自動(dòng)送料沖床課程設(shè)計(jì)論文1

摘要本文在帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，提出采用鋼帶傳動(dòng)，分析了鋼帶送料的受力情況以及鋼帶材料的選型，通過常規(guī)設(shè)計(jì)計(jì)算，提出了合理的張緊方式、對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置及各主要部件進(jìn)行了選型并校核。鋼帶傳動(dòng)在設(shè)計(jì)方面需考慮各種問題，如鋼帶與帶輪之間的打滑問題，鋼帶的張緊問題，同時(shí)為保證運(yùn)行過程中各組成部分能適應(yīng)載荷的變化需將拉緊力統(tǒng)一等等問題，本文綜合考慮各方面的因素，采用合理的驅(qū)動(dòng)方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有效保證鋼帶輸送機(jī)的可靠運(yùn)行。關(guān)鍵詞：鋼帶、張緊

、打滑、傳動(dòng)AbstractThe

design

of

strip

automatic

feeding

device

ABSTRACTIn

this

paper,

based

on

the

belt

conveyor

design

proposed

use

of

steel

transmission,analyze

of

the

force

feeding

strip

as

well

as

the

selection

of

steel

materials.Calculated

by

conventional

design,

it

make

a

reasonable

way

of

tension

.Selction

and

checked

on

the

drive

and

the

main

parts

Strip

transmission

should

be

considered

in

the

design

problems.Such

as

the

pulley

problem

between

steel

and

slip,

strip

tension

problem,and

ensureuniform

tension

of

the

components

could

adapt

to

changes

during

the

operation

in

load

and

so

on,

This

paper

considerates

the

various

factors

comprehensively,using

reasonable

driver,

structural

design,

guarantee

the

reliable

operation

of

the

conveyor

belt

effectively.

Key

word：Strip

、Tension

、Slip

、Transmission

目錄引言工作原理及結(jié)構(gòu)組成（二）設(shè)計(jì)要求與技術(shù)條件第二章機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2（一）機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4（二）沖壓機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4第三章機(jī)構(gòu)模擬分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7（一）上模位移圖，速度圖和加速度圖．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7（二）送料位移、速度、加速度圖．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8（三）沖壓機(jī)構(gòu)的阻力圖和電機(jī)的力矩．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8第四章傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9（一）創(chuàng)新方案設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10第五章結(jié)束語第一章引言（一）工作原理與及結(jié)構(gòu)組成a)02a)02S02FF1F0b)c)l圖1-1沖床工藝動(dòng)作與上模運(yùn)動(dòng)、受力情況上模（沖頭）坯料下模（二）設(shè)計(jì)要求與技術(shù)條件以電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，下模固定，從動(dòng)件（執(zhí)行構(gòu)件）為上模，作上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，其大致運(yùn)動(dòng)規(guī)律，具有快速下沉、等速工作進(jìn)給和快速返回等特性。機(jī)構(gòu)應(yīng)具有較好的傳力性能，工作段的傳動(dòng)角大于或等于許用傳動(dòng)角40。上模到達(dá)工作段之前，送料機(jī)構(gòu)已將坯料送至待加工位置（下模上方）。生產(chǎn)率為每分鐘70件。上模的工作段長(zhǎng)度l=40100mm，對(duì)應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角0=(1/31/2)；上?？傂谐涕L(zhǎng)度必須大于工作段長(zhǎng)度的兩倍以上。上模在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)的受力，在工作段所受的阻力F1見下表，其它階段所受的阻力F0=50N。行程速度變化系數(shù)K1.5。送料距離H=60250mm。機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度波動(dòng)系數(shù)不超過0.05。設(shè)計(jì)參數(shù)見下表：（按學(xué)號(hào)分組：每五人一組）數(shù)據(jù)組編號(hào)沖壓載荷F1/N上模工作段長(zhǎng)度L/mm上模工作段對(duì)應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角/（

o）460008580表1-2為方便起見，所需參數(shù)值建議按如下方式選取：（1）設(shè)連桿機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件均為等截面均質(zhì)桿，其質(zhì)心在桿長(zhǎng)的中點(diǎn)，而曲柄的質(zhì)心則與回轉(zhuǎn)軸線重合。（2）設(shè)各構(gòu)件質(zhì)量按40kg/m計(jì)算，繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量按2kgm2/m計(jì)算。（3）轉(zhuǎn)動(dòng)滑塊的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量忽略不計(jì)，移動(dòng)滑塊的質(zhì)量設(shè)為36kg。（4）傳動(dòng)裝置的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（以曲柄為等效構(gòu)件）設(shè)為30kgm2。第二章機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)（一）機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)沖壓機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件為曲柄，從動(dòng)件（執(zhí)行構(gòu)件）為滑塊（上模），行程中有等速運(yùn)動(dòng)段（工作段），并具有急回特性，機(jī)構(gòu)還應(yīng)有較好的動(dòng)力特性。要滿足這些要求，用單一的基本機(jī)構(gòu)（如偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)）是難以實(shí)現(xiàn)的。因此，需要將幾個(gè)基本機(jī)構(gòu)恰當(dāng)?shù)亟M合在一起來滿足上述要求。送料機(jī)構(gòu)要求作間歇送進(jìn)，可結(jié)合沖壓機(jī)構(gòu)一并考慮。方案一：連桿——凸輪沖壓機(jī)構(gòu)和凸輪——連桿送料機(jī)構(gòu) 沖壓機(jī)構(gòu)如圖1所示，可現(xiàn)根據(jù)條件選定構(gòu)件1、2及3的尺寸，構(gòu)件一在等速回轉(zhuǎn)時(shí)，連桿上1、2連接點(diǎn)可沿預(yù)定軌跡S運(yùn)動(dòng)，這是構(gòu)件4的運(yùn)動(dòng)即完全確定，據(jù)此可求出凸輪的輪廓曲線，用連桿——凸輪沖壓機(jī)構(gòu)恰當(dāng)?shù)剡x擇1、2連接點(diǎn)軌跡和確定構(gòu)件尺寸，可保證機(jī)構(gòu)具有急回運(yùn)動(dòng)和工作段近似勻速的特性，并使壓力角盡可能小。改變凸輪輪廓曲線，可改變C點(diǎn)軌跡，從而使執(zhí)行構(gòu)件獲得多種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而且滿足不同工藝要求。可以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)沖壓的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 送料機(jī)構(gòu)由凸輪和連桿串聯(lián)組成，按循環(huán)圖可確定凸輪的形狀，這種送料裝置可準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)的多種送料運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 該方案的優(yōu)點(diǎn)在于能準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)所需要的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但由于是兩個(gè)凸輪，設(shè)計(jì)時(shí)比較困難，工作量大，兩個(gè)凸輪協(xié)調(diào)時(shí)不容易且加工比較困難。圖2-1圖2-1方案2：曲柄導(dǎo)桿——搖桿滑塊機(jī)構(gòu)和凸輪送料機(jī)構(gòu)如圖2所示，沖壓機(jī)構(gòu)是在擺動(dòng)曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，串聯(lián)一個(gè)搖桿滑塊機(jī)構(gòu)組合而成。擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)按給定的行程速度變化系數(shù)設(shè)計(jì)，它和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)組合可以保證具有急回特性和實(shí)現(xiàn)工作段近于勻速的要求。適當(dāng)選擇導(dǎo)路位置，可使工作段壓力角較小。送料機(jī)構(gòu)的凸輪軸通過齒輪機(jī)構(gòu)與曲柄軸相連。按機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖可確定凸輪推程運(yùn)動(dòng)角和從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律，則機(jī)構(gòu)可在預(yù)定時(shí)間將坯料送至待加工位置。圖2-2圖2-2最終方案：最終選定方案二，沖壓機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸容易確定，具有很強(qiáng)的可操作性，沖壓機(jī)構(gòu)在一定的時(shí)間范圍內(nèi)基本勻速，能夠滿足要求，可保持很好的速度穩(wěn)定性，而且能在很短的時(shí)間內(nèi)返回。送料機(jī)構(gòu)選擇凸輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且能很準(zhǔn)確的在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)將料送到預(yù)定的位置。（二）沖壓機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)由方案2可知，沖壓機(jī)構(gòu)是由曲柄導(dǎo)桿和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)串聯(lián)組成，根據(jù)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)按給定的行程速度變化系數(shù)設(shè)計(jì)，在一定的范圍內(nèi)它和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)組合可以達(dá)到工作段近于勻速的要求。圖2-3經(jīng)設(shè)計(jì)分析，尺寸最終確定為：桿1=685mm、桿2=410mm、曲柄3=93mm，由極限位置可量的急位夾角36度，可計(jì)算出K=1.5，符合要求，測(cè)量的工作的最小傳動(dòng)角等于59度，符合要求。從開始到曲柄轉(zhuǎn)過68度，開始工作，在轉(zhuǎn)過80度，沖壓完成，上模返回，在沖壓工作過程中，上模行程為87，與要求85基本符合。在整個(gè)循環(huán)過程中，沖頭的總行程為173，也滿足工作要求。送料機(jī)構(gòu)是由推桿滑塊機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)組合而成，設(shè)計(jì)時(shí)刻先確定推桿的行程，然后確定推桿的尺寸，最后根據(jù)具體尺寸確定和行程確定凸輪的形狀。凸輪的設(shè)計(jì)根據(jù)要求選擇需要的運(yùn)動(dòng)方程，然后根據(jù)解析法算出轉(zhuǎn)角與推程及回程的關(guān)系，列出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)坐標(biāo)，然后畫出凸輪。圖2-4在推程中，我選五次多項(xiàng)式： 在回程過程中，我選余弦加速度曲線規(guī)律：這兩中曲線都既無剛性沖擊。在凸輪設(shè)計(jì)過程中，選擇基圓半徑為80MM的對(duì)心凸輪,其推程和回程都為70.mm選擇推程轉(zhuǎn)角為80度?；爻剔D(zhuǎn)角為190度，無遠(yuǎn)休但有近休。凸輪設(shè)計(jì)計(jì)算轉(zhuǎn)角與位移的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)如下：080125121.077724582.11076580063325081.470371081.12366135117.035125580.943431583.4138314011526080.531732087.24609145112.964926580.236662592.60042150110.936727080.059213099.26453155108.92232758035106.8819160106.92842808040115165104.96192858045123.1181170103.02932908050130.7355175101.13722958055137.399618099.292033008060142.753918597.53058065146.586219095.767193108070148.876319594.099453158075149.844720092.50243320808015020590.981543258085135.900621089.541923308090134.232821588.188443358095132.522086.9256934080100130.70822585.7579334580105128.862823084.6891135080110126.970723583.7228635580115125.038124082.86244120123.0716表2-5第三章機(jī)構(gòu)模擬分析（一）（二）第四章傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)（一）創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案對(duì)于傳動(dòng)系統(tǒng)，可增加一飛輪，計(jì)算等效驅(qū)動(dòng)力矩，阻力矩與轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)調(diào)整飛輪，使速度更穩(wěn)定。皮帶傳動(dòng)時(shí)用雙皮帶，可增加傳動(dòng)效率。對(duì)于凸輪推桿送料機(jī)構(gòu)，可做成凸輪連桿送料機(jī)構(gòu)，這樣可通過改變連桿的尺寸，縮小凸輪的尺寸，達(dá)到行程放大的目的，另外中間可減少一個(gè)齒輪，降低生產(chǎn)成本和提高傳功效率。圖4-1 電動(dòng)機(jī)的的轉(zhuǎn)速經(jīng)帶傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)后，驅(qū)動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，若選轉(zhuǎn)速為1440r/min額定功率為4kw的電動(dòng)機(jī)Y112M-4，總的傳動(dòng)比約為20.5，帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為2，則齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比約為10.3。故選用二級(jí)齒輪減速器傳動(dòng)。（二）第五章結(jié)束語通過這次機(jī)械原理的課程設(shè)計(jì)，使我們完完整整的參與到了實(shí)踐當(dāng)中，讓我深刻體會(huì)到了理論與實(shí)踐的差距，通過兩周的課程設(shè)計(jì)，讓我充分體會(huì)到實(shí)踐的重要性，只有通過實(shí)踐才能充分的理解和掌握知識(shí)。只有通過實(shí)踐，我們才能更好的運(yùn)用知識(shí)。對(duì)于這次課程設(shè)計(jì)，由于開始時(shí)都各自做各自的，大家之間也不交流，造成很多學(xué)生卡在中途不前進(jìn)，后來由于大家在一塊做，相互之間交流心得，使得效率一下大大提高。通過互相的交流，使得我們的思維更開闊。這次課程設(shè)計(jì)還是比較成功的，通過這次的課程實(shí)際，使得學(xué)生在獨(dú)立思考能力和解決問題的能力方面都有所提高。可以說是一