机械原理课程设计进展报告-自动冲压机构.doc

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1、项目进展报告项目名称：自动冲压及送料机构班级：2010级机械11班负责人：学号：团队成员：学号：指导教师：谢进2013年5月1日这几个星期来，我们做了以下的工作：一．根据我们小组的设计要求，设计了以下几个机构。注：方案1、2、3为自己设计的机构，方案4为参考并进行部分改进的机构（原出处为辽东学院精密机械设计基础课程设计说明书）方案1图1曲柄滑块－插齿机机构该机构以凸轮为原动件，带动插齿机实现往复运动，同时带动偏心滑块机构实现送料动作自由度F=3×7-2×10-0=1方案2图2曲柄滑块－摆动导杆机构该机构占用空间大，且需要两个电机带动，但是送料机构采用的是曲柄滑块机构，结构简单偏置的曲柄滑块

2、机构具有急回运动特性，当去柄长度或偏距加大时，急回特性显著，连杆长度减小时，急回特性减缓。自由度F=3×7-2×10-0=1方案3图3转动导杆－-推送机构冲压机构为摆动倒杆机构，曲柄为主动件，整周回转，滑块在导杆上滑动，带动导杆往复摆动，当曲柄与导杆相互垂直时导杆达到极限位置，机构传动角为90°，具有良好的传力特性，并具有急回特性。，运动中无死点，送料机构采用了曲柄摇杆机构摇杆最大摆角与曲柄长度有关，当曲柄长度加大时，从动角摆角也随之增大，且也有急回特性。自由度F=3×9-2×13-0=1二．经过全方面的考虑，我们选择了第三个方案现就我们选择的方案进行尺寸设计分析①冲压机构尺寸分析图4冲压

3、机构设计要求如下1.构应具有较好的传动性能，特别是工作段的压力角α应尽可小；传动角γ大于或等于许用传。2.执行构件（上模）的工作长度l=50～100mm,对应曲柄转角=（1/3～1/2）π；上模行程度必须大于工作段长度的两倍以上。3.行程速度变化系数K≥1.5。4.许用传动角[γ]=405.送料距离H=60-250mm。6.建议主动件角速度取=1rad/s在图4中执行构件（上模）的工作长度l=50～100mm，故我选择上模DE=100mm。易知冲压行程s=2CD=60mm.故有CD=30mm现在再确定转动导杆机构ABC的相关尺寸，以AB为原动件，且AB需为曲柄，设AB>AC,则可得极位夹角

4、θ=（1）同时需满足急回特性K=≧1.5,（2）取急回特性值K=2，则有∂≧60°故又（1）式可得=0.866（3）取AC=25mm，则有AB=25.866=28.8675mm②根据尺寸进行可行性分析设A（0、0）,C(25、0)于是很容易得到冲头近程点和远程点的坐标分别为E′(25、70),E′(25、130)考虑到当上模DE到达工作段之前，送料机构已将坯料送至待加工位置，故需要确定上模DE和往复直线运动和曲柄AB的关系，同时还需要兼顾曲柄AB转动和送料机构HI的关系。先建立B点和E点的坐标关系式位移矩阵方程对点B**=**(4)11连杆约束方程为(5)约束方程为(6)xDi*=yD

5、i(7)由（4）式至（7）式可得（8）由于冲压条件的限制，需要对送料机构尺寸进行分析送料机构的结构简图如下图5推料机构尺寸分析如图5，需使连杆ABFG为曲柄摇杆机构，连架杆AB为曲柄，FG为摆杆由四杆机构曲柄摇杆存在条件，有AB为最短杆，即Lmin+Lmax≤P＋Q（9）取BG为最长杆，AB=30mm为最短杆。先通过试凑法来大概确定构件尺寸，取BG=80mm，FG=60mm，AF=60mm，由此可分析出此曲柄摇杆四杆机构的急回特性和极位夹角数学分析如下由下图说明图6推料机构—急回特性分析图由上图可清晰读出极位夹角θ=41.82°故有其急回特性K==1.605满足要求延伸FG到GH使得GH=

6、50mm，另外取HI=100mm三．以下是参考对比方案4.1.冲压机构方案--四杆机构+曲柄滑块机构如下图7图72.送料机构方案--曲柄滑块机构如下图8图83.机构运动简图，如下图9图91——电机2——飞轮3——带轮传动4——齿轮5——主滑块6——凸模7——凹模8——坯料分析：电机带动上模机构曲柄运动,开始冲压,在上模开始冲压坯料前送料机构已经送料完毕,上模冲压,冲压成型后,上模继续下压，把成型品顶出模腔，然后上模回程,大概0.14S后齿轮传动带动送料机构开始送料，推杆送料完成后，上模回程恰好结束，完成一次循环。然后上模开始行程，进行新一轮的冲压加工。系统传动比：ω电机:ω上=40:1ω上

7、:ω送:ω顶=1:1:14、机构运动尺寸确定（1）.上模冲压机构，如下图10图101）传动四杆机构的尺寸计算按照设计要求，摆杆质量为40kg/m，绕质心转动转动惯量为2kg·m2,所以根据计算式1／12×40×c3=2（10）C≈0.843m又根据题意要求K≥1.5,顾取K=1.5,设计摆杆摆脚为ψ=60。,此时最小传动角最大取值：maxγmin≈33°,β≈46°。θ=180°(k–1)/(k+1)=36°（11）a/