机械设计课程设计课程说明书.doc

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1、机械设计课程设计计算说明书设计题目：薄壁零件冲床机构设计学院：能源与动力工程学院设计者：王洪波指导教师：宁凤艳2014年6月7日北京航空航天大学目录一．设计任务书31.设计题目：薄壁零件冲床的设计32.设计背景：33.设计参数：44.设计任务4二．总体方案设计41、执行机构的选型与设计42、传动装置方案确定6三．传动零件的设计计算81、联轴器82、齿轮设计93、蜗轮蜗杆设计15三、轴系结构设计及计算191、轴的强度计算192、轴承校核计算273、键校核计算32四、箱体及附件设计33五、润滑与密封341、齿轮、蜗杆及蜗轮的润滑342、滚动轴承的润

2、滑343、油标及排油装置354、密封形式的选择35六、技术要求35一．设计任务书1.设计题目：薄壁零件冲床的设计2.设计背景：（1）工作原理：薄壁零件冲床的组成框图如图1所示。图1薄壁零件冲床的组成框图工作原理如图2a所示。在冲制薄壁零件时，上模（冲头）以较大的速度接近坯料，然后以匀速进行拉延成形工作，接着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2薄壁零件冲制工作原理图（2）设计条件与要求动力源为电动机，上模做上下往复直线运动，其大致运动规律如图2b所示，要求有快速下沉、

3、匀速工作进给和快速返回的特征。上模工作段的长度L=40~100mm,对应曲柄转角φ=60º~90º；上模行程长度必须大于工作段长度的两倍以上，行程速比系数K≥1.5。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），如图2a所示。送料距离L=60~250mm。要求：推杆行程：200mm，电动机功率：5.1kW，推杆工作周期：2.1s要求机构具有良好的传力特性，特别是工作段的压力角α应尽可能小，一般取许用压力角[α]=50º。生产率为每分钟70件。按平均功率选用电动机。需要5台冲床。室内工作，载荷有轻微冲击，动力源为三相交流电动机。

4、使用期限为10年，每年工作250天，每天工作16小时。每半年保养一次，每三年大修一次。（1）生产状况：中等规模机械厂，可加工7、8级精度的齿轮、蜗轮。3.设计参数：冲床载荷5500N，上模工作段长度L=90，工作段对应的曲柄转交φ=。4.设计任务（1）机构系统总体运动方案；画出系统运动简图，完成运动方案设计论证报告。（2）成传动系统或执行系统的结构设计，画出传动系统或执行系统的装配图。（3）设计主要零件，完成2张零件工作图。（4）编写设计说明书。二．总体方案设计1、执行机构的选型与设计（1）机构分析①执行机构由电动机驱动，电动机功率2kw，原动

5、件输出等速圆周运动。传动机构应有运动转换功能，将原动件的回转运动转变为推杆的直线往复运动，因此应有急回运动特性。同时要保证机构具有良好的传力特性，即压力角较小。②为合理匹配出力与速度的关系，电动机转速快扭矩小，因此应设置蜗杆减速器，减速增扭。（2）机构选型方案一：用摆动导杆机构实现运动形式的转换功能。方案二：用偏置曲柄滑块机构实现运动形式的转换功能。方案三：用曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构串联组合，实现运动形式的转换功能。方案一方案二方案三（3）方案评价方案一：结构简单，尺寸适中，最小传动角适中，传力性能良好，且慢速行程为工作行程，快速行程为返回行

6、程，工作效率高。方案二：结构简单，但是不够紧凑，且最小传动角偏小，传力性能差。方案三：结构复杂，且滑块会有一段时间作近似停歇，工作效率低，不能满足工作周期4.3秒地要求。综上所述，方案一作为装料机执行机构的实施方案较为合适。（4）机构设计急回系数k定为2，则,,得。简图如下：暂定机架长100mm，则由可得曲柄长50mm，导杆长200mm。（5）性能评价图示位置即为最小位置，经计算，性能良好。2、传动装置方案确定（1）传动方案设计由于输入轴与输出轴有相交，因此传动机构应选择锥齿轮或蜗轮蜗杆机构。方案一：二级圆锥——圆柱齿轮减速器。方案二：齿轮——

7、蜗杆减速器。方案三：蜗杆——齿轮减速器。方案三方案二方案一（2）方案评价由于工作周期为2.1秒，相当于28.57r/min,而电动机同步转速为1000r/min或1500r/min,故总传动比为35.0或52.5,因此传动比较小的方案一不合适，应在方案二与方案三中选。而方案二与方案三相比，结构较紧凑，且蜗杆在低速级，因此方案二较为合适。（3）电动机选择<1>选择电动机类型按工作条件和要求，选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步卧式电动机，电压380v。<2>选择电动机容量由设计要求得电动机所需功率Pd=5.1kW。因载荷平稳，电动机额定功率略大于

8、即可，因此选定电动机额定功率为5.5kw。<3>确定电动机转速在此选用1000r/min同步转速的电动机，额定功率为5.5kW，满载转速为960r/m