机械原理课程设计说明书(凸轮送料机构)
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机械原理课程教案一凸轮机构及其设计一、教学目标及基本要求1了解凸轮机构的基本结构特点、类型及应用,学会根据工作要求和使用场合选择凸轮机构。
2.了解凸轮机构的设计过程,对凸轮机构的运动学、动力学参数有明确的概念。
3.掌握从动件常用运动规律的特点及适用场合,了解不同运动规律位移曲线的拼接原则与方法。
4.掌握凸轮机构基本尺寸设计的原则,学会根据这些原则确定移动滚子从动件盘形凸轮机构的基圆半径、滚子半径和偏置方向,摆动从动件盘形凸轮机构的摆杆长、中心距以及移动平底从动件平底宽度。
5.熟练掌握应用反转法原理设计平面凸轮廓线,学会凸轮机构的计算机辅助设计方法。
二、教学内容及学时分配第一节概述第二节凸轮机构基本运动参数设计第三节凸轮机构基本尺寸设计(第一、二、三节共2学时)第四节凸轮轮廓曲线设计(15学时)第五节凸轮机构从动件设计(1学时)第六节凸轮机构的计算机辅助设计(0.5学时)三、教学内容的重点和难点重点:1.凸轮机构的型式选择。
2.从动件运动规律的选择及设计。
3.盘形凸轮机构基本尺寸的设计,凸轮轮廓曲线设计的图解法和解析法。
4.从动件的设计,包括高副元素形状选择,滚子半径和平底宽度的确定。
难点:凸轮轮廓曲线设计的图解法四、教学内容的深化与拓宽空间凸轮机构与高速凸轮机构简介。
五、教学方式与手段及教学过程中应注意的问题充分利用多媒体教学手段,围绕教学基本要求进行教学。
在教学过程中应强调凸轮机构的运动学参数与结构参数的概念及其选用设计;应用反转法原理进行凸轮轮廓曲线的图解法设计时凸轮转角的分度,要注意从动件反转方向;正确确定偏置移动从动件凸轮机构在反转过程中从动件所依次占据的位置线;滚子从动件凸轮机构理论轮廓曲线与实际轮廓曲线的联系和区别等。
要注意突出重点,多采用启发式教学以及教师和学生的互动。
六、主要参考书目1黄茂林,秦伟主编.机械原理.北京:机械工业出版社,2010 2申永胜主编.机械原理教程(第2版).北京:清华大学出版社,20053孙桓,陈作模、葛文杰主编.机械原理(第七版).北京:高等教育出版社,20064石永刚,徐振华.凸轮机构设计.上海:上海科学技术出版社,1995七、相关的实践性环节凸轮机构运动参数测试实验。
机械原理课程设计说明书题目:运动轨迹为字母P的联动凸轮组合机构设计学生姓名:学号:专业:机械设计制造及其自动化学生姓名:学号:专业:机械设计制造及其自动化指导教师:2015 年7 月29 日目录一、机构简介……………………………………..…………………..…..…………………..2二、设计任务……………………………………..…………………..…..…………………..2三、设计方案内容3.1 联动凸轮机构基本要素的确定 (2)3.1.1 凸轮类型的选择 (2)3.1.2 推杆类型的选择 (2)3.1.3 凸轮基本尺寸的确定 (3)3.2 目标轨迹的设计 (3)3.3 运动轨迹各点凸轮转角与推杆位移的关系 (3)3.4 从动件推杆的运动规律 (4)3.5 运动轨迹的散点图以及X坐标和Y坐标的散点图 (4)3.6 凸轮推杆位移与凸轮转角关系图 (6)四、联动凸轮轮廓曲线的设计 (7)4.1 横向凸轮的设计 (7)4.2 纵向凸轮的设计 (7)五、联动凸轮组合机构机构简图 (9)六、课程设计总结 (9)运动轨迹为字母“P”的联动凸轮组合机构设计一、机构简介凸轮机构广泛应用于各类机械,特别是自动机和自动控制装置中。
如内燃机的配汽缸、自动机床的的进刀机构、电子机械、自动送料机构等等。
而凸轮机构的最大优点就是只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线就可以使推杆得到各种预期的运动规律,而且响应快速,机构简单紧凑。
正因如此,凸轮机构不可能被数控和电控等装置所完全代替。
在许多生产设备中,为了实现预定的特殊运动轨迹,常采用由两个凸轮机构组成的能实现目标运动轨迹的组合机构,称之为联动凸轮组合机构。
二、设计任务联动凸轮组合机构由两个凸轮机构组成。
它利用两个凸轮的协调配合,或同步运动来控制从动件上点的方向运动,使其可以准确地实现预定的轨迹。
此次设计是利用联动凸轮可以准确实现预定轨迹的工作原理,设计出“会写字的组合机构”,即用两个凸轮联动配合,实现设定的轨迹,“写”出大写英文字母“P”。
(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!)凸轮联动机构可爱的小猪目录:一、机构简介 (2)二、原始设计及设计要求、难点 (2)四、制作思路 (3)五、设计步骤 (3)六、设计心得、总结与问题 (30)七、参考文献 (32)一、机构简介凸轮机构的应用,在各种机械,特别是自动机和自动控制装置中,广泛采用着各种形式的凸轮机构。
如内燃机的配汽缸,自动机床的的进刀机构等等。
凸轮机构最大的优点是只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线就可以使推杆得到各种预期的运动规律,而且快速响应,机构简单紧凑。
正因如此,凸轮机构不可能被数控和电控完全代替。
设计的凸轮画猪机构时用EXCEL设计两个滚子直动从动件判断凸轮机构的凸轮轮廓线,本小组选择以1°为步长设计凸轮变量,设计好了轮廓线再导入WORKING MODEL 2D 仿真软件,即可生成横向纵向凸轮,在完成凸轮连接结构。
画出轨迹图。
二、原始设计及设计要求、难点1.用CAD画出猪的大体图样,如图所示:2.设计要求、难点:要求设计的机构能不断笔的画出猪的的图样,启动与停顿时冲击小,较精准的画出图示的机构的具体尺寸。
制作的困难在于把目标轨迹的横向与纵向很好地、精确地结合在一起,除此之外,目标曲线的制作也是一个挑战。
三、凸轮设计方案比较与选择方案一:尖顶凸轮结构两对心直动尖顶推杆盘形凸轮画猪机构虽然结构简单,但是易磨损,并且启动与停顿时冲击大。
且在working model软件上,难以按所要求的正确运转。
方案二:滚子凸轮及连杆组合机构由于滚子与凸轮之间为滚动摩擦,所以磨损较小,故可以用来传递较大的力,传递精度也较高,但是容易产生较大的积累误差同时使机械效率降低综上比较,并结合working model 的实际情况考虑,本组实验项目采用方案二的凸轮基本机构设计。
四、制作思路1.在CAD上画出目标轨迹的方案简图2.根据所要画的内容设计两个驱动凸轮3.用workingmodel2D仿真软件设计出机构4.调试机构,进行修改,完成小猪的制作五、设计步骤1.用CAD画出猪的大体结构并标注数据,如图横向凸轮数据纵向凸轮数据2.根据数据得到凸轮推杆位移与凸轮转角关系初始可分为39段,每段约9°,即每转9°画出一段,且横纵坐标与曲线对应相增减,将下图中的时间周期转化为相应的角度便可得到位移与角度的关系3. 根据所画的图,设定数据,做出推杆函数方程,用EXCEL 表示出来。
机械原理课程教案—凸轮机构及其设计一、教学目标1. 使学生了解凸轮机构的分类、工作原理和应用。
2. 培养学生掌握凸轮机构的设计方法和步骤。
3. 提高学生分析问题和解决问题的能力。
二、教学内容1. 凸轮机构的分类及工作原理凸轮机构的分类凸轮的工作原理凸轮机构的应用2. 凸轮的轮廓曲线设计凸轮轮廓曲线的基本原理常用凸轮轮廓曲线的特点及应用凸轮轮廓曲线的设计方法3. 凸轮的压力角和基圆半径的选择压力角的定义及作用基圆半径的计算方法压力角和基圆半径的选择原则4. 凸轮机构的设计步骤确定凸轮的类型和参数选择合适的轮廓曲线计算压力角和基圆半径校核凸轮的强度和运动性能5. 凸轮机构的设计实例实例分析设计过程演示结果讨论和评价三、教学方法1. 采用讲授法,讲解凸轮机构的基本概念、设计方法和步骤。
2. 利用多媒体演示凸轮机构的工作原理和设计过程。
3. 引导学生进行实例分析,培养学生的实际设计能力。
4. 开展课堂讨论,提高学生的思考和表达能力。
四、教学环境1. 教室环境:宽敞、明亮,配备多媒体教学设备。
2. 教学材料:教案、PPT、参考书籍、设计实例。
五、教学评价1. 课堂参与度:观察学生在课堂上的发言和讨论情况,评价学生的积极性。
2. 作业完成情况:检查学生提交的凸轮机构设计作业,评价学生的理解和应用能力。
3. 期末考试:设置有关凸轮机构设计的题目,评价学生对课程知识的掌握程度。
六、教学活动1. 课堂讲解:讲解凸轮机构的基本概念、分类、工作原理和应用。
2. PPT演示:通过PPT展示凸轮机构的工作原理和设计过程。
3. 实例分析:分析典型凸轮机构设计实例,引导学生掌握设计方法和步骤。
4. 小组讨论:分组讨论凸轮机构设计中的问题,培养学生的团队协作能力。
5. 作业布置:布置凸轮机构设计相关作业,巩固所学知识。
七、教学资源1. PPT:制作精美的凸轮机构教学PPT,展示图片、图表和实例。
2. 参考书籍:提供有关凸轮机构设计和应用的参考书籍,方便学生查阅。
机械原理课程设计说明书——————步进输送机专业:机械制造及其自动化班级:08级机制一班辅导老师:曲爱丽设计者:王铭升许秀花薄纯青周庆机械工学院2010年7月10—15日设计时间安排时间所用天数(天)设计内容领题目组队0.5功能分解形态学矩阵0.5方案确定 1运动循环图 1方案比较0.5设计说明书撰写 1答辩 1目录一、步进输料机的主要设计过程 (3)二、步进输料机结构简图 (4)三、设计简述 (5)3.1工作原理 (5)3.2传动方案 (6)3.3设计要求 (7)四、部分结构解析 (7)4.1机械系统运动方案的运算 (7)4.2所选机构的运动动力分析与计算 (8)4.3制定机械系统的运动循环图 (8)4.4画出运动方案布置图及机械运动简图 (8)4.5对结果进行分析讨论及评估 (9)五、附图 (9)一、步进输料机的主要设计过程1.1功能分析:下料:隔断板做往复直线运动。
送料:输送滑架做间歇直线往复运动。
形态学矩阵下料机构送料机构曲柄滑块曲柄滑块槽轮机构曲柄导杆圆柱凸轮机构曲柄摇杆机构平面凸轮机构(加弹簧)最后求解:3*4=12,共12种解法。
二、下料及送料的结构图下料机构:送料机构:方案一方案二三、设计简述3.1工作原理当电源接通后,电动机带动曲柄导杆机构的运动,同时通过带轮传动到槽轮机构(槽轮机构用来保证每转45°下一次料)。
曲柄导杆带动输送滑架往复直线运动,工作行程时,滑架上位于最左侧的推爪推动始点位置工件向前移动一个步长;当滑架返回时,始点位置又从料轮接受了一个新工件,由于推爪下装有压力弹簧,推爪返回时得以从工件底面滑过,工件保持不动,当滑架再次向前推进时,该推爪早已复位并推动新工件前移,,与此同时,该推爪前方的推爪也推动前工位的工件一齐向前再移动一个步长;为了防止工件因惯性继续运动,滑架下方安一挡板,通过与曲柄以带传动的凸轮只做上下往复直线运动,当滑架输送工件时,挡板慢慢上移,输送一个步长时挡板刚好卡主工件使其静止,然后回程时,挡板下移。
冲床冲压机构、送料机构及传动系统的设计一、设计题目设计冲制薄壁零件冲床的冲压机构、送料机构及其传动系统。
冲床的工艺动作如图5—1a所示,上模先以比较大的速度接近坯料,然后以匀速进行拉延成型工作,此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位置,完成一个工作循环。
图1 冲床工艺动作与上模运动、受力情况要求设计能使上模按上述运动要求加工零件的冲压机构和从侧面将坯料推送至下模上方的送料机构,以及冲床的传动系统,并绘制减速器装配图。
二、原始数据与设计要求1.动力源是电动机,下模固定,上模作上下往复直线运动,其大致运动规律如图b)所示,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,特别是工作段的压力角应尽可能小;传动角γ大于或等于许用传动角[γ]=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.生产率约每分钟70件;5.上模的工作段长度L=30~100mm,对应曲柄转角 0=(1/3~1/2)π;上模总行程长度必须大于工作段长度的两倍以上;6.上模在一个运动循环内的受力如图c)所示,在工作段所受的阻力F0=5000N,在其他阶段所受的阻力F1=50N;7.行程速比系数K≥1.5;8.送料距离H=60~250mm;9.机器运转不均匀系数δ不超过0.05。
若对机构进行运动和动力分析,为方便起见,其所需参数值建议如下选取:1)设连杆机构中各构件均为等截面均质杆,其质心在杆长的中点,而曲柄的质心则与回转轴线重合;2)设各构件的质量按每米40kg计算,绕质心的转动惯量按每米2kg·m2计算;3)转动滑块的质量和转动惯量忽略不计,移动滑块的质量设为36kg;4)传动装置的等效转动惯量(以曲柄为等效构件)设为30kg·m2;5 ) 机器运转不均匀系数δ不超过0.05。
三、传动系统方案设计冲床传动系统如图5-2所示。
目录1设计任务书 (3)1.1.设计题目 (3)1.2.工作原理与工艺动作过程 (3)1.3.原始参数 (3)1.4.设计要求 (3)2系统运动方案设计 (4)2.1.原动机类型的选择 (4)2.2.减速器类型的选择 (4)2.3.实现单轴六角自动车床刀架进给装置的机构选择 (5)2.4.实现送料动作的机构选择 (6)2.5.系统运动方案的确定 (6)2.6.绘制系统运动循环图 (7)3系统运动方案实现 (7)3.1.凸轮分析 (7)3.1.1.凸轮机构选型 ............................................................... 错误!未定义书签。
3.1.2.凸轮的制作过程 (8)3.2.杆件分析 (10)3.2.1.控制前刀架的杆件 (10)3.2.2.控制后刀架的杆件 (10)3.2.3.控制上刀架的杆件 (11)3.3. 送料装置分析 (11)4具体计算 (12)4.1.列出必要的计算公式 (12)4.2.用表格列出凸轮的计算结果 (12)5收获和体会 (12)6参考文献 (14)7附录 (14)图表目录图 1摆动导杆机构 (5)图 2凸轮机构 (5)图 3双摩擦轮机构 (6)图 4前刀架系统运动循环图 (7)图 5单轴六角自动车床凸轮毛坯尺寸 (8)图 6凸轮空行程曲线样板 (8)图 7凸轮工作行程曲线的画法 (8)图 8横刀架凸轮实例 (9)图 9控制前刀架的传动杆件 (10)图 10控制后刀架的传动杆件 (10)图 11控制上刀架的传动杠杆 (11)图 12送料机构简图 (11)图 13单轴六角自动车床刀架进给装置主视图......... 错误!未定义书签。
图 14槽轮运动特性............................... 错误!未定义书签。
表格目录表1系统运动方案 (6)表 2单轴六角自动车床凸轮毛坯尺寸 (7)表 3凸轮的计算结果............................................................ 错误!未定义书签。
哈工程机械原理凸轮机构1. 引言凸轮机构是机械工程中广泛应用的一种机构,包括了凸轮、滑块、连杆等部件。
在哈工程机械中,凸轮机构常用于控制机械运动的节奏和轨迹。
本文将介绍哈工程机械原理凸轮机构的工作原理以及在机械设计中的应用。
2. 凸轮机构的工作原理凸轮机构是一种基于凸轮运动的机械机构,可以将轴向转动运动转化为连杆运动或滑块运动。
凸轮通过主动轴驱动,使得凸轮轴随着转动,而凸轮则由于轴上的凸状物而在转动过程中产生周期性的起伏变化。
在哈工程机械中,凸轮机构常用于控制机器的工作节奏,例如控制挖掘机的铲斗起升。
通过控制凸轮的形状和凸轮轴的转速,可以实现不同速度和轨迹的运动。
凸轮机构的工作原理可以简要概括为以下几个步骤:1.凸轮轴的转动:凸轮机构的主动轴通过电机或其它动力装置驱动,使得凸轮轴开始转动。
2.凸轮的曲线轮廓:凸轮的轮廓可以根据具体的要求设计和加工,常见的形状包括圆形、椭圆形等。
不同的轮廓形状可以实现不同的动作轨迹。
3.滑块或连杆的运动:凸轮的曲线轮廓通过接触滑块或连杆,将轴向转动运动转化为连杆运动或滑块运动。
滑块或连杆的运动速度和轨迹由凸轮的形状和凸轮轴的转速决定。
4.控制机器的运动:滑块或连杆的运动可以用于控制机器的工作,例如挖掘机的铲斗起升运动。
通过调整凸轮的形状和凸轮轴的转速,可以调节机器的运动速度和轨迹。
3. 哈工程机械原理凸轮机构的设计与应用哈工程机械原理凸轮机构在机械设计中具有广泛的应用。
在以下几个方面,哈工程机械原理凸轮机构发挥了重要的作用:3.1 挖掘机挖掘机构挖掘机是哈工程机械中常见的设备之一,它的挖掘机构是由凸轮机构控制的。
凸轮机构通过控制铲斗的起升和倾斜,实现了挖掘机的挖掘和卸料功能。
凸轮的形状和凸轮轴的转速可以调节铲斗的升降速度和倾斜角度,使挖掘机能够适应不同的工作条件。
3.2 压路机振动机构哈工程机械中的压路机常常采用凸轮机构实现振动功能。
凸轮的曲线轮廓可以使滑块产生上下振动运动,从而使压路机产生振动力。
机械原理大作业凸轮凸轮是一种常见的机械传动装置,通过其特殊的轮廓形状和旋转运动,可以实现对连杆机构的运动控制。
在机械原理的学习中,凸轮是一个重要的研究对象,其设计和运用涉及到机械工程、动力学、运动学等多个学科领域。
本文将从凸轮的基本原理、结构特点、工作原理和应用范围等方面进行介绍和分析。
首先,凸轮的基本原理是利用凸轮轮廓的不规则形状,在旋转运动中对连杆机构施加不同的力和运动规律,从而实现对机械装置的运动控制。
凸轮的轮廓可以是圆形、椭圆形、心形等多种形状,根据具体的运动要求和传动方式来设计选择。
凸轮的轮廓形状决定了其在运动中对连杆机构的推动和拉动效果,是凸轮传动的关键。
其次,凸轮的结构特点主要包括凸轮轴、凸轮轮廓和凸轮支撑等部分。
凸轮轴是凸轮的轴心部分,通过轴承和传动装置与动力源相连,实现旋转运动。
凸轮轮廓是凸轮的轮廓外形,根据具体的运动要求和传动方式进行设计和加工。
凸轮支撑是凸轮的固定支撑装置,通常由轴承、轴套和固定座等部分组成,用于支撑和固定凸轮的运动。
凸轮的工作原理是利用凸轮轮廓的不规则形状,在旋转运动中对连杆机构施加不同的力和运动规律,从而实现对机械装置的运动控制。
当凸轮轴转动时,凸轮轮廓与连杆机构发生接触和相互作用,通过凸轮的推动和拉动作用,实现对连杆机构的运动控制。
凸轮的工作原理是基于凸轮轮廓的不规则形状和旋转运动,通过对连杆机构施加不同的力和运动规律,实现对机械装置的运动控制。
最后,凸轮在机械工程中有着广泛的应用范围,常见的应用包括发动机气门控制、机床加工控制、自动化生产线等领域。
在发动机气门控制中,凸轮通过其特殊的轮廓形状和旋转运动,实现对气门的开启和关闭,从而控制气缸内气体的进出。
在机床加工控制中,凸轮通过其特殊的轮廓形状和旋转运动,实现对工件的加工和定位,从而实现精密加工和高效生产。
在自动化生产线中,凸轮通过其特殊的轮廓形状和旋转运动,实现对工件的输送和定位,从而实现自动化生产和装配。
冲床冲压机构、送料机构及传动系统的设计一、设计题目设计冲制薄壁零件冲床的冲压机构、送料机构及其传动系统。
冲床的工艺动作如图5—1a所示,上模先以比较大的速度接近坯料,然后以匀速进行拉延成型工作,此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位置,完成一个工作循环。
图1 冲床工艺动作与上模运动、受力情况要求设计能使上模按上述运动要求加工零件的冲压机构和从侧面将坯料推送至下模上方的送料机构,以及冲床的传动系统,并绘制减速器装配图。
二、原始数据与设计要求1.动力源是电动机,下模固定,上模作上下往复直线运动,其大致运动规律如图b)所示,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,特别是工作段的压力角应尽可能小;传动角γ大于或等于许用传动角[γ]=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.生产率约每分钟70件;5.上模的工作段长度L=30~100mm,对应曲柄转角 0=(1/3~1/2)π;上模总行程长度必须大于工作段长度的两倍以上;6.上模在一个运动循环内的受力如图c)所示,在工作段所受的阻力F0=5000N,在其他阶段所受的阻力F1=50N;7.行程速比系数K≥1.5;8.送料距离H=60~250mm;9.机器运转不均匀系数δ不超过0.05。
若对机构进行运动和动力分析,为方便起见,其所需参数值建议如下选取:1)设连杆机构中各构件均为等截面均质杆,其质心在杆长的中点,而曲柄的质心则与回转轴线重合;2)设各构件的质量按每米40kg计算,绕质心的转动惯量按每米2kg·m2计算;3)转动滑块的质量和转动惯量忽略不计,移动滑块的质量设为36kg;4)传动装置的等效转动惯量(以曲柄为等效构件)设为30kg·m2;5 ) 机器运转不均匀系数δ不超过0.05。
三、传动系统方案设计冲床传动系统如图5-2所示。
电动机转速经带传动、齿轮传动降低后驱动机器主轴运转。
原动机为三相交流异步电动机,其同步转速选为1500r/min,可选用如下型号:电机型号额定功率(kw)额定转速(r/min)Y100L2—4 3.0 1420Y112M—4 4.0 1440Y132S—4 5.5 1440由生产率可知主轴转速约为70r/min,若电动机暂选为Y112M—4,则传动系统总传动比约为。
取带传动的传动比i b=2,则齿轮减速器的传动比i g=10.285,故可选用两级齿轮减速器。
图2 冲床传动系统四、执行机构运动方案设计及讨论该冲压机械包含两个执行机构,即冲压机构和送料机构。
冲压机构的主动件是曲柄,从动件(执行构件)为滑块(上模),行程中有等速运动段(称工作段),并具有急回特性;机构还应有较好的动力特性。
要满足这些要求,用单一的基本机构如偏置曲柄滑块机构是难以实现的。
因此,需要将几个基本机构恰当地组合在一起来满足上述要求。
送料机构要求作间歇送进,比较简单。
实现上述要求的机构组合方案可以有许多种。
下面介绍几个较为合理的方案。
1.齿轮—连杆冲压机构和凸轮—连杆送料机构如图5—3所示,冲压机构采用了有两个自由度的双曲柄七杆机构,用齿轮副将其封闭为一个自由度。
恰当地选择点C的轨迹和确定构件尺寸,可保证机构具有急回运动和工作段近于匀速的特性,并使压力角尽可能小。
图3 冲床机构方案之一送料机构是由凸轮机构和连杆机构串联组成的,按机构运动循环图可确定凸轮推程运动角和从动件的运动规律,使其能在预定时间将工件推送至待加工位置。
设计时,若使lOG<lOH ,可减小凸轮尺寸。
2.导杆—摇杆滑块冲压机构和凸轮送料机构如图5—4所示,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。
导杆机构按给定的行程速比系数设计,它和摇杆滑块机构组合可达到工作段近于匀速的要求。
适当选择导路位置,可使工作段压力角较小。
送料机构的凸轮轴通过齿轮机构与曲柄轴相连。
按机构运动循环图可确定凸轮推程运动角和从动件的运动规律,则机构可在预定时间将工件送至待加工位置。
图4冲床机构方案之二3.六连杆冲压机构和凸轮—连杆送料机构如图5—5所示,冲压机构是由铰链四杆机构和摇杆滑块机构串联组合而成的。
四杆机构可按行程速比系数用图解法设计,然后选择连杆长L EF及导路位置,按工作段近于匀速的要求确定铰链点E的位置。
若尺寸选择适当,可使执行构件在工作段中运动时机构的传动角γ满足要求,压力角较小。
凸轮送料机构的凸轮轴通过齿轮机构与曲柄轴相连,若按机构运动循环图确定凸轮转角及其从动件的运动规律,则机构可在预定时间将工件送至待加工位置。
设计时,使L IH<L IR,则可减小凸轮尺寸。
图5冲床机构方案之三4.凸轮—连杆冲压机构和齿轮—连杆送料机构如图5—6所示,冲压机构是由凸轮—连杆机构组合,依据滑块D的运动要求,确定固定凸轮的轮廓曲线。
料机构是由曲柄摇杆扇形齿轮与齿条机构串联而成,若按机构运动循环图确定曲柄摇杆机构的尺寸,则机构可在预定时间将工件送至待加工位置。
图6冲床机构方案之四选择方案时,应着重考虑下述几个方面:1)所选方案是否能满足要求的性能指标;2)结构是否简单、紧凑;3)制造是否方便,成本可否降低。
经过分析论证,方案1是四个方案中最为合理的方案,下面就对其进行设计。
五、冲压机构设计由方案1图5—3可知,冲压机构是由七杆机构和齿轮机构组合而成。
由组合机构的设计可知,为了使曲柄AB回转一周,C点完成一个循环,两齿轮齿数比Z1/Z2应等于1。
这样,冲压机构设计就分解为七杆机构和齿轮机构的设计。
1.七杆机构的设计设计七杆机构可用解析法。
首先根据对执行构件(滑块F)提出的运动特性和动力特性要求选定与滑块相连的连杆长度CF,并选定能实现上述要求的点C 的轨迹,然后按导向两杆组法设计五连杆机构ABCDE的尺寸。
设计此七杆机构也可用实验法,现说明如下。
如图5—7所示,要求AB、DE均为曲柄,两者转速相同,转向相反,而且曲柄在角度的范围内转动时,从动件滑块在L=50mm范围内等速移动,且其行程H=90mm。
图7 七杆机构的设计1)任作一直线,作为滑块导路,在其上取长为L的线段,并将其等分,得分点F1、F2、…、F n(取n=5)。
2)选取L CF为半径,以Fi各点为圆心作弧得K1、K2、…、K5。
3)选取L DE为半径,在适当位置上作圆,在圆上取圆心角为的弧长,将其与L 对应等分,得分点D1、D2、…、D5。
4)选取L DC为半径,以D i为圆心作弧,与K1、K2、…、K5对应交于C1、C2、…、C5。
5)取L BC为半径,以C i为圆心作弧,得L1、L2、…、L5。
6)在透明白纸上作适量同心圆弧。
由圆心引5条射线等分(射线间夹角为)。
7)将作好图的透明纸覆在L i曲线族上移动,找出对应交点B1、B2、…、B5,便得曲柄长L AB及铰链中心A的位置。
8)检查是否存在曲柄及两曲柄转向是否相反。
同样,可以先选定l AB长度,确定l DE和铰链中心E的位置。
也可以先选定L AB、L DE和A、E点位置,其方法与上述相同。
用上述方法设计得机构尺寸如下:L AB=60mm,L DE=57mm,L AE=120mm,L BC=240mm,L DC=220mm,L CF=200mm,A点与导路的垂直距离为320mm,E点与导路的垂直距离为200mm。
2.齿轮机构设计此齿轮机构的中心距a=120mm,模数m=5mm,采用标准直齿圆柱齿轮传动,Z1=Z2=24,ha*=1.0。
计算可得:六、七杆机构的运动和动力分析用图解法对此机构进行运动和动力分析。
将曲柄AB的运动一周360°分为18等份,得分点B1、B2、…、B18,针对曲柄每一位置,求得C点的位置,从而得C点的轨迹,然后逐个位置分析滑块F的速度和加速度,并画出速度线图,以分析是否满足设计要求。
图5—8是冲压机构执行构件速度与C点轨迹的对应关系图,显然,滑块在F4~F8这段近似等速,而这个速度值约为工作行程最大速度的40%。
该机构的行程速比系数为故此机构满足运动要求。
在进行机构动力分析时,先依据在工作段所受的阻力F0=5000N,并认为在工作段内为常数,然后求得加于曲柄AB的平衡力矩Mb,并与曲柄角速度相乘,获得工作段的功率;计入各传动的效率,求得所需电动机的功率为5.3KW,故所确定的电动机型号Y132S—4(额定功率为5.5KW)满足要求。
七、机构运动循环图依据冲压机构分析结果以及对送料机构的要求,可绘制机构运动循环图(图5—9)。
当主动件AB由初始位置(冲头位于上极限点)转过角ϕa(=120°)时,冲头快速接近坯料;又当曲柄由转到ϕb(=200°)时,冲头近似等速向下冲压坯料;当曲柄由ϕb转到ϕc(=240°)时,冲头继续向下运动,将工件推出型腔;当曲柄由ϕc转到ϕd(=300°)时,冲头恰好退出下模,最后回到初始位置,完成一个循环。
送料机构的送料动作,只能在冲头退出下模到冲头又一次接触工件的范围内进行。
故送料凸轮在曲柄AB由320°转到400°完成升程,而曲柄AB 由400°转到480°完成回程。
八、送料机构设计送料机构是由摆动从动件盘形凸轮机构与摇杆滑块机构串联而成,设计时,应先确定摇杆滑块机构的尺寸,然后再设计凸轮机构。
1.四杆机构设计依据滑块的行程要求以及冲压机构的尺寸限制,选取此机构尺寸如下:L RH=60mm,L OH=140mm,O点到滑块RK导路的垂直距离=167mm,送料距离取为90mm时,摇杆摆角应为35°。
2.凸轮机构设计为了缩小凸轮尺寸,摆杆的行程应小AB,故取,最大摆角为35°。
因凸轮速度不高,故升程和回程皆选等速运动规律。
因凸轮与齿轮2固联,故其等速转动。
用作图法设计凸轮轮廓,取基圆半径r0=51mm,滚子半径r T=6mm。
九、速度、加速度分析用图解法对此机构进行运动和动力分析。
将曲柄AB运动一周360°分为18等分,得等分点B1、B2、…B18,针对曲柄每一位置,求得C点的位置,从而得C 点的轨迹,然后逐个分析滑块F的速度和加速度。