精压机设计.docx
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精压机设计
课程设计说明书
机械设计
（机械设计基础）
设计题目专用精压机运动简图设计
院系机械与能源工程学院
专业机械设计、制造及其自动化
设计人
指导老师刘榕
完成日期2013年5月
同济大学
设计目录
一、设计任务书…………………………………………………2
二、传动方案的拟定及说明……………………………………3
三、电动机的选择………………………………………………3
四、冲压机构设计………………………………………………3
五、七杆机构的运动和动力分析………………………………3
六、机构运动循环图……………………………………………5
七、送料机构设计………………………………………………5
八、调速飞轮设计………………………………………………5
九、带传动设计…………………………………………………5
一十、齿轮传动设计………………………………………………7
一十一、运动模拟………………………………………………8
设计任务书
一、设计内容
专用精压机
二、工作原理及其工艺运动简述
本机可用于薄壁铝合金制件（如易拉罐类）精压深冲工艺。
加工时，上模先以逐渐加快的速度接近坯料，然后以匀速进行拉延成型，随后上模继续下行将成品推出模腔，最后快速返回。
上模退出固定不动的下模后，送料机构的推料杆从侧面将新坯料送至待加工位置，完成一个工作循环。
三、原始数据及设计要求
1.冲压执行构件，即上模的运动规律大致如附图所示。
具有快速接近工件，等速（近似）下行拉延和快速返回的运动特性。
2.制成品生产率约为每分钟70件。
3.上模移动总行程为280mm，其拉延行程置于总行程的中部，约100mm。
4.行程速比系数。
5.坯料输送最大距离200mm。
6.电动机功率可选用1.5kW，1400r/min左右（如Y90L-4）
7.
设计计算及说明
结果
一、传动方案的拟定及说明
如图所示，冲压机构采用了曲柄摇杆机构。
送料机构是由凸轮机构组成的，按机构运动循环图可以确定凸轮推程运动角和从动件的运动规律，使其能在预定时间将坯料推送至待加工位置。
电动机的选择
电动机类型选择
根据电源及工作机工作条件，选用电动机型号为：
Y90L-4三相交流异步电动机
1.冲压机构设计
由方案传动可知，冲压机构是四杆机构和齿轮机构组合而成。
由组合机构的设计可知，为了使曲柄AB回转一周，C点完成一个循环，两齿轮齿数比应等于1。
这样，冲压机构设计就能分解为四杆机构和齿轮机构的设计。
2.四杆机构的设计
1.取K=1.5得出α=18°要求上模总行程H=280mm取DC=x
2.DE=yβ为DE与竖直方向夹角
3.由图知：
2xsinα+y（1-cosβ）=280
4.因为β极小所以取β=0
5.上式变为：
2xsinα=280得出x=453mm
6.取曲柄AB=181mmDE=362mm
7.由AB得知AC=586mm
3.齿轮机构设计
由于A点至H点距离过长，所以需加一过渡齿轮，此齿轮尺寸可根据情况而定。
A点齿轮为主动件，H点齿轮为从动件，但转速一致，所以尺寸大小一样，取齿轮分度圆直径为260mm，O点齿轮分度圆直径为340mm，取模数m=5，得小齿轮齿数为26，大齿轮齿数为34。
取推杆正偏距e=65mm
4.机构运动循环图
5.送料机构设计
送料机构是由摆动从动件盘形凸轮机构，设计时，应先确定摇杆滑块机构的尺寸，然后再设计凸轮机构。
6.调速飞轮设计
等效驱动力矩、等效阻力矩和等效转动惯量皆为曲柄转角的函数，画出三者的变化曲线，然后用图解法求出飞轮转动惯量。
7.带传动设计
电动机的转速很高，考虑到实际加工中不需要如此高的转速，故设计一带传动装置使转速降低到适宜加工的转速。
1）原始数据
电动机型号：
Y90L-4
额定功率：
满载转速：
一天工作时间：
16h
2）确定计算功率
工作情况系数：
计算功率：
3）选择V带的带型
由和,确定选取普通V带的带型为：
Z型
4）确定带轮的基准直径并验算带速v
a）小轮基准直径：
考虑带轮的传动功率，初选取小带轮基准直径：
b）根据公式验算带速：
符合的要求。
c）计算大带轮的基准直径
由设计要求，大带轮转速：
得到传动比：
大带轮基准直径：
5）确定中心距a，并选择V带的基准长度
a）根据带传动总体尺寸的限制条件，初定中心距：
得：
初选中心距为：
b）计算带长：
基准长度由表8-2选取：
并确定带长修正系数为：
c）计算中心距a及变动范围
传动的实际中心距近似为：
中心距的变动范围：
验算小带轮的包角
符合要求。
6）确定带的根数
a）单根V带基本额定功率：
b）单根V带额定功率增量：
c）包角修正系数：
d）带的根数计算：
取整得：
z=5
7）确定带的初拉力
a）确定V带单位长度质量：
b）单根V带所需最小初拉力为：
c）新安装V带的初拉力为：
d）运转后V带的初拉力为：
e）测定初拉力所需的垂直力为：
f）计算带传动的压轴力
8.齿轮传动设计
齿轮减速器的传动比，采用标准得双级圆柱齿轮减速器，其代号为ZLY-112-10-1。
二、运动模拟曲线
冲头位置曲线
冲头速度曲线
冲头加速度曲线
注：
运动数据见附表
三、设计心得
本次机械原理课程设计是对所学知识的的第一次实践,从刚开始的不知所措，到对设计流程的日益熟悉，深刻地体会到作为一名工程师的不易与严谨，更加感受到团队合作的重要性。
在这个团队中，每个人都始终铭记作为一份子的的责任与义务，每个成员相互激励，着实感受到了集体的温暖，这也是我们作业能顺利圆满结题的的重要原因，感谢为集体做出贡献的每一位成员！
H=280mm
AB=181mm
DE=362m
AC=586mm
DC=453
Da=Dh=260mm
Do=340mm
m=5mm
Z1=Z3=26
Z2=34
E=65mm
电动机型号：
Y90L-4
a=311mm
Z=5
z=5
附表：
冲头位置数据
节点
7
计算步
X7
Y7
1
731.0660737
88
2
727.7774536
88
3
723.7963741
88
4
719.2238281
88
5
714.1691286
88
6
708.7439054
88
7
703.0558389
88
8
697.2026111
88
9
691.2666186
88
10
685.3109757
88
11
679.3772207
88
12
673.4849232
88
13
667.6331352
88
14
661.8033994
88
15
655.9638982
88
16
650.0743074
88
17
644.0909856
88
18
637.9722399
88
19
631.6834918
88
20
625.2022103
88
21
618.5224481
88
22
611.6587488
88
23
604.6490921
88
24
597.5564765
88
25
590.4687287
88
26
583.4962278
88
27
576.7674413
88
28
570.422475
88
29
564.6051628
88
30
559.4544979
88
31
555.0963311
88
32
551.6362172
88
33
549.1540703
88
34
547.7009792
88
35
547.2982021
88
36
547.938101
88
37
549.5866178
88
38
552.186848
88
39
555.6633133
88
40
559.926619
88
41
564.8782916
88
42
570.415667
88
43
576.4367399
88
44
582.8448496
88
45
589.5529641
88
46
596.4871477
88
47
603.5886357
88
48
610.813949
88
49
618.1328256
88
50
625.5244022
88
51
632.9726973
88
52
640.4625691
88
53
647.9768334
88
54
655.4945269
88
55
662.9898795
88
56
670.4315335
88
57
677.7817637
88
58
684.9956793
88
59
692.0205344
88
60
698.795345
88
61
705.2510152
88
62
711.3111574
88
63
716.893735
88
64
721.9135804
88
65
726.2857394
88
66
729.9294795
88
67
732.772689
88
68
734.7563092
88
69
735.8384028
88
70
735.9974721
88
71
735.2347028
88
72
733.5749102
88
冲头速度数据
节点
7
计算步
Vx7
Vy7
合成
1
-14014.54994
-1.07E-13
14014.54994
2
-17570.2894
-3.16E-13
17570.2894
3
-20668.90875
-6.44E-14
20668.90875
4
-23256.83556
-1.79E-14
23256.83556
5
-25308.08915
2.22E-14
25308.08915
6
-26826.56625
1.37E-13
26826.56625
7
-27846.21893
-5.72E-13
27846.21893
8
-28428.72349
-5.25E-13
28428.72349
9
-28658.49273
-4.49E-13
28658.49273
10
-28635.33483
1.11E-12
28635.33483
11
-28465.57966
3.75E-13
28465.57966
12
-28252.86164
-1.15E-12
28252.86164
13
-28089.78443
2.75E-13
28089.78443
14
-28051.36692
-2.52E-12
28051.36692
15
-28190.63181
-5.33E-13
28190.63181
16
-28536.18013
-8.58E-13
28536.18013
17
-29091.28545
-2.15E-12
29091.28545
18
-29834.00415
2.45E-12
29834.00415
19
-30717.98082
2.45E-12
30717.98082
20
-31673.92001
2.20E-12
31673.92001
21
-32611.98126
-4.48E-13
32611.98126
22
-33425.53381
-1.71E-13
33425.53381
23
-33996.71026
9.79E-13
33996.71026
24
-34203.98527
1.23E-13
34203.98527
25
-33931.58476
-8.22E-13
33931.58476
26
-33079.9818
-4.58E-13
33079.9818
27
-31576.20854
-5.68E-14
31576.20854
28
-29382.40291
-6.30E-13
29382.40291
29
-26501.07804
-1.33E-13
26501.07804
30
-22976.09924
3.14E-14
22976.09924
31
-18889.16484
1.17E-13
18889.16484
32
-14352.46442
-6.96E-13
14352.46442
33
-9498.856041
1.17E-12
9498.856041
34
-4471.177488
-1.07E-12
4471.177488
35
587.8387477
-6.64E-13
587.8387477
36
5544.019746
-1.39E-12
5544.019746
37
10278.10145
2.70E-12
10278.10145
38
14689.9911
-9.59E-13
14689.9911
39
18701.29265
-6.66E-13
18701.29265
40
22256.58804
2.35E-12
22256.58804
41
25323.94075
-6.00E-13
25323.94075
42
27894.92213
1.79E-12
27894.92213
43
29984.18093
1.50E-12
29984.18093
44
31628.20595
8.37E-13
31628.20595
45
32882.55068
1.71E-12
32882.55068
46
33816.60754
1.26E-13
33816.60754
47
34505.4158
3.96E-13
34505.4158
48
35019.26211
-4.88E-13
35019.26211
49
35413.62423
4.95E-13
35413.62423
50
35722.92081
-4.25E-13
35722.92081
51
35960.15041
2.03E-13
35960.15041
52
36121.39056
-1.19E-13
36121.39056
53
36191.85609
8.58E-14
36191.85609
54
36150.52694
1.80E-13
36150.52694
55
35972.33012
-1.76E-13
35972.33012
56
35628.53603
1.69E-14
35628.53603
57
35086.55766
5.95E-13
35086.55766
58
34310.08784
-6.66E-13
34310.08784
59
33260.07095
-1.24E-14
33260.07095
60
31896.67296
2.70E-13
31896.67296
61
30182.20842
-4.75E-14
30182.20842
62
28084.84031
-8.84E-14
28084.84031
63
25582.73989
2.12E-14
25582.73989
64
22668.27032
-5.37E-14
22668.27032
65
19351.66522
-1.39E-13
19351.66522
66
15663.64754
3.13E-13
15663.64754
67
11656.50402
1.42E-13
11656.50402
68
7403.301176
1.77E-13
7403.301176
69
2995.171027
-1.82E-13
2995.171027
70
-1463.145288
-1.19E-13
1463.145288
71
-5859.093627
-6.71E-13
5859.093627
72
-10078.91849
-6.53E-14
10078.91849
冲头加速度数据
节点
7
计算步
ax7
ay7
合成
1
-18097677.07
-3.85E-10
18097677.07
2
-16066404.64
-3.13E-10
16066404.64
3
-13716654.63
9.42E-10
13716654.63
4
-11172900.1
-4.16E-10
11172900.1
5
-8574939.524
-2.25E-10
8574939.524
6
-6068870.978
5.30E-10
6068870.978
7
-3795867.08
-5.87E-10
3795867.08
8
-1879451.31
8.28E-10
1879451.31
9
-413022.7046
1.79E-09
413022.7046
10
549887.8266
-7.91E-10
549887.8266
11
1000314.22
-3.98E-10
1000314.22
12
972432.6451
-6.16E-10
972432.6451
13
536770.8467
2.24E-10
536770.8467
14
-209696.0556
-8.00E-10
209696.0556
15
-1153833.276
-8.16E-11
1153833.276
16
-2174921.196
7.55E-10
2174921.196
17
-3150684.219
6.59E-11
3150684.219
18
-3961198.031
-3.96E-11
3961198.031
19
-4491916.717
-2.04E-12
4491916.717
20
-4637298.035
2.34E-10
4637298.035
21
-4306214.325
-3.30E-10
4306214.325
22
-3429634.983
7.53E-10
3429634.983
23
-1970089.253
1.51E-10
1970089.253
24
68648.10947
5.99E-10
68648.10947
25
2634075.681
-1.10E-09
2634075.681
26
5622425.494
1.24E-09
5622425.494
27
8883236.89
-3.10E-09
8883236.89
28
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