薄壁零件冲床设计5Word文档格式.docx

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生产率约每分钟70件。

4.执行构件（上模）的工作长度l=40—110mm,对应曲柄转角ψ=（1/3—1/2）π；

上模行程长度必须大于工作段长度的两倍以上，行程速度变化系数K≥1.5。

送料距离H=60-250mm。

5.速度不均匀系数，波动3%-5%

9.对机构进行动力分析，所需参数值建议如下选取

（1）设连杆机构中各构件均为等截面匀质杆，其质心在杆长中点，而曲柄的质心与回转轴线重合。

（2）设各构件的质量按每米40kg计算。

绕质心的转动惯量按每米2kg.m²

计算。

（3）转动滑块的质量和转动惯量不计；

移动滑块的质量36kg。

（4）载荷5000N；

按平均功率选电动机。

（5）曲柄转速为70r/mim.在由电动机轴至曲柄轴之间的传动装置中（如图1-3）,可取带的传动比I=1.9

（6）传动装置的等效转动惯量为30kg.m²

（7）机器运转不均匀系数δ不介于0.03~0.05。

3.设计要求

1.绘制工件循环图

2.确定各构件的相对长度

3.拟定具体方案

4.说明：

仅作运动分析不作动力分析

1.工件循环图

2、所选方案

根据要求，所选方案如图2-1

图2-1

1.方案分析

⑴齿轮-连杆冲压机构

如图2-1所示，冲压机构是在导杆机构的基础上，串联一个摇杆滑块机构组合而成的。

导杆机构按给定的行程速度变化系数设计，它和摇杆滑块机构组合可达到工作段近于匀速的要求。

适当选择导路位置，可使工作段压力角α较小。

在ABC摆动导杆机构的摆杆BC反向延长线的D点上加二级杆组连杆和滑块，组成六杆机构。

主动曲柄AB匀速转动，滑块在垂直AC的导路上往复移动，具有较大的急回特性。

（2）凸轮-连杆送料机构

凸轮机构结构简单，紧凑，设计方便，但由于主从动件之间为点接触，易磨损，适用于运动规律复杂，传力不大的场合。

所以送料机构选择凸轮机构。

送料机构的凸轮轴通过齿轮机构与曲柄轴相连。

按机构运动循环图确定凸轮工作角和从动件运动规律，则机构可在预定时间将工作送至待加工位置。

2.分析结论

连杆机构最适合用于冲压机构，连杆机构的良好的急回特性基本上满足了冲压机构的运动特性，可以传递较大的力，但一些运动无法满足，即要求在匀速冲压完工件后快速将工件推出这一运动过程不易满足，但冲压工作段的匀速可以达到，连杆机构不适合于高速传动的机构，而且应满足杆件的最小传动角的条件。

总体来说连杆机构满足了冲压机构的基本运动特性。

凸轮送料机构的凸轮轴通过齿轮机构与曲柄轴相连,若按机构运动循环图确定凸轮转角及其从动件的运动规律,则机构可在预定时间将工件送至待加工位置.

三.机构的设计

1.几何尺寸的确定

（1）导杆摇杆滑块机构的设计（如图3-1）

1）.已知机构的行程速比系数k=1.5,可得极位夹角θ=180°

（k-1）/（k+1）=36°

2）.设AB=100mm,以A为圆心，AB长为半径作圆，根据极位夹角θ和A、C共线，即可以确定C的位置，作出两个极限位置B和Bˊ。

3）.设BD=BˊDˊ=500mm，DE=DˊEˊ=150mm，，因为压力角α≤50°

，取α=30°

，可得EEˊ=159.8mm

4）.BBˊ（逆时针）为下压工作段，将YYˊ的180度角按10度等分，

可得1-17小份，，以C为圆心，CD长为半径，作圆弧交BD和BˊDˊ于D、Dˊ，连接1点和C点交圆弧于1ˊ点,以1ˊ点为圆心，，DE长为半径作圆弧，交EEˊ于1ˊˊ，用同样的方法，可以在EEˊ上找到2ˊˊ，3ˊˊ………17ˊˊ。

5）.EEˊ上17小段的尺寸如图所示，可知从8ˊˊ到14ˊˊ的过程可以看作等速的过程，且δ=60°

，其他部分也基本符合给定的要求。

6）.用上述方法设计的机构的尺寸如下：

AB=64mm,BD=365mm,DE=116mm.

（2）凸轮机构的设计（如图3-2所示）

图3-2

1）.确定凸轮机构的S—ψ图。

根据冲压机构的S—ψ图，确定推程运动角和回程运动角。

设凸轮的推程运动角和回程运动角都为60°

验证如图3-1验证。

H1和H2都在工作段之外。

2）按许用压力角确定凸轮的中心位置和基圆半径。

因为tanα=|ds/dψ-e|/（r^2-e^2）^1/2,s=60mm，设αmax=30°

所以，ds/dψ=0.057，设e=20mm，可以得出基圆半径r等于70mm。

3）.根据凸轮的s-ψ图，作凸轮的轮廓曲线。

1.以r为半径作基圆，以e为半径作偏距圆，点k为切点，道路与基圆的交点便是初始点C1点，利用反转原理，整个装置以-ω转动。

2.将凸轮的位移线图s-ψ的推程运动角和回程运动角作六等分。

3.自OC0开始沿-ω的方向回程运动角60度，近休止角240度，推程运动角60度，在偏距圆上取回程运动角60度和推程运动角60度，将其六等分交偏距圆于一系列的点，然后做个点的切线，交基圆于C1C2……C6、B1B2……B6.

4.沿以上各点取偏移量，C1取60mm，C2取60mm，C3=48mm……C6取0，B1取60mm

，B2取60mm,B3=48mm……B6取0。

5.将C1C2……C6、B1B2……B6连成光滑的曲线，即可得到凸轮的轮廓曲线。

这里小滚子半径为10mm。

4）推杆运动规律

设推杆在推程部分和回程部分都是平均运动，则有推程部分s=60δ/δo回程部分s=60*（1-δ/δo）可以得到推杆运动规律图

图3-3

（3）电动机的设计

因为机构要承受较大的载荷，所以根据我的设计需要，电动机选用额定功率为4.0kw的Y112M-4

（4）轮系的设计（如图3-4）

因为电机轴至曲柄轴之间的传动装置传动带的传动比i=1：

9，

i=n1/n2=1：

9∵n1=1440r/min∴n2=758r/min

而又要保证冲压机构的工作效率是70件/分钟，

∵i=n1/n3=1

设齿轮机构的中心距a=180mm,查机械设计手册标准齿轮的参数，

∴取模数m=4mm,采用标准直齿圆柱齿轮传动，Z1=Z3=20，Z2=Z2’=25，

a=m*（Z1+Z2+Z3）/2+m*Z2/2=180mm

图3-4

2.机构运动简图的绘制

3.机构的设计数据

（1）.导杆摇杆滑块机构的尺寸数据

曲柄AB=64mm摇杆BD=365mm

DE=116mm

（2）.导杆摇杆滑块机构的设计数据要求

执行构件总行程L=160mm

执行构件工作段的行程l=45mm

行程速比系数k=1.5

摇杆BD摆角θ=36°

（0≤θ≤36°

）

工作段压力角αmax=30°

（α≤30°

（3）.凸轮的尺寸数据

αmax=30°

基圆半径r=70mm

凸轮行程s=60mm凸轮偏心距e=20mm

（4）齿轮的数据

a=180

齿轮

模数

齿数

1

4

20

2

25

2’

4

3

20

四.从动件的运动规律

根据VB程序，得到转角φ与从动件位移、速度、角速度的关系

φ°

S（mm）

V（m/s）

A（m/s^2）

15

142.3

-0.110

-0.005

30

136.5

-0.166

-0.063

35

120.5

-0.274

-0.077

50

106.3

-0.351

-0.071

65

95.1

-0.409

-0.138

80

84.2

-0.437

-0.043

95

74.6

-0.451

-0.028

105

65.1

-0.479

-0.012

120

54.8

-0.498

0.003

135

43.9

-0.490

0.018

150

34.2

-0.472

0.033

165

27.1

-0.436

0.049

180

18.2

-0.388

0.063

195

9.2

-0.323

0.074

210

2.5

-0.235

0.075

225

7.5

-0.112

0.098

240

16.5

0.205

0.112

255

24.6

0.522

0.244

270

35.4

0.711

0.509

285

52.6

1.201

0.556

300

70.5

1.362

0.257

315

95.3

1.045

-0.135

330

112.8

0.584

-0.338

345

130.5

0.228

-0.652

360

150.0

-0.007

-0.495

（1）位移s—ψ图

由图3-1，从Bˊ没取10°

转一周，截取各段的位移得到下图：

（2）.速度—ψ图

（3）加速度图