1、3.速度a简图 一、设计的任务1.设计题目设计冲制薄壁零件(如图1-1所示)的冲压机构及与相配合的送料机构。上模先以比较小的速度接近坯料,然后以匀速进行拉延成型工作。以后上模继续下行,将成品推出型腔。最后快速返回。上模退出下模以后,送料机构从侧面将坯料送至待加工位置,完成一个工作循环。 图1-12.原始数据和设计要求图1-21.动力源是电动机,作转动;从动件(执行构件)为上模,作上下往复直移运动,其大致运动规律如图1-2所示,具有快速下沉、等速工作进给和快速返回的特性。2.构应具有较好的传动性能,特别是工作段的压力角应尽可能小;传动角大于或等于许用传动角3.模到达工作段之前,送料机构已将坯料送
2、至待加工位置(下模上方)。4.生产率约每分钟70件。5.执行构件(上模)的工作长度l=50100mm,对应曲柄转角=(1/31/2);上模行程长度必须大于工作段长度的两倍以上。6.行程速度变化系数K1.5。7.许用传动角=40。8.送料距离H=60250mm。9.建议主动件角速度取=1rad/s10.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.m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
3、率选电动机。型号如下:同步转速为1500r/mim 电动机型号额定功率(KW)满载转速(r/min)Y90L-4 1.5 1400Y100L1-4 2.2 1420Y100L2-4 3.0 1420Y112M-4 4.0 1440 (5)曲柄转速为70 r/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.m(7)机器运转不均匀系数不超过0.05。图1-3二、所选方案根据要求,所选方案为图2-1图2-11.方案分析齿轮-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
4、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
5、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=180(k-1)/(k+1)=362
6、).设AB=100mm,以A为圆心,AB长为半径作圆,根据极位夹角和A、C 共线,即可以确定C的位置,作出两个极限位置B和B。3).设BD=BD=500mm,DE=DE=150mm,因为压力角50,取=30,可得EE=159.8mm4).BB(逆时针)为下压工作段,将YY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BD于D、D,连接1点和C点交圆弧于1点,以1点为圆心,DE长为半径作圆弧,交EE于1,用同样的方法,可以在EE上找到2 ,317。5).EE上17小段的尺寸如图所示,可知从8到14的过程可以看作等速的过程,且=60,其他部分也基本符合给定的要
7、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)1).确定凸轮机构的S图。根据冲压机构的S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tan=|ds/d-e|/(r2-e2)1/2,s=60mm,设max=30所以,ds/d=0.057,设e=20mm,可以得出基圆半径r等于70mm。3).根据凸轮的s-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
8、圆的交点便是初始点C1点,利用反转原理,整个装置以-转动。2.将凸轮的位移线图s-的推程运动角和回程运动角作六等分。3.自OC0开始沿-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C1C2C6、B1B2B6.4.沿以上各点取偏移量,C1取60mm,C2取60mm,C3=48mmC6取0,B1取60 mm,B2取60 mm,B3=48mmB6取0。5.将C1C2C6、B1B2B6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
9、分和回程部分都是平均运动,则有推程部分s=60/o 回程部分s=60*(1-/o)可以得到推杆运动规律图 s 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3-3)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=1440 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
10、+Z2+Z3)/2+m*Z2/2=180mm 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=365mmDE=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=36(036)工作段压力角max=30(30(3).凸轮的尺寸数据max=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142022523四. 从动件的运动规律根据VB程序,得到转角与从动件位移、速度、角速度的关系S(mm) V(m/s) A(m/s2) 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
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