的传动角满足设计要求。送料由凸轮机构控制。

5

方案二、曲柄导杆滑块机构(如 图2 )

如图2所示,该方案由两个四杆机构组成,构件1、2、

3、6构成摆动导杆机构,构件3、4、5、6构成摇杆滑块机构。

当曲柄1做匀速

转动时,滑块5

做往复移动,该

机构的行程速

比系数大于1,

传动角较大。

图2

320

6 方案三、肘杆机构(如 图3 )

图3所示为广

泛应用于锻压设备

中的肘杆机构。曲柄1

为原动件,滑块5为

从动件,当其接近下

死点时,由于速比

很大,故可用

较小的力F产生很大的锻压力G,亦即可获得很大的机械利益,

以满足锻压工作的需要。

方案对比:

上述三个方案均能达到课程设计所需要的要求,但方案1的机构

较复杂,分析设计较为麻烦;方案3适合于需要较大锻压力的设备中,

但本课程设计的是需要较小冲压力的冲压机构;方案2是实际应用中

较为常见的牛头刨床机构,其结构分析简单,且能很好的实现设计的

功能要求。综上所述,本课程设计选用方案2为板料冲制机的冲压机

构方案。

图3 机

7

三、 最优方案的分析设计

1、 图解法设计冲压机构(见附图Ⅰ)

根据做图设计可得到机构的结构尺寸分别为:

曲 柄:26mm

连 杆:25 mm

极位夹角:51.43度

2、 用解析法对机构进行运动分析

如图,先建立一直角坐标系并标出各杆矢及方位角。其中共

有四个未知量分别为:。为求解需建立两个封

闭矢量方程。

图4 机

8 (1)

由封闭形ABCA

求:

得:

(2)

由封闭形CDEGC可得:

根据运动分析得到的解析方程,便可以编写程序上机调试并

分析运行的结果。由运行的结果就可以看到所设计的机构的性

能,根据输出的结果数据从而对图解设计的机构进行更优结构尺

寸的选择。

9 3、 程序算法

图5

10 4、 源程序

#include

#include

#define PI 3.1415926

#define W1 2*PI

#define L3 138.3

#define LL 131.5

#define W0 4.0

#define A0 64.3*PI/180.0

void main()

{ double A1[200],S_e[200],V_e[200],A_e[200],A4[200];

double A3[200],W3[200],W4[200],S3[200],L1,B1,aa[200],L4,L6;

int i,k;

FILE *fp;

printf("\n*******机械运动分析程序*******\n");

printf("\n***请把输入的数据加上小数点***\n");

printf("\n\n请输入机架的长度d:\t");

scanf("%lf",&L6);

printf("\n\n请输入连杆长度c:\t");

scanf("%lf",&L4);

printf("\n\n\n默认曲柄每次的转角增加量为 4.0度");

fp=fopen("c:\SHEJI.xls","wb+");

fprintf(fp,"\t\t基本参数 机架长度d: %4.3f 连杆长度c: %4.3f\n\t\t\t

默认曲柄每次转角 4.0度\n",

L6,L4);

fprintf(fp,"曲柄方位角A1\t\t滑杆方位角A3\t\t连杆方位角A4\t\t位移S_e\t\t

速度V_e\t\t加速度A_e \n");

A1[0]=0.0;

k=360/W0;