鎖梁自動成型機床扳彎機構課程設計

目錄第一部分機械原理課程設計任務書 1§1.1工作原理及工藝動作過程 2§1.2要求完成的設計工作量 3§1.3設計相關數據 4第二部分機構的設計 4§2.1鎖梁自動成型機床扳彎機構的功能與設計要求 5§2.2功能原理設計 6§2.3功能分解 7§2.4功能原理的工藝過程分解并確定執(zhí)行構件的運動形式 8§2.5繪制機械系統(tǒng)運動轉換功能圖 9§2.6根據執(zhí)行構件的運動形式選擇機構 10§2.7用形態(tài)學矩陣法創(chuàng)建機械系統(tǒng)運動方案 11§2.8機械系統(tǒng)運動方案簡圖 12§2.9根據工藝動作順序和協(xié)調要求擬定運動循環(huán)圖 13第三部分機構的尺寸計算與設計 14§3.1原動機的選擇 15§3.2傳動機構的比較與選擇 16§3.3電機向主軸轉動設計與分析 17§3.4送料機構尺寸計算 18§3.5定位機構尺寸計算 19§3.6扳彎機構尺寸計算 20第四部分計算機調試機構 21§4.1凸輪形狀運動調試 22§4.2連桿機構的運動分析 23附.參考文獻 24第一部分第一部分設計任務書課程設計任務書貴州大學機械工程學院機械原理課程設計任務書鎖梁自動成型機床扳彎機構設計1.1工作原理及工藝動作過程鎖梁自動成型機床加工鎖梁（即掛鎖上用與插入門扣的鉤狀零件）的工序為：將盤圓鋼條校直、切槽、車圓頭、切斷和扳彎成型。本機構為該機床的扳彎成型工藝部分，由送料機構、定位機構和扳彎機構組合而成。扳彎成型加工原理如下圖：送料滑塊1將工件2送到扳彎工位后即返回，定位銷3上升至鎖梁槽內，將鎖梁卡住，扳彎架4轉動扳彎角度，扳彎架上的滾輪6繞固定滾輪5也轉過扳彎角度，將鎖梁扳彎成型。然后扳彎架返回原位，定位銷下降，松開工件，待送料滑塊第二次送進時將已扳彎成型的工件推出工位。1.2要求完成的設計工作量1)本任務只需完成機床的扳彎成型工藝部分的設計，由送料機構、定位機構和扳彎機構組合而成。2)根據功能要求，確定工作原理和繪制系統(tǒng)功能圖。3)按工藝動作過程擬定運動循環(huán)圖。4)構思系統(tǒng)運動方案(至少2個以上)，進行方案評價，選出較優(yōu)方案（要求送料機構最終需采用連桿機構）。5)對傳動機構和執(zhí)行機構進行運動尺寸設計。6)對送料機構進行運動學分析7)繪制系統(tǒng)機械運動方案簡圖（3號圖）。8）完成設計說明書的編寫。1.3設計相關數據:1．生產率：15件/分2.電機轉速：800轉/分3.工件尺寸：工件展開長度=225mm工件外徑D1=9mm工件溝槽直徑D2=6mm4.齒輪模數：5 5.扳彎角度：195°第二第二部分機構的設計2.1鎖梁自動成型機床扳彎機構的功能與設計要求圖1-2所示為掛鎖的一個零件，稱為“鎖梁”。鎖梁自動成型機床扳彎機構的功能是將已切削加工后的材料進行扳彎再加工成“鎖梁”。圖2-12.1.1設計要求和參數為：1．“鎖梁”的形狀如圖2-1所示；2.自動連續(xù)生產；3.生產能力為15件/分鐘；4.加工質量要達到規(guī)定的技術要求；5.機械系統(tǒng)運動方案應力求簡單、可靠。2.2功能原理設計1.鎖梁自動成型機床扳彎機構的功能是將已切削加工后的材料進行扳彎再加工成“鎖梁”。將切削加工的金屬材料加工成圖1-2所示的零件，可采用圖2-1所示的扳彎機構來實現。用一扳彎滾子將工件壓在一圓弧模塊上，然后繞圓弧模塊轉一個角度，可將工件扳彎成與圓弧模塊相對應的圓弧。圖2-22.3功能分解1.為了將已切削的工件加工成鎖梁，可將其分為下面幾部分：a.切削成型送料功能b.送料定位功能c.工件扳彎功能2.功能邏輯圖：圖2-3圖2-32.4功能原理的工藝過程分解并確定執(zhí)行構件的運動形式1.送料功能：送料板將工件送到指定位置，然后送料板又回到原處。它的運動是間歇往復運動。2.定位功能：采用活動定位桿進行定位，執(zhí)行機構為凸輪機構上的定位桿，它的運動是間歇往復運動。3.板彎功能：用一板彎滾子將工件壓在一圓柱模塊上，然后繞圓柱模塊轉一個角度，即可將工件扳成于圓柱模塊半徑相對應的弧形。由扳彎的工作原理可知，它的執(zhí)行機構是扳彎滾子支架，它的運動是間歇往復轉動。2.5繪制機械系統(tǒng)運動轉換功能圖根據執(zhí)行構件的形式，繪制出機械系統(tǒng)的轉化功能圖圖2-42.6根據執(zhí)行構件的運動形式選擇機構1.送料板間歇往復運動：可選用曲柄滑塊機構，連桿機構。a.工件送料機構的選擇與比較方案一：圖2-5從圖中知，在卡手夾緊工件后，轉動的缺口滾動將卡手送往左邊，由于有彈簧的存在，將往左的卡手又彈回原處，實現往復運動。從原理上分析，該機構運動行程大，易控制停歇時間。方案二：圖2-6根據運動需求，選擇曲柄滑塊帶動卡手左右往復運動，由于卡手是間歇往復直線運動，故要求曲柄滑塊也是直線往復間歇運動，這需要用不完全齒輪使曲柄有時間停歇。在時間和計算上有明顯的優(yōu)勢。故采用方案二。2.定位桿間歇往復運動：可選用凸輪機構，連桿機構，組合機構b.切槽定位夾緊機構選擇與比較方案一：圖2-7圖中，利用凸輪的轉動轉化為滾子的上下往復運動，在彈簧的作用下將上升的桿件彈下，保證與凸輪緊密接觸，由于在凸輪上可以很好的控制時間停歇，故滿足卡子間歇的上下運動。方案二：圖2-8圖中，曲柄滑塊機構將主動件的轉動轉化為滑塊的往復運動，保證U形卡槽上下運動，優(yōu)點是構件簡單易計算時間關系，但是難滿足U形卡子的間歇運動。故采用方案一。3．扳彎滾筒間歇往復運動：可選用凸輪機構、齒輪副機構。方案一：圖2-9在該圖中，利用齒輪的減速功能將扳彎滾子的大轉動角度轉換為大齒輪的小角度轉動，再利用凸輪的間歇往復運動驅動連桿上下移動，從而帶動大齒輪轉動一定的角度，實現了扳彎滾子的間歇往復運動。缺點是使用機構多，角度的精確度難保證，誤差大，占空間。方案二：圖2-10圖中，同樣使用大小齒輪不同轉速功能，將扳彎滾子轉動的大角度換為大齒輪的小角度轉動，主動件利用凸輪驅動齒條與齒輪嚙合實現運動的傳遞，實現滾子的間歇往復運動，優(yōu)點是易計算時間關系，好控制間歇時間。故采用方案二。2.7用形態(tài)學矩陣法創(chuàng)建機械系統(tǒng)運動方案根據機械運動轉換功能圖可構成圖形態(tài)學矩陣，圖所示的形態(tài)學矩陣可求出鎖梁自動成型系統(tǒng)運動方案數為：N=2X2X2X2X2=322.8機械系統(tǒng)運動方案簡圖根據設計要求，設計出的自動鎖梁扳彎機如下圖：2.9根據工藝動作順序和協(xié)調要求擬定運動循環(huán)圖為了使鎖梁自動成型系統(tǒng)各運動構件運動協(xié)調配合，設計直線式運動循環(huán)圖：第三部分機構的尺寸計算與設計第三部分機構的尺寸計算與設計3.1原動機的選擇根據設計的要求可知，鎖梁一般是大批量生產；從能源方面看，工廠的電源能有效地保證并充足，且有降低生產成本，便于操著，工件可靠，維修方便，應盡量選用電力驅動。從對環(huán)境影響來看，電力驅動方式所生產的污染較小，可選擇電動機。從經濟方面來看，電動機應滿足一定的功率，防止功率過大造成浪費，過小負荷過大，使生產率達不到要求致使浪費時間。所以為了滿足上述要求，選擇電壓為380V轉速800轉/分的交流電動機最為合適。3.2傳動機構的比較與選擇機械系統(tǒng)中的傳動機構是把原動機輸出的機械能傳遞給執(zhí)行機構并實現能量分配、轉速的改變及運動形式的改變的中間裝置。傳動機構最常見的有齒輪轉動、帶傳動、蝸桿傳動等。特點：1.齒輪傳動：承載能力和速度范圍大；傳動比恒定，工作可靠，效率高；制造和安裝精度要求高，精度低時運轉有噪音；無過載保護作用；2.蝸桿傳動：機構緊湊，單級傳動能得到很大的傳動比；傳動平穩(wěn)，無噪音；可制成自鎖機構；傳動比大、滑動速度低時效率低；中、高速傳動需用昂貴的減磨材料；制造精度要求高，刀具費用貴。3.軸間距范圍大，工作平穩(wěn)，噪音小，能緩和沖擊，吸收振動；摩擦型帶傳動有過載保護作用；結構簡單，成本低，安裝要求不高；外廓尺寸較大；摩擦型帶有滑動，不能用于分度鏈；由于帶的摩擦起電不宜用于易燃易爆的地方；軸和軸承上的作用力大，帶的壽命較短。由上述幾種主要的傳動裝置相互比較，齒輪傳動、帶傳動用于減速，扳彎機構使用齒條和齒輪傳動。3.3電機向主軸轉動設計與分析根據生產率15件/分可知，主軸的轉速為15r/min。從而可以算得傳動比i=800/15,從而設計四級減速如圖一級減速用皮帶輪1/4；二級減速用齒輪2/3;三級減速用齒輪3/4;四級減速用齒輪2/3;減速參數：D1=40mmD2=160mmZ1=18Z2=45Z3=18Z4=18Z5=273.4送料機構尺寸計算送料機構為曲柄滑塊機構，由生產速度15件/分可知曲柄的轉速為15轉/分。由工件長度為225mm，那么得曲柄的桿長為112.5mm。由于送料卡子為間歇運動，則用不完全齒輪驅動曲柄間歇轉動，得到1/2不完全齒輪的轉速為30轉/分，又保證和其他機構的轉速一致，那么用一個變速箱將減速器輸出的15轉/分的轉速加速到30轉/分傳遞給不完全齒輪與曲柄嚙合，從而得到曲柄最終做間歇運動。個齒輪參數為Z1=40Z2=20Z3=20Z4=203.5定位機構尺寸計算定位夾緊為一體的機構如圖可知，當凸輪旋轉，通過導桿使U形塊上下移動，實現定位和夾緊。設計凸輪的基圓半徑為40mm，升程為19mm，（根據計算升程應大于（9-6）/2=1.5mm）故得近休止角=90°升程角度=90°遠休止角=135°回程角度=45°3.6扳彎機構尺寸計算如圖，由于扳彎需要轉過195°，選擇齒輪R22.5與R45嚙合可得R45齒輪只需轉過97.5°，就可以完成輪R22.5轉過195°，由于扳彎為往復回轉圓周運動，又選用齒條與R45嚙合，將齒條的直線往復運動轉化為齒輪R45的往復回轉圓周運動。又將凸輪的轉動轉化為齒條的直線往復運動。既滿足間歇，又滿足能量的利用。故可知在齒輪R45轉過的97.5°中就確定了凸輪的位移量為87.232mm，基圓半徑為50mm，近休角度=180°升程角度135°回程角度=45°第四第四部分計算機調試機構4.1凸輪形狀運動調試1.參數設置2．軟件生成模型A．繪制基圓B．繪制外輪廓曲線C．指定掃描輪廓關系D．得到凸輪形狀4.2連桿機構的運動分析設計總結參考文獻【機械原理第八版】孫恒陳作模葛文杰主編【機械制造基礎第四版】華楚生王忠魁謝黎明主編【現代工程制圖學】李榮隆陽明慶潘克強主編基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構件開發(fā)的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數據采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設計與實現基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網絡的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數據存儲技術的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術的研究及實現基于AT89S52單片機的通用數據采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統(tǒng)的網絡通信研究與應用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應用研究基于雙單片機沖床數控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機與Internet互聯(lián)的研究與實現變頻調速液壓電梯單片機控制器的研究基于單片機γ-免疫計數器自動換樣功能的研究與實現基于單片機的倒立擺控制系統(tǒng)設計與實現單片機嵌入式以太網防盜報警系統(tǒng)基于51單片機的嵌入式Internet系統(tǒng)的設計與實現單片機監(jiān)測系統(tǒng)在擠壓機上的應用MSP430單片機在智能水表系統(tǒng)上的研究與應用基于單片機的嵌入式系統(tǒng)中TCP/IP協(xié)議棧的實現與應用單片機在高樓恒壓供水系統(tǒng)中的應用基于ATmega16單片機的流量控制器的開發(fā)基于MSP430單片機的遠程抄表系統(tǒng)及智能網絡水表的設計基于MSP430單片機具有數據存儲與回放功能的嵌入式電子血壓計的設計基于單片機的氨分解率檢測系統(tǒng)的研究與開發(fā)鍋爐的單片機控制系統(tǒng)基于單片機控制的電磁振動式播種控制系統(tǒng)的設計基于單片機技術的WDR-01型聚氨酯導熱系數測試儀的研制\t"_b