哈工大機械原理課程設(shè)計題11沖壓機

1、SHARBININSTITUTEOFTECHNOLOCY機械原理課程設(shè)計說明書課程名稱：機械原理課程設(shè)計設(shè)計題目：題 11 沖壓機院系：能源科學與工程學院班級：1602404完成者：鐘學號：11602004指導教師：王左設(shè)計時間：2021.1.7-2021.1.11哈爾濱工業(yè)大學14301595.33iz214302557.20、題目沖壓機的功能描述如下列圖所示.原動機轉(zhuǎn)速為 1430r/min1430r/min,沖頭每分鐘實現(xiàn)沖壓次數(shù)15,25,4015,25,40 分 3 3 檔可以調(diào)節(jié),沖頭行程 200mm200mm 卷狀鋼帶料間歇送料,每次送料長度 300mm300mm工作臺二、運動功

2、能分析驅(qū)動執(zhí)行構(gòu)件 1 工作的執(zhí)行機構(gòu)應該具有的運動功能如圖 1 所示.運動功能單元把一個連續(xù)的單向傳動轉(zhuǎn)換為間歇的往復運動,主動件每轉(zhuǎn)動一周,從動件執(zhí)行構(gòu)件 1往復運動一次,主動件轉(zhuǎn)速分別為 15、25、40 轉(zhuǎn)/分.圖 1 執(zhí)行機構(gòu) 1 的運動功能由于電動機的轉(zhuǎn)速為 1430 轉(zhuǎn)/分,為了在執(zhí)行機構(gòu) 1 的主動件上分別得到 15、25、40 轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速,那么由電動機到執(zhí)行機構(gòu) 1 之間的總傳動比iz有 3 種,分別模具執(zhí)行構(gòu)件un中iv1最大,iv3最小.采用滑移齒輪變速,其最大傳動比最好不大于4,設(shè)傳動比ivi=4o35.75 彳廠1.523.8325圖 2 有級變速運動功能單元為了保

3、證系統(tǒng)過載時不至于損壞,在電動機和傳動系統(tǒng)之間加一個過載保護環(huán)節(jié).過載保護運動功能單元可采用帶傳動實現(xiàn),這樣,該運動功能單元不僅具有過載保護功能還具有減速功能,如圖 3 所示.iz3總傳動比由定傳動比ic和變傳動比兩局部構(gòu)成,即:iziiciv1iz2iciv2iz3iciv33 種總傳動比中iz1最大,iz3最小.由于定傳動比ic是常數(shù),因此,3 種變傳動比定傳動比:iciziiv195.33423.8325z195.3320z257.223.83252.4于是,傳動系統(tǒng)的有級變速功能單元如圖2 所示.i4,2.4,1.5圖 3 過載保護運動功能單元整個傳動系統(tǒng)僅靠過載保護運動功能單元不能實

4、現(xiàn)其全部定傳動比,因此,在傳動系統(tǒng)中還要另加減速運動功能單元,其減速比為ic23.8325-9.532.52.5圖 5 5 實現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件 1 1 運動的運動功能系統(tǒng)圖為了使用統(tǒng)一原動機驅(qū)動執(zhí)行構(gòu)件2,應該在圖5所示的運動功能系統(tǒng)圖中加一運動分支功能單元,其運動分支驅(qū)動執(zhí)行構(gòu)件 2,該運動分支功能單元如圖 6 所示.圖 6 運動分支功能單元由于執(zhí)行構(gòu)件 2 2 是間歇運動,且由圖 1 1 可以看出執(zhí)行構(gòu)件 2 2 的間歇時間是工作周期 T T的 3/4,3/4,即其運動時間是其工作周期 T T 的 1/41/4.因此,間歇運動功能單的運動系數(shù)為14間歇運動功能單元如圖 7 所示0.25圖 7 間

5、歇運動功能單元減速運動功能單元如圖4 所示.根據(jù)上述運動功能分析,5 所示.圖 4 減速運動功能單元可以得到實現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件 1 運動的運動功能系統(tǒng)圖,如圖1430rpmi2.5i4,2.4,1.5i9.53由于執(zhí)行構(gòu)件 2 鋼帶的每次送料長度為 300mm 故,包轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動鋼帶無法使進給定長度保持在 300mm 故設(shè)計成：橡膠輪壓動鋼帶使鋼帶進給的方法,考慮到橡膠輪的半徑,將半徑定在 R320mm47.77mm,故需要將間歇轉(zhuǎn)動增速,增速運動功能單元如圖 8 所示：i4圖 8 增速運動功能單元增速運動功能單元輸出的運動驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu) 2 實現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件 2 的運動功能由于執(zhí)行構(gòu)件 2 做間歇轉(zhuǎn)動運動,

6、因此,執(zhí)行構(gòu)件 2 的運動功能是把連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為歇轉(zhuǎn)動運動.根據(jù)上述分析,可以畫出整個系統(tǒng)的運動功能系統(tǒng)圖,如圖 9 所示.圖 9 沖壓機的運動功能系統(tǒng)圖執(zhí)行機構(gòu)運動情況沖頭空回行程送料機n停止送料圖 10 沖壓機的運動循環(huán)圖三、系統(tǒng)運動方案擬定根據(jù)圖 9所示的運動功能系統(tǒng)圖,選擇適當?shù)臋C構(gòu)替代運動功能系統(tǒng)圖中的各個運動功能單元,便可擬定出機械系統(tǒng)運動方案.圖 9 中的運動功能單元 1 是原動機.根據(jù)分度沖壓機的工作要求,可以選擇電動機作為原動機,如圖 11 所示.n1430rpmi1-1丁/-1圖 11 電動機替代運動功能單元 1圖 9 中的運動功能單元 2 是過載保護功能單元兼具減速功能,

7、可以選擇帶傳動代替,如圖 12 所示.圖 12 皮帶傳動替代運動功能單元 2圖 9中的運動功能單元 3是有級變速功能,可以選擇滑移齒輪變速傳動代替,如圖 13所示.圖9中的運動功能單元4是減速功能,考慮到i=9.53比擬大,故可以選擇行星輪或二級齒輪傳動代替,如圖 14 所示.i4,2.4,1.5圖 13 滑移齒輪變速替代運動功能單元 3圖 14 行星輪傳動或二級齒輪傳動代替運動功能單元 4圖 9 中的運動功能單元 5,6,是運動分支功能單元和執(zhí)行構(gòu)件 1 的間歇直線15 所示.圖 9 中的運動功能單元 7 是把連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為間歇轉(zhuǎn)動的運動功能單元,可以用槽輪機構(gòu)替代.該運動功能單元的運動系數(shù)

8、為 0.25,該槽輪機構(gòu)如圖 16 所示.圖 9 中的運動功能單元 8 是增速運動功能單元,可以用圓柱齒輪傳動替代,完成執(zhí)行構(gòu)件 2橡膠輪的間歇轉(zhuǎn)動,如圖 17 所示.運動,可以用曲柄滑塊,如圖圖 15 曲柄滑塊機構(gòu)代替運動單元 5,6圖 16 槽輪機構(gòu)替代連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為間歇轉(zhuǎn)動的運動功能單元 7圖 17 圓柱齒輪傳動替代增速運動功能單元 8根據(jù)以上分析,根據(jù)圖 9 各個運動功能單元連接的順序把各個運動功能單元的替代機構(gòu)以此鏈接便形成了分度沖壓機的運動方案簡圖見 A3 圖紙.變速機構(gòu)簡圖如圖 1814圖 18 變速機構(gòu)簡圖四、系統(tǒng)運動方案設(shè)計1、沖壓構(gòu)件的設(shè)計執(zhí)行機構(gòu) 1 驅(qū)動執(zhí)行構(gòu)件 1 運

9、動,執(zhí)行構(gòu)件 1 由曲柄滑塊帶動沖頭做上下往復直線運動.由題目可知,沖頭行程 200mm 為使沖頭沖壓工件時具有較大的沖量,應采用具有急回運動的曲柄滑塊機構(gòu),下沖時為快行程,空回時為慢行程.曲柄AB長度為65.625mm可做圓周轉(zhuǎn)動,連桿BC長度為165.875mm搖桿CDfe度為 141.42mm 做擺動,其擺動角度為 90.急回運動的極位夾角 8 為 60,保證 E 下沖做沖壓運動時有足夠動能,上升空回時速度較慢對機構(gòu)負荷較小.p圖 19 曲柄滑塊機構(gòu)簡圖2、槽輪機構(gòu)的設(shè)計由圖 2020 可知槽輪的槽間角為360360290z41槽輪每次轉(zhuǎn)位時撥盤的轉(zhuǎn)角_o_o21802902中央距槽輪機

10、構(gòu)的中央距應該根據(jù)具體結(jié)構(gòu)確定,在結(jié)構(gòu)尚不明確的情況下暫定為a150mm3撥盤圓銷回轉(zhuǎn)半徑r.,八八,一sinsin450,7071ara0.7071150106.065mm4槽輪半徑R2cos.120.7071aRa0.7071150106.065mm5鎖止弧張角3602a36090270106.06513.26mm8圓整7)槽輪槽深h(1)aPA(0.70710.70711)1501880.13mm8)鎖止弧半徑rsrPA106.0651888.065mm取rs80mm3、滑移齒輪傳動設(shè)計1)確定齒輪齒數(shù)結(jié)構(gòu)簡圖圖 1212 中齒輪 5 5、6 6、7 7、8 8、9 9、1010 組成了

11、滑移齒輪有級變速運動功能單元,其齒數(shù)分別為 Z Z5、Z Z6、Z Z7、Z Z8、Z Z9、Z Z10.由前面的分析可知Z10Z9iv2t2.4Z10iv1Z941768為改善傳動性能應使相互嚙合的齒輪齒數(shù)互為質(zhì)數(shù),故取Z1069其齒數(shù)和為Z9Z101769866)圓銷半徑RA18mmiv1iv3Z1.5Z5按最小不跟切齒數(shù)取那么Z917可取86z5863452為了更接近傳動比,取:2計算齒輪幾何尺寸齒輪 7 7、8 8 的齒數(shù),齒輪 9 9、1010 的齒數(shù)的齒數(shù)和相等,即4z1oz7486假設(shè)取齒輪模數(shù)為 m=2mmm=2mm 那么這兩對齒輪的標準中央距相同故 5,65,6 的齒數(shù)和要比

12、 7,87,8 和 9,109,10 的齒數(shù)和小zz68586故齒輪 5,65,6 要采用正變位才能使 5,65,6 的中央距與 9,109,10 或 7,87,8 標準中央距相同,這三對齒輪互為標準傳動,齒輪 9,109,10 和齒輪 7,87,8 幾何尺寸可按標準齒輪計算,齒輪 5,65,6 采另外兩對嚙合齒輪的齒數(shù)和應該大致相同iv2z917乙.69Ziz8864408686z78612.4Z7Z786z71iv2z886z7862561z25Ziz886iv386Z5z586r738611.5z5上3411.5am(z9乙0)m(z7z8)86Z5Z6invinvx6(z5Z6)0.5

13、932tan知道標準齒輪 9,10,7,89,10,7,8 的模數(shù)和齒數(shù),變位齒輪 5,65,6 的模數(shù),齒數(shù),變位系數(shù),可求得所需齒輪的參數(shù).4、齒輪傳動的設(shè)計1 1圓柱齒輪傳動設(shè)計運動功能單元 4,4,二級減速輪:由結(jié)構(gòu)簡圖可知,齒輪 1111、1212、13,1413,14 實現(xiàn)圖 9 9 中的運動功能 4 4 的減速運動功能,它所實現(xiàn)的傳動比為 9.539.53. .互各一兩3.087Z11Z13齒輪 11,1211,12 大于最小不根切齒數(shù):齒輪 11,12,13,1411,12,13,14 均為標準齒輪,取模數(shù) m=2mmm=2mm 運動功能單元 9,9,增速齒輪：i=4i=4至4Z18取 Z Z18=17,Z=17,Z17=17*4=68=17*4=68取模數(shù)為 2mm2mm 全部按標準齒輪傳動設(shè)計.5、送料機構(gòu)的設(shè)計帶動鋼帶伸出的橡膠輪半徑R30047.77mm,為逆時針轉(zhuǎn)動,每次運送 300.15mm300.15mm用正變位齒輪計算:變位系數(shù)XI,X2：cosacosaa*cosarccosa85*cos20o“0arccos21.7686invinv巡益 tanX5取 ZuZu4323故42z143.087*Z1171Z11料.通過機構(gòu)運動簡圖的分