自動送料沖床機(jī)構(gòu)綜合與傳動系統(tǒng)設(shè)計

1、 機(jī)械原理課程設(shè)計 題目 自動送料沖床機(jī)構(gòu)的設(shè)計 學(xué) 院 機(jī)電學(xué)院 專業(yè)年級 09 機(jī)械工程及自動化 學(xué)號姓名 指導(dǎo)教師 二一一 年 六 月 機(jī)械原理課程設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目：自動送料沖床機(jī)構(gòu)綜合與傳動系統(tǒng)設(shè)計二、工作原理及工藝動作過程：圖1為某沖床機(jī)構(gòu)運動方案示意圖。該沖床用于在板料上沖制電動玩具中需要的薄齒輪。【電動機(jī)通過V帶傳動和齒輪傳動（圖中未畫出）帶動大齒輪轉(zhuǎn)動，（另加解釋）】通過連桿帶動滑塊上下往復(fù)運動，實現(xiàn)沖制工藝。四桿機(jī)構(gòu)和齒輪機(jī)構(gòu)實現(xiàn)自動送料。圖1沖床機(jī)構(gòu)運動方案示意圖三、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求：依據(jù)沖床工礦條件的限制，預(yù)先確定了有關(guān)幾何尺寸和力學(xué)參數(shù)，如表1所示。表1沖床機(jī)構(gòu)

2、設(shè)計數(shù)據(jù)設(shè)計要求：設(shè)計的沖床機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)緊湊，機(jī)械效率高。四、設(shè)計方案提示： 連桿機(jī)構(gòu)可采用雙搖桿機(jī)構(gòu)，也可采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)5、 設(shè)計的主要任務(wù)圖 2 沖頭所受阻力曲線（l）繪制沖床機(jī)構(gòu)的工作循環(huán)圖，使送料運動與沖壓運動重疊，以縮短沖床工作周期。（2）針對圖1所示的沖床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（沖壓機(jī)構(gòu)和送料機(jī)構(gòu)）方案，依據(jù)設(shè)計要求和已知參數(shù)，確定各構(gòu)件的運動尺寸，繪制機(jī)構(gòu)運動簡圖。（3）假設(shè)曲柄等速轉(zhuǎn)動，畫出滑塊C的位移和速度的變化規(guī)律曲線。 （4）在沖床工作過程中，沖頭所受的阻力變化曲線如圖2所示，在不考慮各處摩擦、其他構(gòu)件重力和慣性力的條件下，分析曲柄所需的驅(qū)動力矩。（5）確定電動機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速。（6）取

3、曲柄軸為等效構(gòu)件，確定應(yīng)加于曲柄軸上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量。（7）確定傳動系統(tǒng)方案，設(shè)計傳動系統(tǒng)中各零部件的結(jié)構(gòu)尺寸。（8）繪制沖床傳動系統(tǒng)的裝配圖與齒輪、軸等的零件圖。（9）編寫課程設(shè)計說明書。目 錄1、 摘要2、 自動送料機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計1、 沖壓機(jī)構(gòu)方案初步設(shè)計2、 2、送料機(jī)構(gòu)方案初步設(shè)計3、 3、整體機(jī)構(gòu)運動方案的改進(jìn)設(shè)計3、 各構(gòu)件的運動尺寸的設(shè)計與計算4、 工作循環(huán)圖與齒輪的計算5、 滑塊C的運動變化規(guī)律及曲線6、 電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)速和驅(qū)動力矩及飛輪轉(zhuǎn)動慣量的 計算7、 設(shè)計的總結(jié)和心得8、 參考文獻(xiàn)9、 附錄一、摘要沖壓是金屬塑性成形加工的基本方法之一，它主要用于加工板料零件，所以也稱為

4、板料成形。沖壓既能夠制造尺寸很小的儀表零件，又能夠制造諸如汽車大梁、壓力容器封頭一類的大型零件；既能夠制造一般尺寸公差等級和形狀的零件，又能夠制造精密（公差在微米級）和復(fù)雜形狀的零件。沖壓具有生產(chǎn)率高、加工成本低、材料利用率高、操作簡單、便于實現(xiàn)機(jī)械化與自動化等一系列優(yōu)點，在汽車、機(jī)械、家用電器、電機(jī)、儀表、航空航天、兵器等生產(chǎn)和發(fā)展具有十分重要的意義。制造沖壓件用的傳統(tǒng)金屬材料，正逐步被各種復(fù)合材料或高分子材料替代。 在模具設(shè)計與制造中，開發(fā)并應(yīng)用CAD/CAM系統(tǒng)，發(fā)展高、新制造技術(shù)和模具、裝置等，以適應(yīng)沖壓產(chǎn)品的更新?lián)Q代和各種生產(chǎn)批量的要求。推廣應(yīng)用數(shù)控沖壓等設(shè)備，進(jìn)行機(jī)械化與自動化的流

5、水線沖壓生產(chǎn)。 某些傳統(tǒng)的沖壓加工方法將被液壓成形、旋壓成形、爆炸成形等新穎的技術(shù)所取代，產(chǎn)品的沖壓加工趨于更合理、更經(jīng)濟(jì)沖模的核心部分是工作零件，即凸模和凹模。其形狀和尺寸是由沖壓工序的性質(zhì)決定的。沖裁沖孔落料模的凸、凹模之間間隙很校，并做成鋒利的刃口，以便形成強(qiáng)大的剪切力進(jìn)行剪切，使坯件與板料分離在現(xiàn)代化的機(jī)加工過程中，消耗于送料的時間損失是組成零件單件加工時間的一部分，它屬于輔助時間。要想提高生產(chǎn)率，減少生產(chǎn)中的輔助時間將是非常重要的一個環(huán)節(jié)。而要想減少輔助時間，就必須提高生產(chǎn)的自動化程度。自動送料機(jī)構(gòu)就是為實現(xiàn)生產(chǎn)中送料工序自動化而設(shè)計的一種專用機(jī)構(gòu)。自動送料機(jī)構(gòu)可將沖壓料或沖壓件經(jīng)過

6、定向機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)定向排列，然后順序地送到機(jī)床或工作地點。這在自動化成批大量的生產(chǎn)中顯然是實用的，不但可把操作人員從重復(fù)而繁重的勞動中解脫出來，而且對保證安全生產(chǎn)也是一種行之有效的方法。目前，國內(nèi)擁有大量的沖壓機(jī)床，如果能把它們改造成半自動或自動機(jī)床，將會充分發(fā)揮機(jī)床的潛在力量，這是一個具有重大意義的事情，而在機(jī)床上安裝自動送料機(jī)構(gòu)，這將大大提高沖壓的生產(chǎn)效率，實現(xiàn)沖壓的完全自動化。2、 自動送料機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計1、沖壓機(jī)構(gòu)方案初步設(shè)計本設(shè)計采用一個曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行沖壓機(jī)構(gòu)，其簡易結(jié)構(gòu)如圖1-1 所示：圖 1-1 電動機(jī)通過V帶傳動和齒輪傳動（圖中未畫出）帶動轉(zhuǎn)動，通過連桿帶動滑塊上下往復(fù)運動，實現(xiàn)

7、沖制工藝。 2 、 送料機(jī)構(gòu)方案初步設(shè)計自動送料裝置按送進(jìn)材料的形式分為送料裝置與上件裝置兩類。本設(shè)計屬于送料裝置。常見送料機(jī)構(gòu)形式有以下五種： 鉤式送料機(jī)構(gòu); 凸輪鉗式送料機(jī)構(gòu); 杠桿送料機(jī)構(gòu); 夾持送料機(jī)構(gòu)； 輥軸送料機(jī)構(gòu)。由于本設(shè)計所用的毛坯件厚度比較薄，不在前三種送料方案所適用的材料厚度范圍內(nèi)，第四種和第五種方案適用。將第四種與第五種方案進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)前者需要采用斜楔帶動加料爪和滑板運動，在送料過程中振動會比較大，從而影響到送料精度；而后者是使用輥軸送料，過程更為平穩(wěn)，因而，送料精度也較有保障。綜合考慮各種因素以后，決定采用雙輥送料機(jī)構(gòu)，如下圖1-2：3、整體機(jī)構(gòu)運動方案的改進(jìn)設(shè)計考慮

8、到實際的工作情況及技術(shù)要求，我們對機(jī)構(gòu)作了進(jìn)一步改進(jìn)，其運動簡圖如1-3所示：如果采用慣性輪做原動件，齒輪必須作為“搖桿”，通過輥輪進(jìn)行間歇送料傳動，這樣就增加了設(shè)計難度，而且不易控制于計算。采用如圖所示的改進(jìn)機(jī)構(gòu)，仍以大齒輪為原動件，通過帶動小齒輪及固連在小齒輪上的“帶缺口輥輪”，仍能達(dá)到間歇送料沖壓的目的，減小了設(shè)計難度。 三、各構(gòu)件的運動尺寸計算由上圖中的幾何關(guān)系，可分別列出下列式子： （1）由余弦定理： （2） （3）由正弦定理： （4） （5） （6） （7）聯(lián)立1、2、3、4、5、6、7得： 驗證壓力角： 四：工作循環(huán)圖與齒輪的計算已知：【:生產(chǎn)率 :送料距離 T: 大齒輪轉(zhuǎn)動周期

9、部分齒輪每一周傳動k次（即板料沖壓k次）則大齒輪對小齒輪的傳動比為k】設(shè)小齒輪半徑為r已知sn=150mm, n=180件/min,得=150/k又 sn=2r/2k解得：k=1.77K圓整為2，r=75,則部分齒輪的設(shè)計如下圖：缺齒所占的角度=(180-180×2sn/2r)/2=T=2×60/n=0.667五：滑快C的運動變化規(guī)律及曲線下圖是用vb模擬仿真得出的數(shù)據(jù)和曲線：六：電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)速、飛輪轉(zhuǎn)動慣量和驅(qū)動力矩【以下公式中各字母的物理意義如下：:生產(chǎn)率 :送料距離 T: 一個周期Pr:等效阻力功率 Pd:等效輸入功率Fb:沖壓板料最大阻力:大齒輪的角速度 :小齒

10、輪的角速度 :大齒輪的半徑 :小齒輪的半徑】電動機(jī)功率,飛輪轉(zhuǎn)動慣量，驅(qū)動力矩，轉(zhuǎn)速計算：根據(jù)滑塊的位移曲線，近似認(rèn)為下降過程所用時間(1/2)T,上升過程所用時間（1/2）T:已知： T=0.667 s，H=100 , Fr=2300N, Fb=530N帶入數(shù)據(jù)參量：曲柄 ，搖桿 =360mm ，支座 =533mm(x=270mm,y=460mm) 得： =9.42 rad/s =18.84 rad/s 小齒輪速度=1413 mm/s忽略重力所做的功，沖頭上下勻速運動：前(3/4)H: =886.8 W后（1/4）H: =1438.5 W上升過程： =886.8 W且在一個周期內(nèi)有 Pd=P

11、r=955.8 W根據(jù)上式可以畫出如上圖的能量圖，各陰影面積f分別代表的為能量之差=15 J=-35 J=20 J根據(jù)上式可畫出下圖，計算最大盈虧功=15 J則飛輪轉(zhuǎn)動慣量： =0.8628 則 =101.5 輸入功率： 大齒輪轉(zhuǎn)速：=90r/min根據(jù)文獻(xiàn)【4】可選擇查得：電機(jī)型號Y132M1-6,額定功率4KW，轉(zhuǎn)速960r/min減速箱總傳動比為:k=960/90=10.67七：設(shè)計總結(jié)與心得作為一名機(jī)械工程及其自動化專業(yè)大二的學(xué)生，第一次做課程設(shè)計，我覺得這次的課程設(shè)計是十分有意義。在已度過的將近兩年的大學(xué)生活里我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)基礎(chǔ)課。我們在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎(chǔ)課的理論面，

12、如何去面對現(xiàn)實中的各種機(jī)械設(shè)計？如何把我們所學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識用到實踐中去？我想做類似的大作業(yè)就為我們提供了良好的實踐平臺。 在本次課程設(shè)計的過程中，我感觸最深的是查閱了很多次設(shè)計書和指導(dǎo)書。為了讓自己的設(shè)計更加完善，更加符合工程標(biāo)準(zhǔn)，一次次翻閱機(jī)械設(shè)計書是十分必要的，同時也是必不可少的。我們做的是課程設(shè)計，而不是藝術(shù)家的設(shè)計。藝術(shù)家可以拋開實際，盡情在幻想的世界里翱翔，我們是工程師，一切都要有據(jù)可依.有理可尋，不切實際的構(gòu)想永遠(yuǎn)只能是構(gòu)想，永遠(yuǎn)無法升級為設(shè)計。記得我曾經(jīng)設(shè)計了一個很“藝術(shù)化”的減速器箱蓋吊鉤，然后找老師詢問，結(jié)果馬上被老師否定了，因為這樣的設(shè)計，理論上可用，實際上加工困難

13、，增加產(chǎn)品成本。所以我們工程師搞設(shè)計不要認(rèn)為自己是藝術(shù)家，除非是外形包裝設(shè)計。另外，課堂上也有部分知識不太清楚，于是我又不得不邊學(xué)邊用，時刻鞏固所學(xué)知識，這也是我作本次課程設(shè)計的第二大收獲。8、 參考文獻(xiàn)【1】機(jī)械原理課程設(shè)計手冊-鄒慧君【2】機(jī)械原理教程-申永勝【3】機(jī)械原理輔導(dǎo)與習(xí)題【4】機(jī)械設(shè)計第八版-濮良貴【5】solidworks2021從入門到提高【6】機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書【7】平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計-張世民【8】計算機(jī)CAD/CAM輔助設(shè)計【9】vb入門與提高【10】VB在平面四連桿機(jī)構(gòu)運動分析中的應(yīng)用【11】工程圖學(xué)-魯屏宇撰寫設(shè)計說明書：（課程設(shè)計說明書是技術(shù)說明書的一種，是對課

14、程設(shè)計的總結(jié)。主要內(nèi)容包括：(1)課程設(shè)計題目簡介; (2) 功能分解；(3) 原始數(shù)據(jù)及計算；(4)機(jī)械傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算（簡述方案設(shè)計思路及討論、改進(jìn)）; (5) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型及評價以及設(shè)計步驟或分析計算過程;(6) 機(jī)械運動方案簡圖的繪制、機(jī)械運動系統(tǒng)尺度計算、機(jī)構(gòu)運動分析等(7) 對所設(shè)計的結(jié)果分析討論; (8) 感想與建議。說明書用16K紙張書寫，并按以下順序裝訂成冊：封面（按指定的統(tǒng)一格式）、課程設(shè)計任務(wù)書、摘要、目錄、正文、參考文獻(xiàn)。）完成日期： 2021 年 6月 25日 指導(dǎo)教師 張洪雙 教師見習(xí)報告總結(jié)期待已久的見習(xí)已經(jīng)結(jié)束了，在龍巖三中高中部見習(xí)聽課，雖然只是短短的兩個

15、星期，但感觸還是蠻深的，以前作為一名學(xué)生坐在課室聽課，和現(xiàn)在作為一名準(zhǔn)教師坐在課室聽課是完全不同的感受，感覺自己學(xué)到了一些在平時課堂上學(xué)不到的東西。在這里，我獲得的不僅是經(jīng)驗上的收獲，更多是教學(xué)管理，課堂教學(xué)等的理念，以及他們帶給我的種種思考。教育見習(xí)實踐過程：聽課。教育見習(xí)的主要目的是讓學(xué)生在指導(dǎo)教師的引導(dǎo)下，觀摩教師上課方法、技巧等。聽課是教育見習(xí)的主要內(nèi)容。我院規(guī)定在一周的見習(xí)中需完成至少6課的見習(xí)任務(wù)。我在教師的安排指導(dǎo)下，分別對高一、高二物理專業(yè)課型為主，其他課型齊頭的方式，積極主動的完成了聽課任務(wù)，收到良好的效果。我聽的第一節(jié)課是高二（8）班，這是一個平衡班，水平不如實驗班高。在上

16、課前?？迫卫蠋熞呀?jīng)跟我說了這個班的紀(jì)律是比較差的，而且成績也不是很好。在我聽課期間，確實有幾個學(xué)生在課堂上說話，但是我發(fā)現(xiàn)了一個有趣的現(xiàn)象，這個現(xiàn)象我在往后的幾個班都發(fā)現(xiàn)了，就是絕大部分的學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情都好高漲，積極舉手發(fā)言，積極參與課堂活動。我跟老師們提起這個現(xiàn)象的時候，科任老師就跟我說，一個班里不可能所有的學(xué)生都能全神貫注地聽完一節(jié)課，所以作為一名教師，應(yīng)該想辦法吸引學(xué)生的注意力，調(diào)動的積極性，比如可以以小組為單位，以搶答計分的形式調(diào)動學(xué)生的積極性，這樣課堂氣氛就會活躍起來了。在為期兩周的見習(xí)工作中，我真的有很大的感觸，我第一次感受到自己已經(jīng)從一名學(xué)生向一名教師靠近，走在校園里，每當(dāng)有學(xué)生

17、叫我一聲老師，我在感到無比自豪的同時，還感受到了自己的責(zé)任。見習(xí)工作結(jié)束了，我要回到學(xué)校繼續(xù)我的學(xué)習(xí)了，但是我會好好記住我從*中學(xué)學(xué)到的一切，并應(yīng)用于我的專業(yè)學(xué)習(xí)中去。一、教學(xué)管理理念 在龍巖三中，從領(lǐng)導(dǎo)階層到一位普通的科任老師，都秉承以學(xué)生為主體的宗旨進(jìn)行學(xué)校的管理，進(jìn)行教學(xué)工作的開展。作為一個課程改革的示范學(xué)校，一個教育實驗基地。這所學(xué)校鼓勵著老師做各種研究，各種改革。每個班主任都有著自己的管理經(jīng)驗與管理宗旨。有了這種思想的自由，自然這里也就充滿著探索與嘗試，從而有所創(chuàng)造與進(jìn)步。在我見習(xí)的班集體中，班主任對他的學(xué)生說：“我要讓你們成為學(xué)習(xí)型的管理者，也是管理型的學(xué)習(xí)者?！边@樣一句

18、簡單的話，讓我感到這里老師進(jìn)行班級管理的良苦用心。他們關(guān)心的不只是學(xué)生的學(xué)習(xí)，更多的是從一個完整的人的概念出發(fā)，去培養(yǎng)學(xué)生多方面的素質(zhì)。二、教學(xué)理念 在見習(xí)期間，借著錄課的機(jī)會，我聽了很多的市級，校級的公開棵，還有理科實驗班的課。在這些課堂上，讓我看到教學(xué)改革正在悄然進(jìn)行，有意識的老師正在努力體會“以學(xué)生為主體”的課堂模式。學(xué)生的創(chuàng)造也逐步成為教師追求的教學(xué)效果。其次，這里的老師也都在適應(yīng)著多媒體教學(xué)，信息化教學(xué)，使得課堂更加生動，資源更加豐富，學(xué)生獲取學(xué)習(xí)資源的渠道也就更多。盡管，這種教學(xué)理念、教學(xué)模式的推廣仍然有很長的路，但似乎也并不遙遠(yuǎn)，相信，這股改革的浪潮會給教育領(lǐng)域帶來很大

19、的沖擊。 三、實際工作經(jīng)驗 在上面，是我在這所學(xué)校感受最深刻，也是認(rèn)為最有意義的收獲。實際工作經(jīng)驗上，由于在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，也獲取了許多。 在班主任工作上，我認(rèn)識到了一個老師的表率作用是很大的，學(xué)生時刻看老師，作為一個老師，應(yīng)該從自己嚴(yán)格要求，并影響感染學(xué)生。這就要求師生之間的相互交流必須是貼心的，也是帶有希望的。見習(xí)期間，班主任老師教給了我許多的班級管理經(jīng)驗。我想這些經(jīng)驗是寶貴的，更為寶貴的是老師的主動精神。在他的言談中，看出一個老師對于班級管理的深度認(rèn)識。所以我想：一個好的班主任不應(yīng)只是從學(xué)習(xí)上給學(xué)生幫助，而是從一種“管理”的角度上去讓班級受益，讓班級體的每個成員成長。 教學(xué)工作上，由于指導(dǎo)老師的認(rèn)真指導(dǎo)，我較好地完成了教學(xué)任務(wù)。同時，與合作伙伴一同對各種教學(xué)模式進(jìn)行了探討，嘗試。盡管，有的時候沒有達(dá)到我們理想的效