哈工大-機械原理課程設計-說明書

1、哈爾濱工業(yè)大學課程設計說明書（論文）Harbin Institute of Technology機械原理課程設計說明書課程名稱： 機械原理課程設計 設計題目： 分度沖壓機(方案1) 院 系： 機電工程學院 班 級： 1308XXX 設 計 者： XXXXX 學 號： 11308XXXXX 指導教師： 設計時間： 哈爾濱工業(yè)大學分度沖壓機設計方案一、設計課題概述分度沖壓機（方案一）功能描述如圖1所示。原動機轉速為，沖頭每分鐘沖壓次數(shù)為18、28、40，分三檔可以調(diào)節(jié)，沖頭行程為，判刑工作臺上均布8個工位，工作臺逆時針間歇轉動，每轉過一個工位，沖頭沖壓一次。圖1二、設計課題工藝分析由設計課題可知，

2、分度沖壓機在沖壓平面時為沖頭向下沖壓，沖壓完畢后，沖頭上升，水平工作臺逆時針轉過一個工位（），然后進行下一次沖壓。沖壓的時候水平工作臺不能轉動，待沖壓完畢后方可轉動。綜上，分度沖壓機有兩個輸出運動，分別是：沖頭的上下沖壓運動，分度盤的間歇逆時針轉動。可得分度沖壓機的運動循環(huán)圖，如圖2。沖頭工作行程空回行程分度盤停止轉動停止圖2 分度沖壓機運動循環(huán)圖三、設計課題運動功能分析 1.分度沖壓機的運動功能分析由設計課題可知，分度沖壓機由一臺原動機驅動，有兩個執(zhí)行構件（沖頭和分度盤）。分度沖壓機的運動傳遞途徑如圖3所示。圖中由原動機到?jīng)_頭的運動傳遞路徑為主傳動鏈，由主傳動鏈分解一個運動到水平工作臺即分度

3、盤的運動傳遞路徑為輔傳動鏈。圖31)分度沖壓機主傳動鏈運動功能分析根據(jù)分度沖壓機的使用功能描述，沖壓機每分鐘沖壓次數(shù)為18、28和40次。通常情況下，原動機的轉速都要遠大于。因此，需要減速，即傳動比。也就是說，機械傳動部分應該具有運動縮小功能，把一個較大的輸入轉動轉換為轉速較小的輸出傳動。又因為該分度沖壓機有調(diào)節(jié)檔位的功能，故需要變速機構。(1)原動機運動功能。一般情況下，沖壓機是在工廠使用。在工廠車間里應用的設備絕大多數(shù)原動機是電動機，具有連續(xù)回轉的運動形式。根據(jù)要求，電動機轉速為，因此，分度沖壓機原動機的運動功能單元表達符號如圖4所示。 n=1430r/min圖4 (2)主傳動鏈減速運動及

4、變速功能。 由原動機到執(zhí)行機構需要減速，同時，由于該沖壓機檔位可調(diào)，故需加變速機構，其運動單元表達符號如圖5所示。i=79.44,51.07,35.75圖5(3)過載保護功能。金屬加工機床的原動機與傳動部分之間通?；丶乙粋€過載保護單元，以便在過載時保護機床免遭損壞。多數(shù)情況下，這一過載保護功能同時還具有減速功能（），因此其表達符號如圖6所示。 圖6(4)沖頭運動的執(zhí)行機構運動功能。由沖壓機功能可知，分度沖壓機沖頭的運動形式為連續(xù)往復直線運動，并且每分鐘分別往復運動18次、28次和40次。而沖頭運動執(zhí)行機構的主動件的運動應該是其前面機械傳動部分的輸出傳動。因此，沖頭運動執(zhí)行機構應該具有將連續(xù)轉動

5、轉換為往復連續(xù)直線移動的功能，其運動功能單元表達符號如圖7所示。 n=18,28,40r/min圖7 (5)運動分支運動功能。圖8原動機除了為沖頭運動執(zhí)行機構提供動力外還要為分度盤運動執(zhí)行機構提供動力。為此，在主傳動鏈中加一個運動分支單元，把一個輸入運動分解成兩個輸出運動，其運動功能單元表達符號如圖8所示。根據(jù)上述運動功能分析，可以繪制出分度沖壓機主運動鏈的運動功能系統(tǒng)圖，如圖9所示。1430r/min i=79.44, 51.07,35.7518,28,40r/min圖92)分度沖壓機輔傳動鏈運動功能分析根據(jù)分度沖壓機功能要求，沖壓機的沖頭每沖壓一次，分度盤隨即轉過一個工位，且在沖壓時分度盤

6、不動。沖壓結束后分度盤轉動，即分度盤是間歇運動。(1)分度盤運動驅動機構的運動功能。分度盤運動驅動機構的輸出運動是轉動運動，可用直齒輪實現(xiàn)該運動。其運動功能表達符號如圖10所示。圖10(2)間歇運動機構的運動功能。當分度盤運動運動驅動機構是輸入的單向間歇轉動，綜合考慮，使用槽輪實現(xiàn)轉動轉換為間歇轉動即可。運動功能表達符號如圖11所示。圖11 (3)輔傳動鏈輸入運動功能。 輔傳動鏈輸入運動為連續(xù)轉動，方向為水平，需將其變?yōu)榇怪钡倪B續(xù)轉動運動。運動功能表達符號如圖12所示。圖12 2.分度沖壓機的運動功能系統(tǒng)圖根據(jù)上述分析的分度沖壓機由原動機到執(zhí)行機構的運動傳遞與轉換關系，可以繪出分度沖壓機的運動

7、功能系統(tǒng)圖，如圖13所示。圖13四、設計課題運動方案擬定 1.根據(jù)運動功能單元確定替代機構 (1)圖13中運動功能單元1的實現(xiàn)載體采用三相交流電動機，額定轉速為1430r/min 。(2)圖13中運動功能單元2為過載保護機構，可采用帶傳動機構。(3)圖13中運動功能單元3為變速機構，可采用滑移齒輪變速機構。(4)圖13中運動功能單元4為減速機構，可采用圓柱齒輪傳動。同時，變速機構也具有減速功能。(5)圖13中運動功能單元5的功能是把運動功能單元4的一個輸出運動分支成兩個運動。(6)圖13中運動功能單元6為沖頭運動執(zhí)行機構，可采用移動從動件盤型凸輪結構。(7) 圖13中運動功能單元7實現(xiàn)的功能是

8、將連續(xù)轉動運動轉換成垂直的連續(xù)轉換運動，故可用錐齒輪來實現(xiàn)此運動變換。(8) 圖13中運動功能單元8實現(xiàn)的功能是將連續(xù)轉動運動轉換為間歇轉動運動，故可采用槽輪機構。(9)圖13中運動功能單元9實現(xiàn)的功能是減速功能，即使槽輪每轉過90度，分度盤轉過45度?？捎脠A柱齒輪傳動。2.繪制機械運動簡圖五、設計課題運動方案設計 1.帶傳動設計 按傳遞功率4kW進行設計。(1)傳動帶類型和帶傳動形式。普通V帶開口傳動。 (2)普通V帶傳動設計計算。序號計算項目符號單位計算公式和參數(shù)選定1設計功率kW,2選定帶型A型普通V帶3初定傳動比4小帶輪基準直徑mm5大帶輪基準直徑mm6傳動比不計滑動率計入滑動率，取7

9、帶速m/s8初定軸間距mm，取9所需基準長度mm，取10實際軸間距mm11小帶輪包角()2.齒輪機構設計(1)分配傳動比上述帶傳動設計計算中得到的帶傳動比為帶傳動與齒輪傳動的總傳動比為則齒輪傳動的傳動比為齒輪傳動的總傳動比由變傳動比和定傳動比兩部分組成，即為避免一對滑移齒輪的齒數(shù)差過大，可以先假定變傳動比的最大值為據(jù)此，可以求出定傳動比為采用二級減速，故 根據(jù)已求得的定傳動比可以確定其他變傳動比為 (2)配湊中心距 實現(xiàn)變傳動比的三對滑移齒輪分別安裝在兩根軸上，這就意味著這三對滑移齒輪的中心距都是相同的。 取 為使傳動質量更好，取。則 同理 ， (3)定軸傳動齒數(shù)確定取 ，取 ，取 (4)齒輪

10、設計計算滑移齒輪幾何尺寸計算序號名稱代號公式滑移齒輪3、4滑移齒輪5、6滑移齒輪7、8齒輪3齒輪4齒輪5齒輪6齒輪7齒輪81模數(shù)m32齒數(shù)z1767246030543分度圓柱螺旋角04分度圓壓力角5齒頂高系數(shù)16頂隙系數(shù)0.257分度圓直徑d5120172180901628基圓直徑47.92188.8867.66169.1484.57152.239齒距p9.42510基圓齒距8.85611齒頂高312齒根高3.7513全齒高h6.7514齒頂圓直徑57207781869616815齒根圓直徑43.5193.564.5172.582.5154.516中心距12612612617齒頂壓力角32.7

11、924.1529.8424.5828.2425.0218重合度1.6581.6931.710定軸齒輪幾何尺寸計算（主運動鏈）序號名稱代號公式定軸齒輪9、10定軸齒輪11、12定軸齒輪13齒輪9齒輪10齒輪11齒輪121模數(shù)m32齒數(shù)度圓柱螺旋角04分度圓壓力角5齒頂高系數(shù)16頂隙系數(shù)0.257分度圓直徑d51162511621628基圓直徑47.92152.2347.92152.23152.239齒距p9.42510基圓齒距8.85611齒頂高312齒根高3.7513全齒高h6.7514齒頂圓直徑571685716816815齒根圓直徑43.5154.543.5154

12、.5154.516中心距106.5106.516217齒頂壓力角32.7925.0232.7925.0225.0218重合度1.6411.6411.766定軸齒輪幾何參數(shù)計算（輔運動鏈錐齒輪）序號項目代號計算公式及計算結果1齒數(shù)齒輪1417齒輪15172模數(shù)33壓力角4齒頂高系數(shù)15頂隙系數(shù)0.26分度圓錐角齒輪14齒輪157分度圓直徑齒輪1451齒輪15518錐距9齒頂高齒輪143齒輪15310齒根高齒輪143.6齒輪153.611齒頂圓直徑齒輪1455.24齒輪1555.2412齒根圓直徑齒輪1445.91齒輪1545.9113當量齒數(shù)齒輪1424齒輪152414當量齒輪齒頂圓壓力角齒輪1

13、4齒輪1515重合度=1.602定軸齒輪幾何參數(shù)計算（輔運動鏈直齒輪）序號名稱代號公式定軸齒輪18定軸齒輪19定軸齒輪201模數(shù)m32齒數(shù)z1717343分度圓柱螺旋角04分度圓壓力角5齒頂高系數(shù)16頂隙系數(shù)0.257分度圓直徑d51511028基圓直徑47.9247.9295.859齒距p9.42510基圓齒距8.85611齒頂高312齒根高3.7513全齒高h6.7514齒頂圓直徑575710815齒根圓直徑43.543.594.516中心距5176.517齒頂壓力角32.7932.7927.4418重合度1.5161.5983.槽輪機構設計槽輪序號項目代號槽輪機構計算1槽數(shù)z42槽間角3

14、槽輪每次轉位時撥盤的轉角4撥盤圓銷相對回轉半徑,5槽輪相對半徑,6鎖止弧張角7圓銷半徑8相對槽深0.414,h取30mm9槽輪輪轂相對直徑0.586,取40mm10撥盤輪轂相對直徑0.586,取30mm11鎖止弧半徑,取30mm12圓銷個數(shù)j113槽輪每次轉位時間與停歇時間之比14運動系數(shù)4. 凸輪機構設計序號項目代號計算公式1從動件行程h200mm2升程運動角3遠休程運動角4回程運動角5近休程運動角6從動件運動規(guī)律當時，采用等速運動規(guī)律、當時，、當時，采用正弦加速度運動規(guī)律當時，、7升程許用壓力角取8回程許用壓力角取9基圓半徑10偏距e100mm11滾子半徑，取40mm12理論廓線xy13理論廓線曲率半徑14壓力角15工作廓線XY16工作廓線曲率半徑注：凸輪的基圓半徑和偏距e通過下面的圖確定，范圍取三條線公共的下方的點（e，）。凸輪圖（取圖中（-100，-100）點）六、設計課題運動方案分析由機構簡圖可知，當撥盤16剛要撥動槽輪時，凸輪22進入到近休止狀