电瓷帽坯件成型机设计.docx
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电瓷帽坯件成型机设计
电瓷帽坯件成型机
1.设计题目……………………………………………………3
2.机器的功能分析…………………………………………4
3.运动方案设计……………………………………………4
4.运动方案的评价及选定……………………………………7
5.机器的运动循环图…………………………………………8
6.执行机构的设计与分析…………………………………8
7.运动曲线…………………………………………………10
8.自编程序…………………………………………………14
9.参考资料…………………………………………………18
设计题目
电瓷帽是变配电设备的一个重要零件，属系列产品，是易损件之一,其外形尺寸如下图所示。
它由瓷土做成圆柱形状，并在上端挖有凹孔成“帽”；坯件晾干后再烧成瓷器。
使用时将电瓷帽翻盖在金属导杆的顶（尾）端，将起到绝缘和安全保护作用。
电瓷帽的成型制作必须完成5个动作：
（1）填料并刮平。
（2）转模输送物料。
（3）坯件经冲压成型。
（4）坯件脱模。
（5）坯件输送。
原始数据及设计要求如下：
（1）生产能力：
3000只/h。
（2）电瓷帽尺寸：
高60mm、外径60mm、孔径20mm、孔深25mm。
（3）驱动电机：
Y90S—4，功率p=1.1kW，转速n=1400r/min。
（4）电瓷帽坯件成型机一般至少包括凸轮机构，齿轮机构，连杆机构等在内的3种机构，冲压机构应具有增力功能。
机器的功能分析
首先，填料机构填料，之后，由槽轮带动工作台转动180度，使填好料的模型孔刚好对着正上方的冲压机构，转动的过程中同时进行了刮平。
当填好料的模型孔对着冲压机构时，采用六杆增力机构的冲压机构向下运动可完成坯件的冲压成型。
这段时间内，底盘脱模凸轮处于近休止阶段。
冲压机构返回的同时，底盘的推杆由于凸轮的升程运动向上运动，从而使圆盘沿着孔壁向上运动，达到坯件脱模的目的。
凸轮运动到最大位移时，远休止0.5秒。
机构在凸轮推动下将成型的坯件推到传送带上。
由于脱模凸轮运动，圆盘回到初始位置。
在转盘转动180度之后至脱模结束这段时间，填料机构填料完毕，进行新一轮循环。
运动方案设计
方案一：
1、组成：
六杆増力机构、冲压模型及脱模机构、转盘、填料及刮平机构、抽底盘机构、槽轮机构、齿轮系、凸轮机构
2、功能原理：
首先，由填料机构填料；其次，槽轮带动工作台转动180°，使得冲压机构与填好料的模型孔正对，并且在转动工作台的时候进行了刮平的步骤。
当填好料的模型孔正对着冲压机机构时，连有六连杆机构的冲压模型机构的内芯向下压，靠着末端带有的垫片带动外轴下降，完成坯件的冲压成型。
冲压机构由槽轮机构控制运动，这时停在原位。
待底下的底盘被抽走之后，冲压机构的外轴在凸轮的带动下，对坯件进行挤压，使它冲压下来，到达传送带上。
3、机构简图：
方案二：
1、组成：
六杆増力机构、冲压模型、转盘、填料及刮平机构、将成型机构推到传送带机构、凸轮脱模机构、槽轮机构、齿轮系
2、功能原理：
见功能分析
3、机构简图：
方案三：
1、组成：
偏置曲柄滑块机构、冲压模型、转盘（三等分型）、填料及刮平机构、脱模机构、槽轮机构、齿轮系
2、功能原理：
首先由填料机构填料，其次工作台转120°，使得冲压机构正好与填好料的模型孔相对，并且工作台转动的同时完成了刮平的步骤。
而后连有偏置曲柄滑块机构的冲压机构向下压，完成坯件的冲压成型。
而后冲压机构上移，工作台转180°，脱模杆对坯件挤压脱模，送到传送带上。
3、机构简图：
运动方案评价及选定
方案一：
优点：
机构简单，易于建模和实际生产加工。
缺点：
运动复杂，时间配合较难，脱模时坯件离传送带有一段距离，可能会使坯件受损。
方案二：
优点：
运动相对简单，时间配合简单，坯件不容易损坏。
缺点；机构相对复杂，建模困难。
方案三：
优点：
结构简单，思路思路清晰。
缺点：
脱模时坯件离传送带有一段距离（同方案一），无增力功能。
机器的运动循环图
执行机构的设计与分析
1、确定电机带轮与带轮2的比例为12:
35；电机带轮与带轮1的比例为12:
35；带轮小3与带轮大3的比例为1:
4。
2、齿轮传动机构的传动比
模数m=3
小齿轮3与大齿轮3的齿数比为21:
72
小齿轮1与大齿轮1的齿数比为18:
36
伞轮的齿数比为20:
20
蜗杆涡轮的传动比为1:
40
3、六连杆机构的尺寸
六连杆cd=ce为450；
Bc=317.5
曲柄ab=107.5
4、槽轮参数计算
槽数Z为4
圆销直径自定为23
每次转角为45度，但由于齿轮传动，工作台每次转角为90度
中心距L=200
回转半径R=141.4
槽顶半径S=141.4
槽深h=107
运动曲线
冲压台位移曲线
冲压台速度曲线
冲压台加速度曲线
脱模机构位移曲线
脱模机构速度曲线
脱模机构加速度曲线
推杆位移曲线
推杆速度曲线
推杆加速度曲线
刮平机构位移曲线
刮平机构速度曲线
刮平机构加速度曲线
自编程序
（1）底盘凸轮：
DimswAppAsObject
Submain（）
Dimx（）AsDouble,y（）AsDouble'凸轮廓线坐标
DimPhAsDouble,PsAsDouble,HAsDouble'凸轮转角、推杆位移、最大行程
DimR0AsDouble,P01AsDouble,P02AsDouble,P03AsDouble,P04AsDouble'基圆半径、凸轮推程运动角
DimStAsDouble,NumAsDouble'凸轮廓线构造点步长、曲线坐标点数目
DimPIAsDouble
PI=3.141592654
ConstCon=3.141592654/180'角度转化为弧度常数
R0=100
H=65'初始条件
P01=144
P01=P01*Con
P02=90
P02=P02*Con
P03=36
P03=P03*Con
P04=90
P04=P04*Con
St=3.14/180
Num=0
ForPh=0ToP01StepSt
Ps=0
Num=Num+1
ReDimPreservex（Num）,y（Num）
x（Num）=（R0+Ps）*Sin（Ph）
y（Num）=（R0+Ps）*Cos（Ph）
Next
ForPh=0ToP02StepSt
Ps=H*（（Ph/P02）-Sin（2*PI*Ph/P02）/（2*PI））
Num=Num+1
ReDimPreservex（Num）,y（Num）
x（Num）=（R0+Ps）*Sin（P01+Ph）
y（Num）=（R0+Ps）*Cos（P01+Ph）
Next
ForPh=0ToP03StepSt
Ps=H
Num=Num+1
ReDimPreservex（Num）,y（Num）
x（Num）=（R0+Ps）*Sin（P01+P02+Ph）
y（Num）=（R0+Ps）*Cos（P01+P02+Ph）
Next
ForPh=0ToP04StepSt
Ps=H*（1-（Ph/P04）+Sin（2*PI*Ph/P04）/（2*PI））
Num=Num+1
ReDimPreservex（Num）,y（Num）
x（Num）=（R0+Ps）*Sin（P01+P02+P03+Ph）
y（Num）=（R0+Ps）*Cos（P01+P02+P03+Ph）
Next
Open"f:
\1.txt"ForOutputAs#1
Fori=1ToNum
Print#1,x（i）,;
Print#1,y（i）;0
Nexti
Print#1,0;R0;0
Close#1
SetswApp=Application.SldWorks
EndSub
（2）凸轮1代码：
DimswAppAsObject
SubMain（）
Dimx（）AsDouble,y（）AsDouble'凸轮廓线坐标
DimPhAsDouble,PsAsDouble,HAsDouble'凸轮转角、推杆位移、最大行程
DimR0AsDouble,P01AsDouble,P02AsDouble,P03AsDouble'基圆半径、凸轮推程运动角
DimStAsDouble,NumAsDouble'凸轮廓线构造点步长、曲线坐标点数目
DimPIAsDouble
PI=3.141592654
ConstCon=3.141592654/180'角度转化为弧度常数
R0=100
H=80'初始条件
P01=90
P01=3.141592654/180*P01
P02=54
P02=P02*Con
P03=216
P03=P03*Con
St=3.14/180*2
Num=0
ForPh=0ToP01StepSt
Ps=H*（（Ph/P01）-Sin（2*PI*Ph/P01）/（2*PI））
Num=Num+1
ReDimPreservex（Num）,y（Num）
x（Num）=（R0+Ps）*Sin（Ph）
y（Num）=（R0+Ps）*Cos（Ph）
Next
ForPh=0ToP02StepSt
Ps=H*（1-（Ph/P02）+Sin（2*PI*Ph/P02）/（2*PI））
Num=Num+1
ReDimPreservex（Num）,y（Num）
x（Num）=（R0+Ps）*Sin（P01+Ph）
y（Num）=（R0+Ps）*Cos（P01+Ph）
Next
ForPh=0ToP03StepSt
Ps=0
Num=Num+1
ReDimPreservex（Num）,y（Num）
x（Num）=（R0+Ps）*Sin（P01+P02+Ph）
y（Num）=（R0+Ps）*Cos（P01+P02+Ph）
Next
Open"f:
\1.txt"ForOutputAs#1
Fori=1ToNum
Print#1,x（i）,;
Print#1,y（i）;0
Nexti
Close#1
SetswApp=Application.SldWorks
EndSub
参考资料
（1）孙桓、陈作模、葛文杰主编，机械原理（第七版），北京：
高等教育出版社，2006
邹慧君主编，机械原理课程设计手册，北京：
高等教育出版社，1998忽略此处..
（2）
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