機(jī)械原理課程設(shè)計薄壁零件沖床設(shè)計（全套圖紙）

1、精品文檔西安工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理課程設(shè)計設(shè)計計算說明書 設(shè)計題目 薄壁零件沖床設(shè)計 - 工業(yè)中心 學(xué)院 工程制造 專業(yè)- 08 級 班 學(xué)生姓名 完成日期 指導(dǎo)教師 工業(yè)中心試驗(yàn)班目錄一 設(shè)計任務(wù)書1-21 設(shè)計題目12 工作原理與及結(jié)構(gòu)組成13 設(shè)計要求與技術(shù)條件14 設(shè)計任務(wù)25、提交材料2二 機(jī)動傳動系統(tǒng)方案設(shè)計3-41 方案設(shè)計32 方案對比4三 機(jī)構(gòu)設(shè)計4-61 選擇方案一42 凸輪設(shè)計43 循環(huán)圖54 軟件模擬所得圖65 機(jī)構(gòu)平衡力矩mb線圖和固定支座反力fi線圖7四 總結(jié)7全套圖紙加qq 695132052一 設(shè)計任務(wù)書1、設(shè)計題目薄壁零件沖床機(jī)構(gòu)設(shè)計 2、工作原理與及結(jié)構(gòu)組成a)j

2、02pjsj02pjff1f0b)c)l圖1沖床工藝動作與上模運(yùn)動、受力情況上模（沖頭）坯料下模該沖床用于沖制、拉延薄壁零件。沖床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要包括沖壓機(jī)構(gòu)和送料機(jī)構(gòu)，其工作原理如圖1a所示，上模先以較大速度接近坯料，然后以勻速進(jìn)行拉延成型工作，然后上模繼續(xù)下行將成品推出型腔，最后快速返回。上模退出下模以后，送料機(jī)構(gòu)從側(cè)面將坯料送至待加工位置，完成一個工作循環(huán)。3、設(shè)計要求與技術(shù)條件1）以電動機(jī)作為動力源，下模固定，從動件（執(zhí)行構(gòu)件）為上模，作上下往復(fù)直線運(yùn)動，其大致運(yùn)動規(guī)律如圖1b所示，具有快速下沉、等速工作進(jìn)給和快速返回等特性。2）機(jī)構(gòu)應(yīng)具有較好的傳力性能，工作段的傳動角g 大于或等于許用

3、傳動角g =40。3）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）。4）生產(chǎn)率為每分鐘70件。5）上模的工作段長度l = 40100mm，對應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角j0 = (1/3 1/2 )p；上?？傂谐涕L度必須大于工作段長度的兩倍以上。6）上模在一個運(yùn)動循環(huán)內(nèi)的受力如圖1c所示，在工作段所受的阻力f1見下表，其它階段所受的阻力f0=50n。7）行程速度變化系數(shù)k 1.5。8）送料距離h = 60 250mm。9）機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度波動系數(shù)d 不超過0.05。設(shè)計參數(shù)見下表：（按學(xué)號分組：每五人一組）數(shù)據(jù)組編號12345沖壓載荷f1/n90008000700060005000上模工作段長度l

4、/mm40557085100上摸工作段對應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角/（）6065708090第三組：沖壓荷載：7000n；上模工作段長度：7mm0；上模工作段對應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角：60對機(jī)構(gòu)進(jìn)行動力分析時，為方便起見，所需參數(shù)值建議按如下方式選?。?）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計算，繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動慣量按2kgm2/m計算。3）轉(zhuǎn)動滑塊的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量忽略不計，移動滑塊的質(zhì)量設(shè)為36kg。4）傳動裝置的等效轉(zhuǎn)動慣量（以曲柄為等效構(gòu)件）設(shè)為30kgm2。4、設(shè)計任務(wù)1）完成各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的型式設(shè)計。擬定機(jī)械傳動系統(tǒng)方案；2）按工藝要求進(jìn)行

5、執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計，畫出執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作循環(huán)圖；3）確定各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)參數(shù)，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。利用軟件模擬所設(shè)計機(jī)構(gòu)，畫出上模位移圖，速度圖和加速度線圖；4）根據(jù)上面建立的模型，畫出機(jī)構(gòu)平衡力矩mb線圖和固定支座反力fi線圖；5）確定電動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速，計算傳動比，用齒輪傳動（或輪系）實(shí)現(xiàn)變速； 6）根據(jù)所學(xué)知識，大膽提出一種或一種以上與該機(jī)現(xiàn)有傳統(tǒng)設(shè)計不同的創(chuàng)新設(shè)計方案。5、提交材料1）設(shè)計計算說明書一份： 原始數(shù)據(jù)，機(jī)構(gòu)簡圖； 簡述方案設(shè)計和選擇方案，各機(jī)構(gòu)設(shè)計步驟或分析計算過程； 利用軟件畫出的相應(yīng)線圖：運(yùn)動分析和動態(tài)靜力分析圖（抓圖粘貼）； 提出的創(chuàng)新設(shè)計方案； 對設(shè)計結(jié)果的分析討論；

6、 總結(jié)（或心得體會）； 參考文獻(xiàn)等。2）2號圖（或3號圖）一張（機(jī)械系統(tǒng)傳動方案設(shè)計圖）；3）2號圖一張（用cad繪制凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計圖，含運(yùn)動循環(huán)圖）。4）曲柄長度調(diào)節(jié)原理圖（2號圖一張）選作。二 機(jī)械系統(tǒng)傳動方案設(shè)計：1方案設(shè)計： 四桿沖壓機(jī)構(gòu)和凸輪連桿送料機(jī)構(gòu)： 圖 1 沖床方案設(shè)計之一 如圖1所示，沖壓機(jī)構(gòu)由四桿機(jī)構(gòu)和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)串連組和而成，可用作圖法按其行程變化系數(shù)確定其急位夾角，且其有急回特性。送料機(jī)構(gòu)的凸輪通過齒輪機(jī)構(gòu)和曲柄軸相連，則可以準(zhǔn)確確定凸輪個階段運(yùn)動角和從動件運(yùn)動規(guī)律。曲柄搖桿沖壓機(jī)構(gòu)和凸輪連桿送料機(jī)構(gòu)： 如圖2所示，沖壓機(jī)構(gòu)采用曲柄雙搖桿機(jī)構(gòu)，可保證電動機(jī)在小功率帶動下

7、沖頭有足動力，五桿機(jī)構(gòu)按行程速度變化系數(shù)比用圖解法設(shè)計。若尺寸選擇恰當(dāng)，可使執(zhí)行機(jī)構(gòu)在工作段中運(yùn)動時機(jī)構(gòu)的壓力角較小。 齒輪連桿沖壓機(jī)構(gòu)和凸輪連桿送料機(jī)構(gòu)如圖2所示，沖壓機(jī)構(gòu)采用有兩個自由度的雙曲柄七桿機(jī)構(gòu)，用齒輪副將其封閉為一個自由度（齒輪1與曲柄ab固聯(lián)，齒輪2與曲柄de固聯(lián)）。恰當(dāng)?shù)剡x擇c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)動和工作段近似勻速的特性，并使壓力角a 盡可能小。圖2沖床機(jī)構(gòu)方案之一dw1eba12w2hkogcfra送料機(jī)構(gòu)由凸輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)組成，按運(yùn)動循環(huán)圖可確定凸輪推程角和從動件的運(yùn)動規(guī)律，使其能在預(yù)定時間將坯料推送至待加工位置。設(shè)計時，若使log loh，可

8、減小凸輪尺寸。2方案對比：對于方案1：容易滿足有急回特性，急位夾角及運(yùn)動規(guī)律等要求。凸輪軸通過齒輪機(jī)構(gòu)與曲柄軸相連，按機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖確定凸輪推程運(yùn)動角和從動件運(yùn)動規(guī)律，則機(jī)構(gòu)可在預(yù)定時間將坯料送至待加工位置。 此方案比較合理，四桿機(jī)構(gòu)容易設(shè)計，曲柄軸和凸輪軸通過齒輪機(jī)構(gòu)連接，傳動準(zhǔn)確穩(wěn)定，可以調(diào)節(jié)擺桿上的支點(diǎn)位置調(diào)節(jié)加工鋼板厚度。所以選此方案設(shè)計。對于方案3：齒輪連桿沖壓機(jī)構(gòu)和凸輪連桿送料機(jī)構(gòu)來說連桿作為沖頭其運(yùn)動較難滿足沖頭的運(yùn)動規(guī)律，點(diǎn)的運(yùn)動規(guī)律較為復(fù)雜不好確定。但對于連桿作為沖頭能克服較強(qiáng)的沖力。三 機(jī)構(gòu)設(shè)計： 1選擇方案一：桿長計算：假定桿ef=600、ce=700的長度，確定d點(diǎn)（e

9、dcd0取de=250，沖頭移動總長f1f2=150（工作長度l=70），推出擺角確定c1和c2，取極位夾角為40度，確定a點(diǎn)在圓弧上，假定落料時沖頭移動40，工作時曲柄轉(zhuǎn)角70度，進(jìn)而確定a點(diǎn)位置，以及曲柄和連桿的長度。齒輪機(jī)構(gòu)計算：取齒輪1和齒輪3公稱直徑為160，.凸輪計算：協(xié)調(diào)沖頭選定推桿位置，取基圓直徑為160，行程為150，進(jìn)而確定齒輪2的公稱直徑，凸輪計算由描點(diǎn)法可得，見凸輪設(shè)計圖。根據(jù)作圖法設(shè)計其機(jī)構(gòu)：注：圖在下張。 2凸輪設(shè)計：圖，數(shù)據(jù)，見后圖。3運(yùn)動循環(huán)過程：圖在后。4軟件模擬所得圖象： 沖頭：圖在后。5 機(jī)構(gòu)平衡力矩mb線圖和固定支座反力fi線圖。6系統(tǒng)傳動方案簡圖： 7

10、傳動設(shè)計：初選原動機(jī)由于交流異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、成本低、工作穩(wěn)定可靠、容易維護(hù)，且交流電源易于獲得。故此處選擇y系列三相異步電動機(jī)作為原動機(jī)，額定轉(zhuǎn)速n=3000rad/min計算總傳動比根據(jù)選定的驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速和沖床的生產(chǎn)能力，可知機(jī)械傳動系統(tǒng)的總傳動比為：因?yàn)槊糠昼娚a(chǎn)70件則所需要n=4200 rad/min傳動比4200/3000=1.4齒輪中m=5z1=30z2=z3=42d1=mz1=150d2=d3=mz2=210。四：總結(jié) 十幾天的機(jī)械原理課程設(shè)計結(jié)束了，在這次實(shí)踐的過程中學(xué)到了一些除技能以外的其他東西,領(lǐng)略到了別人在處理專業(yè)技能問題時顯示出的優(yōu)秀品質(zhì),更深切的體會到人與人之間的

11、那種相互協(xié)調(diào)合作的機(jī)制,最重要的還是自己問題的看法產(chǎn)生了良性的變化. 在社會這樣一個大群體里面,溝通自然是為人處世的基本,如何協(xié)調(diào)彼此的關(guān)系值得我們?nèi)ド钏己腕w會.在實(shí)習(xí)設(shè)計當(dāng)中依靠與被依靠對我的觸及很大,有些人很有責(zé)任感,把這樣一種事情當(dāng)成是自己的重要任務(wù),并為之付出了很大的努力,不斷的思考自己所遇到的問題.而有些人則不以為然,總覺得自己的弱勢.其實(shí)在生活中這樣的事情也是很多的,當(dāng)我們面對很多問題的時候所采取的具體行動也是不同的,這當(dāng)然也會影響我們的結(jié)果.很多時候問題的出現(xiàn)所期待我們的是一種解決問題的心態(tài),而不是看我們過去的能力到底有多強(qiáng),那是一種態(tài)度的端正和目的的明確,只有這樣把自己身置于具

12、體的問題之中,我們才能更好的解決問題.參考文獻(xiàn) 1 王淑仁主編. 機(jī)械原理課程設(shè)計m. 北京: 科學(xué)出版社, 2006.2呂厚庸, 沈愛紅. 組合機(jī)構(gòu)設(shè)計與應(yīng)用創(chuàng)新m. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2008. 3 馮鑒, 何俊, 雷智翔. 機(jī)械原理m. 成都: 西南交通大學(xué)出版社, 2008.4陳辛波, 巖附 信行, 林嚴(yán), 森川 廣一. 非圓齒輪-連桿型函數(shù)發(fā)生器的機(jī)構(gòu)綜合j. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報, 2002, 30(9): 1091-1094.5 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室編著. 機(jī)械設(shè)計m. 北京: 高等教育出版社, 2006.6 孟憲源，姜琪. 機(jī)構(gòu)構(gòu)型與應(yīng)用. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20037 黃茂林，秦偉. 機(jī)械原理. 北京：機(jī)械工業(yè)出版