哈尔滨工业大学机械原理课程设计分度冲压机说明书要点

哈尔滨工业大学机械原理课程设计分度冲压机说明书要点 哈尔滨工业大学机械原理课程设计 题 目 分度冲压机( 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 2) 专 业 机械设计制造及其自动化 学 号 1120810322 学 生 俞剑敏 指 导 教 师 唐德威 答 辩 日 期 6.27 - 0 - 哈尔滨工业大学机械原理课程设计 一、 分度冲压机使用功能描述 原动机转速为1430rpm，冲头在位置A每分钟冲压次数15，25，35分3档可以调节，冲头行程200mm;盘形工作台上均布8个工位，工作台逆时针间歇转动，每转过一个工位，冲头冲压一次。当冲好的工件转至位置B时，推杆把工件推出。 二、 工艺动作分析 由设计题目可见，在位置A冲压工件的是执行构件1，盘形工作台是执行构件2，在位置B处把工件推出的是执行构件3，这三个执行构件的运动协调关系如下图所示。 T 执行构件 运动情况 执行构件1 停止 下降 上升 执行构件2 转动 停止 执行构件3 停止 进程 回程 T 1 分度冲压机运动循环图 T是是执行构件1的工作周期， T 是执行构件2的工作周期，T是执行构件1 3的动作周期。执行构件1、3是间歇往复移动，执行构件2是间歇转动。执行构件1、3的周期相等，执行构件2的周期是执行构件1、3的四分之一左右，执行构件2大多数时间是在停歇状态。 三、运动功能分析 根据前面的分析可知，驱动执行构件1工作的执行机构应该具有的运动功能如图1所示。运动功能单元把一个连续的单向传动转换为间歇的往复运动，主动件每转动一周，从动件(执行构件1)间歇往复运动一次，主动件转速分别为15、25、35转/分。 图1执行机构1的运动功能 由于电动机的转速为1430转/分，为了在执行机构1的主动件上分别的到15、 - 1 - 哈尔滨工业大学机械原理课程设计 25、35转/分的转速，则由电动机到执行机构1之间的总传动比有3种，分别为 iz n1430 i,,,95.331zn1501 n1430 i,,,57.22zn2502 n1430 i,,,40.93zn3503 总传动比由定传动比和变传动比两部分构成，即 iicv i,iiz1cv1 i,iiz2cv2 i,iiz3cv33种总传动比中最大，最小。由于定传动比是常数，因此，3种变传动比中iiiz3z1c最大，最小。采用滑移齿轮变速，其最大传动比最好不大于5，设定定传动iiv1v3 比是20。 ic i,20c i95.33z1i,,,4.77 v1i20c i57.2z2i,,,2.86 v2i20c i40.9z3i,,,2.045 v3i20c 于是，传动系统的有级变速功能单元如图2所示。 i,4.77,2.86,2.045 图2有级变速运动功能单元 为了保证系统过载时不至于损坏，在电动机和传动系统之间加一个过载保护 环节。过载保护运动功能单元可采用带传动实现，这样，该运动功能单元不仅具 有过载保护功能还具有减速功能，如图3所示。 i,2.5 - 2 - 哈尔滨工业大学机械原理课程设计 图3 过载保护运动功能单元 整个传动系统仅靠过载保护运动功能单元不能实现其全部定传动比，因此，在传动系统中还要另加减速运动功能单元，其减速比为 ici,,8 2.5 减速运动功能单元如图4所示。 i,8 图4 减速运动功能单元 根据上述运动功能分析，可以得到实现执行构件1运动的运动功能系统图，如图5所示。 i,2.5i,81430rpm i,4.77,2.86,2.045 执行构件1 图5 实现执行构件1运动的运动功能系统图 为了使用统一原动机驱动执行构件2，应该在图5所示的运动功能系统图中加一运动分支功能单元，其运动分支驱动执行构件2，该运动分支功能单元如图6所示。由于执行构件2与执行构件1的运动平面相互垂直，因此，该运动功能单元如图7所示。 图6运动分支功能单元 图7运动功能单元 由于执行构件2是间歇运动，且由图1可以看出执行构件2的间歇时间是工作周期T的3/4，即其运动时间是其工作周期T的1/4。因此，间歇运动功能单的运动系数为 1,, 4 - 3 - 哈尔滨工业大学机械原理课程设计 间歇运动功能单元如图8所示 ,,0.25 图8 间歇运动功能单元 由于执行构件2的动作幅度是其传动构件的一半，因此，驱动执行构件2转速应该是的驱动机构2的主动件的的转速的二分之一左右。所以，间歇运动功能单元输出的运动应经过减速运动功能单元减速，如图9所示 i,2 图9 减速运动功能单元 减速运动功能单元输出的运动驱动执行机构2实现执行构件2的运动功能。由于执行构件2做间歇转动运动，因此，执行构件2的运动功能是把连续转动转换为歇转动运动。 组合后的运动功能系统图，如图10所示。 i,2.5i,81430rpm i,4.77,2.86,2.045 执行构件1 ,,0.25i,2 执行构件2 图10 实现执行构件1，2运动的运动功能系统图 同理，为了使用统一原动机驱动执行构件3，应该在图10所示的运动功能系统图中加一运动分支功能单元，其运动分支驱动执行构件3，该运动分支功能单元 - 4 - 哈尔滨工业大学机械原理课程设计 如图6所示。由于执行构件3与执行构件2的运动平面相互垂直，因此，该运动功能单元如图7所示。 驱动执行构件3工作的执行机构应该具有的运动功能如图1所示。运动功能单元把一个连续的单向传动转换为间歇的往复运动，和执行构件1基本相同。 根据上述分析，可以画出整个系统的运动功能系统图，如图11所示。 i,2.5i,81430rpm i,4.77,2.86,2.045 1 2 3 4 执行构件1 ,,0.255 6 7 8 9 i,2 执行构件2 10 执行构件3 11 12 图11分度冲压机(方案2)的运动功能系统图 四、系统运动方案拟定 根据图11所示的运动功能系统图，选择适当的机构替代运动功能系统图中的各个运动功能单元，便可拟定出机械系统运动方案。 图11中的运动功能单元1是原动机。根据分度冲压机的工作要求，可以选择电动机作为原动机，如图12所示。 图12 电动机替代运动功能单元1 图11中的运动功能单元2是过载保护功能单元兼具减速功能，可以选择带传 - 5 - 哈尔滨工业大学机械原理课程设计 动代替，如图13所示。 i,2.5 图13 皮带传动替代运动功能单元2 图11中的运动功能单元3是有级变速功能，可以选择滑移齿轮变速传动代替，如图14所示。 i,4.77,2.86,2.045 图14 滑移齿轮变速替代运动功能单元3 图11中的运动功能单元4是减速功能，可以选择定轴齿轮传动代替，如图15所示。 i,8 - 6 - 哈尔滨工业大学机械原理课程设计 图15定轴齿轮传动代替运动功能单元4 图11中的运动功能单元5，6,7是运动分支功能单元和执行构件1的间歇直线运动，可以用圆锥齿轮传动的主动轮与凸轮替代，如图16所示。 图16 2运动功能单元的主动件固联替代运动功能单元5，6，7 图11中的运动功能单元8，11,12是运动分支功能单元和执行构件3的间歇直线运动，可以用圆锥齿轮传动的主动轮与凸轮替代，如图17所示。 图17 2运动功能单元的主动件固联替代运动功能单元8，11，12 图11中运动功能单元9是把连续转动转换为间歇转动的运动功能单元，可以 ,,0.25用槽轮机构替代。该运动功能单元的运动系数为，该槽轮机构如图18所示。 图18 槽轮机构替代连续转动转换为间歇转动的运动功能单元9 - 7 - 哈尔滨工业大学机械原理课程设计 图11中的运动功能单元10是增速运动功能单元，可以用圆柱齿轮传动替代， (转盘)的间歇转动，如图19所示。 完成执行构件2 图19 圆柱齿轮传动替代减速运动功能单元10 根据以上分析，按照图11各个运动功能单元连接的顺序把各个运动功能单元 的替代机构以此链接便形成了分度冲压机的运动方案简图(见A3图纸)。 变速机构简图如图20 - 8 - 哈尔滨工业大学机械原理课程设计 图20变速机构简图 五、系统运动方案设计 1、执行构件1的设计 执行机构1驱动执行构件1运动，执行构件1由凸轮带动冲头做上下往复间歇直线运动。由题目可知，冲头行程200mm，为使冲头冲压工件时具有较大的动能，选择等速运动规律，同时冲头上升时为了避免较大的冲击，选择正弦加速度运动规律，执行构件1的凸轮机构的原始参数如下。 升程200mm 升程运动角150? 升程运动规律:正弦加速度 升程许用压力角40? - 9 - 哈尔滨工业大学机械原理课程设计 回程运动角120? 回程运动规律:等速 回程许用压力角70? 远休止角90? ds凸轮曲线如图21: ,sd, ds图21 凸轮曲线 ,sd,由上图确定偏距e=20mm 基圆半径r=100mm o 凸轮的轮廓如图22 - 10 - 哈尔滨工业大学机械原理课程设计 图22 凸轮的轮廓 2、槽轮机构设计 1) 确定槽轮槽数 在拨盘圆销数k=1时，槽轮槽数z=4，该槽轮的各尺寸关系如图23所示 图23 槽轮机构几何尺寸关系 2) 槽轮槽间角 由图23可知槽轮的槽间角为 - 11 - 哈尔滨工业大学机械原理课程设计 ,,360360, 2,,,,90z4 3) 槽轮每次转位时拨盘的转角 ,, 2,,180,2,,904) 中心距 槽轮机构的中心距应该根据具体结构确定，在结构尚不明确的情况下暂定为 a,150mm 5) 拨盘圆销回转半径 r, ,,,sin,,sin45,0.7071a r,,a,0.7071，150,106.065mm 6) 槽轮半径 R2,,,cos,,1,,,0.7071 a R,,a,0.7071，150,106.065mm7) 锁止弧张角 ,,,, ,,360,2a,360,90,2708) 圆销半径 r106.065r,,,13.26mm A88 圆整 R,18mmA 9) 槽轮槽深 h,(,，,,1)a，r,(0.7071，0.7071,1)，150，18,80.13mmA 10) 锁止弧半径 r,r,r,106.065,18,88.065mm SA 取 r,80mm S 3、执行构件3的设计 执行机构3驱动执行构件3运动，执行构件3由凸轮带动推杆做上下往复间歇直 线运动。推程大小应根据具体结构确定，在结构尚不明确的情况下暂定为200mm， 执行构件1的凸轮机构的原始参数如下。 升程200mm 升程运动角120? 升程运动规律:正弦加速度 升程许用压力角40? 回程运动角150? - 12 - 哈尔滨工业大学机械原理课程设计 回程运动规律:等速 回程许用压力角70? 近休止角90? ds凸轮曲线如图24: ,sd, ds图24 凸轮,s曲线 d,由上图确定偏距e=20mm 基圆半径r=125mm o 凸轮的轮廓如图25 - 13 - 哈尔滨工业大学机械原理课程设计 图25 凸轮的轮廓 4、滑移齿轮传动设计 1) 确定齿轮齿数 结构简图中齿轮5、6、7、8、9、10组成了滑移齿轮有级变速运动功能单元，其 齿数分别为z、z、z、z、z、z。由前面的分析可知 5678910 z6i,,4.77 1vz5 z8i,,2.86 2vz7 z10i,,2.045 3vz9 按最小不跟切齿数取 z,17 5 则 - 14 - 哈尔滨工业大学机械原理课程设计 z,iz,4.77，17,816v15 其齿数和为 z，z,17，81,9856 可取 ,17z,5 ,z,816, 另外两对啮合齿轮的齿数和应该大致相同 z，z,9878 z，z,98910 98,z867i,,,1,2.862vzz77 9898 z,,,2571，i1，2.862v z,98,z,98,25,7387 可取 z,25,7 ,z,738, z，z,98910 98,z869i,,,1,2.0453vzz99 9898 z,,,3291，i1，2.0453v z,98,z,98,32,66109 可取 ,32z,9 ,z,6610, 2) 计算齿轮几何尺寸 齿轮7、8的齿数，齿轮9、10的齿数和齿轮5、6的齿数和相等，即 z，z,z，z,z，z,98 5678910 若取齿轮模数为m=2mm，则这两对齿轮的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 中心距相同 m(z，z)m(z，z)m(z，z)5678910a,,,,98 222这三对齿轮互为标准传动，其几何尺寸可按标准齿轮计算。(齿轮计算参数见附 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf ) 5、齿轮传动设计 - 15 - 哈尔滨工业大学机械原理课程设计 1)圆柱齿轮传动设计 由结构简图可知，齿轮11、12、13、14、15、16实现图11中的运动功能4的减速运动功能，它所实现的传动比为8。齿轮11、12、13、14、15、16构成定轴轮系，因此，传动比平均分配: i,i,i,2d1d2d3 同时在驱动执行构件2是也需要一对传动比为2的定轴齿轮，齿轮17、18。 齿轮11，13，15，17，避免根切，齿数应大于等于17 取 z,z,z,z,1911131517 所以: z,z,z,z,2，19,3612141618 取模数m=2mm，按标准齿轮计算。(齿轮计算参数见附表) 2) 圆锥齿轮传动设计 锥齿轮19、20、21、22实现图11中的运动功能7、11，改变其由结构简图可知， 转动方向，他所实现的传动比为1两锥齿轮的轴间角为 ,,,90 锥齿轮的分度圆锥角为 ,,,arctan1,45 锥齿轮的最小不根切当量齿数为 z,17 vmin 锥齿轮1齿数按最小不根切齿数确定，即 , z,zcos,,17，cos45,12vmin 锥齿轮的齿数取 z,19 锥齿轮的几何尺寸，取m=3mm，按标准直齿锥齿轮传动计算。(锥齿轮计算参数见附表) 6、带传动设计 i,2.5由于工作环境与工作条件尚不明确带传动，根据传动比，暂定带轮的直径为 d,40mm1 d2,100mm 六、机械系统运动分析 - 16 - 哈尔滨工业大学机械原理课程设计 1)执行构件1运动分析 冲头升程、回程运动方程及推杆位移、速度、加速度线图: 240100125,, (0,,,,)s(),,sin(),165,, 54 (,,,,,)s(,),200263 4300s,,,, (,,,,2,) ()60033, 240240125(0,,,,)v,(),,,,cos(,) 11165,, 54v(,),02(,,,,,) 63 4300v,,,,(,,,,2,) ()313, 5761252a(,),,sin(,)(0,,,,) 1165, 54a(,),02(,,,,,) 63 4a(,),03(,,,,2,) 3 冲头位移线图，如图26。 图26 冲头位移线图 - 17 - 哈尔滨工业大学机械原理课程设计 冲头速度线图，如图27。 图27 冲头速度线图 冲头加速度线图，如图28 图28冲头加速度线图 2)执行构件3运动分析 推杆升程、回程运动方程及推杆位移、速度、加速度线图: ,3001002s(,),,sin(3,)(0,,,,) 13,, 24023s,,,,(,,,,,)()360 232, 3(,,,,2,)s(,),0 32 - 18 - 哈尔滨工业大学机械原理课程设计 3003002 (0,,,,)v(,),,,,cos(3,)1113,, 24023 v,,,,(,,,,,)()2132, 3 (,,,,2,)v(,),032 90052 (0,,,,) a(,),,sin(3,)116, 23a(,),02(,,,,,) 32 3a(,),03(,,,,2,) 2 推杆位移线图，如图29 图29推杆位移线图 推杆速度线图，如图30 - 19 - 哈尔滨工业大学机械原理课程设计 图30推杆速度线图 推杆加速度线图，如图31 图31推杆加速度线图 - 20 - 书中横卧着整个过去的灵魂——卡莱尔 人的影响短暂而微弱，书的影响则广泛而深远——普希金 人离开了书，如同离开空气一样不能生活——科洛廖夫 书不仅是生活，而且是现在、过去和未来文化生活的源泉 ——库法耶夫 书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者———史美尔斯 书籍便是这种改造灵魂的工具。人类所需要的，是富有启发性的养料。而阅读，则正是这种养料———雨果