机械原理课程设计-薄壁零件冲床设计

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1、机械原理课程设计院系:机电工程学院班级：机自本三姓名：万森学号：１６目录一设计任务1.设计题目2.原始数据和设计要求二所选方案1.方案分析2.分析结论三机构的设计1.几何尺寸的确定2.机构运动简图的绘制3.机构的设计数据四.从动件的运动规律及简图1.位移s—ψ简图2.速度v—ψ简图3.速度a—ψ简图１６一、设计的任务1.设计题目设计冲制薄壁零件（如图1-1所示）的冲压机构及与相配合的送料机构。上模先以比较快的速度接近坯料，然后以接近匀速进行拉延成型工作。然后上模继续下行，将成品推出型腔，最后快速返回。上模退出下模以后，

2、送料机构从侧面将坯料送至待加工位置（下模上面），完成一个工作循环。设计能使上模按照上述要求加工零件的冲压机构和从侧面送料的送料机构。图1-1１６2．原始数据图1-21.采用一台1450r/min的三相异步电动机驱动，下模固定，从动件（执行构件）为上模，作上下往复直移运动，其大致运动规律如图1-2所示，具有快速下沉、匀速工作进给和快速返回的特性。2.机构应具有较好的传动性能，特别是工作段的压力角α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.

3、生产率约每分钟70件。5.执行构件（上模）的工作长度l=40—110mm,对应曲柄转角ψ=（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，行程速度变化系数K≥1.5。7.送料距离H=60-250mm。8.速度不均匀系数，波动3%-5%１６9.建议主动件角速度取ω=1rad/s10.对机构进行动力分析，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匀质杆，其质心在杆长中点，而曲柄的质心与回转轴线重合。（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

4、质量和转动惯量不计；移动滑块的质量36kg。（4）载荷5000N；按平均功率选电动机。（5）曲柄转速为70r/mim.在由电动机轴至曲柄轴之间的传动装置中（如图1-3）,可取带的传动比I=1.9（6）传动装置的等效转动惯量为30kg.m²（7）机器运转不均匀系数δ不超过0.05。图1-3１６3.设计要求1.绘制工作循环图2.确定各构件的相对长度3.拟定具体方案4.说明：仅作运动分析不作动力分析工作循环图１６二、所选方案根据要求，所选方案如图2-1图2-11.方案分析⑴齿轮-连杆冲压机构如图2-1所示，冲压机构是在导杆机

5、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度变化系数设计，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α较小。在ABC摆动导杆机构的摆杆BC反向延长线的D点上加二级杆组连杆和滑块，组成六杆机构。主动曲柄AB匀速转动，滑块在垂直AC的导路上往复移动，具有较大的急回特性。１６（2）凸轮-连杆送料机构凸轮机构结构简单，紧凑，设计方便，但由于主从动件之间为点接触，易磨损，适用于运动规律复杂，传力不大的场合。所以送料机构选择凸轮机构。送料机构的凸轮轴通过齿轮机构与曲柄

6、轴相连。按机构运动循环图确定凸轮工作角和从动件运动规律，则机构可在预定时间将工作送至待加工位置。2.分析结论连杆机构最适合用于冲压机构，连杆机构的良好的急回特性基本上满足了冲压机构的运动特性，可以传递较大的力，但一些运动无法满足，即要求在匀速冲压完工件后快速将工件推出这一运动过程不易满足，但冲压工作段的匀速可以达到，连杆机构不适合于高速传动的机构，而且应满足杆件的最小传动角的条件。总体来说连杆机构满足了冲压机构的基本运动特性。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

7、律,则机构可在预定时间将工件送至待加工位置.１６三.机构的设计1.几何尺寸的确定（1）导杆摇杆滑块机构的设计（如图3-1）1）.已知机构的行程速比系数k=1.5,可得极位夹角θ=180°(k-1)/(k+1)=36°2）.设AB=100mm,以A为圆心，AB长为半径作圆，根据极位夹角θ和A、C共线，即可以确定C的位置，作出两个极限位置B和Bˊ。3）.设BD=BˊDˊ=500mm，DE=DˊEˊ=150mm，，因为压力角α≤50°，取α=30°，可得EEˊ=159.8mm4）.BBˊ（逆时针）为下压工作段，将YYˊ的18

8、0度角按10度等分，可得1-17小份，，以C为圆心，CD长为半径，作圆弧交BD和BˊDˊ于D、Dˊ，连接1点和C点交圆弧于1ˊ点,以1ˊ１６点为圆心，，DE长为半径作圆弧，交EEˊ于1ˊˊ，用同样的方法，可以在EEˊ上找到2ˊˊ，3ˊˊ………17ˊˊ。5）.EEˊ上17小段的尺寸如图所示，可知从8ˊˊ到14ˊˊ的过程可以看作等速的