機械原理課程設(shè)計(沖床沖壓機構(gòu)和送料機構(gòu)設(shè)計)

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1、機 械 原 理 課 程 設(shè) 計 指導(dǎo)教師：張利娟聯(lián)系電話：13838876910機械原理與機械設(shè)計教研室 一、課程設(shè)計的目的二、課程設(shè)計的方法三、課程設(shè)計題目四、課程設(shè)計內(nèi)容五、課程設(shè)計的任務(wù)六、課程設(shè)計實例分析七、課程設(shè)計完成任務(wù)及要求八、成績評定及答辯 一 、 課 程 設(shè) 計 的 目 的 1.理 論 聯(lián) 系 實 際 ， 提 高 解 決 實 際 問 題 的 能 力 。 通 過 對 機械 原 理 課 程 的 學(xué) 習(xí) ， 已 經(jīng) 掌 握 了 機 械 中 的 各 種 常 用 機 構(gòu) 的 工作 原 理 、 運 動 特 性 和 受 力 特 性 等 知 識 。 但 在 各 種 機 械 中 ， 為了 滿

2、足 機 械 的 運 動 及 工 作 要 求 ， 僅 采 用 某 一 種 機 構(gòu) 是 不 夠 的 。通 過 課 程 設(shè) 計 ， 就 可 以 將 各 機 構(gòu) 聯(lián) 系 到 一 起 ， 綜 合 運 用 所 學(xué)的 知 識 ， 理 論 聯(lián) 系 實 際 去 分 析 解 決 工 程 中 的 實 際 問 題 ， 提 高解 決 實 際 問 題 的 能 力 。 2.通 過 課 程 設(shè) 計 ， 可 對 機 械 系 統(tǒng) （ 包 括 驅(qū) 動 部 分 、 傳 動 部分 、 執(zhí) 行 部 分 及 操 縱 控 制 部 分 ） 有 一 個 初 步 了 解 和 認 識 ， 培養(yǎng) 對 機 械 系 統(tǒng) 運 動 方 案 設(shè) 計 和 分 析

3、 能 力 ， 培 養(yǎng) 機 構(gòu) 創(chuàng) 新 設(shè) 計的 能 力 。 3.培 養(yǎng) 收 集 和 查 閱 設(shè) 計 資 料 能 力 、 制 圖 能 力 及 分 析 、 歸 納 、總 結(jié) 的 能 力 ， 使 用 計 算 機 編 程 的 能 力 。 二 、 課 程 設(shè) 計 的 方 法課 程 設(shè) 計 的 方 法 有 圖 解 法 、 解 析 法 和 實 驗 法 三 種 。 設(shè) 計 過 程 和 運 動分 析 中 主 要 用 圖 解 法 和 解 析 法 ， 可 采 用 圖 解 法 與 解 析 法 相 結(jié) 合 使 用 。圖 解 法 是 運 用 某 些 幾 何 關(guān) 系 或 已 知 條 件 ， 通 過 幾 何 作 圖 求 得

4、結(jié) 果 ，所 需 尺 寸 可 直 接 從 圖 上 量 取 。 優(yōu) 點 是 可 將 分 析 設(shè) 計 結(jié) 果 清 晰 表 現(xiàn) 在 圖 樣上 ， 直 觀 、 形 象 ， 便 于 檢 查 結(jié) 果 是 否 正 確 。 缺 點 是 作 圖 繁 瑣 ， 精 度 不 高 ，對 精 度 要 求 高 或 復(fù) 雜 問 題 不 適 用 。解 析 法 以 機 構(gòu) 參 數(shù) 來 表 達 各 構(gòu) 件 間 的 函 數(shù) 關(guān) 系 ， 建 立 機 構(gòu) 的 位 置 方程 和 求 導(dǎo) 方 程 ， 解 析 求 解 未 知 量 ， 可 借 助 計 算 機 ， 用 C語 言 、 VB或Matlab進 行 編 程 計 算 ， 避 免 大 量 重

5、 復(fù) 人 工 勞 動 ， 計 算 精 度 高 ， 能 解 決復(fù) 雜 問 題 ， 應(yīng) 用 逐 漸 廣 泛 。 三 、 課 程 設(shè) 計 的 題 目 題 目 ： 沖 床 的 沖 壓 機 構(gòu) 和 送 料 機 構(gòu) 設(shè) 計 沖 壓 是 指 坯 料 在 模 具 壓 力 作 用 下 ， 使 坯 料 產(chǎn) 生塑 性 變 形 ， 但 不 產(chǎn) 生 分 離 而 獲 得 的 具 有 一 定 形 狀 和尺 寸 沖 件 的 加 工 方 法 。 主 要 有 彎 曲 、 拉 深 、 翻 邊 等 。 汽車覆蓋件飛機蒙皮 沖 床 的 沖 模 一 般 由 上 模 和 下 模 兩 部 分 組 成 。 沖 床 的 沖 壓 機構(gòu) 相 當(dāng) 于

6、 上 模 ， 用 于 沖 制 薄 壁 零 件 ； 通 過 上 模 和 下 模 作 用 將 薄壁 鋼 板 坯 料 拉 延 成 型 。 送 料 機 構(gòu) 是 能 保 證 及 時 的 將 坯 料 送 到 待沖 壓 位 置 ， 兩 者 動 作 要 協(xié) 調(diào) 一 致 ， 完 成 多 件 連 續(xù) 生 產(chǎn) 。 我 們 的目 的 是 設(shè) 計 實 現(xiàn) 這 個 功 能 的 沖 床 的 沖 壓 機 構(gòu) 和 送 料 機 構(gòu) 。 沖 床 的 工 作 原 理 如 圖 (a)所 示 ， 運 動 規(guī) 律 如 圖 (b)所 示 ， 上 模 先 以較 小 的 速 度 接 近 坯 料 ， 然 后 以 勻 速 進 行 拉 延 成 型 工

7、 作 ， 然 后 上 模 繼續(xù) 下 行 將 成 品 推 出 型 腔 ， 最 后 快 速 返 回 。 上 模 退 出 下 模 后 到 下 一 次接 觸 坯 料 進 行 沖 制 前 ， 在 這 個 時 間 段 內(nèi) ， 送 料 機 構(gòu) 從 側(cè) 面 將 坯 料 送至 待 加 工 位 置 (下 模 上 方 )， 完 成 一 個 工 作 循 環(huán) 。 以 電 動 機 作 為 動 力 源 ， 與 曲 柄 連 接 ， 曲 柄 作 主 動 件 ， 從 動 件 即 執(zhí) 行 構(gòu) 件 為 上 模 ，作 上 下 往 復(fù) 直 線 運 動 ， 下 模 固 定 在 沖 床 座 上 。 上 模 大 致 運 動 規(guī) 律 如 圖 (

8、b)所 示 ，先 是 以 一 定 運 動 規(guī) 律 接 近 坯 料 ， 曲 柄 轉(zhuǎn) 角 1； 然 后 近 似 勻 速 工 作 ， 曲 柄 轉(zhuǎn) 角 m；上 模 再 以 一 定 運 動 規(guī) 律 下 行 ， 推 出 工 件 ， 曲 柄 轉(zhuǎn) 角 2 ； 然 后 上 模 退 出 下 模 ， 曲柄 轉(zhuǎn) 角 3 ； 最 后 是 上 模 快 速 退 回 上 極 限 位 置 ， 曲 柄 轉(zhuǎn) 角 4 。 原 始 數(shù) 據(jù) 與 設(shè) 計 要 求 ： 1.上 模 的 運 動 規(guī) 律 應(yīng) 滿 足 圖 (b)所 示 的 運 動 要 求 。 2.機 構(gòu) 應(yīng) 具 有 良 好 的 傳 力 性 能 ， 工 作 段 的 壓 力 角 應(yīng)

9、盡 可 能 的 小 ， 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 ，制 造 方 便 。設(shè) 計 數(shù) 據(jù) ：參 數(shù) 工 作段 l (mm) 工 作 段曲柄 轉(zhuǎn) 角 m 沖 壓 工作 行程H(mm) 行 程 速比系 數(shù) K 許 用 傳動 角 送 料 距離H1(mm) 生 產(chǎn)率(件 /分 ) 電 機 轉(zhuǎn) 速(r/min)數(shù) 據(jù) 70 (1/3 1/2 ) 2 l 1.85 40 150 70 1450 四 、 課 程 設(shè) 計 內(nèi) 容1.沖 壓 機 構(gòu) 設(shè) 計2.送 料 機 構(gòu) 設(shè) 計3.各 種 方 案 分 析 比 較 ， 確 定 總 體 方 案 沖 壓 機 構(gòu) 是 主 機 構(gòu) ， 主 動 件 是 曲 柄 ， 從 動 件 是 上

10、模 ， 動 作 要 求 是 由 回 轉(zhuǎn) 運 動 變 成 往 復(fù) 直 線 運 動 ； 運 動要 求 是 上 模 要 滿 足 圖 b所 示 的 運 動 規(guī) 律 ， 工 作 段 近 似勻 速 ， 回 程 時 有 急 回 ； 沖 壓 過 程 中 受 到 非 常 大 的 生 產(chǎn)阻 力 ， 動 力 特 性 是 傳 力 性 能 要 好 ， 工 作 段 的 壓 力 角 盡可 能 小 。 根 據(jù) 功 能 要 求 和 動 作 分 解 ， 能 實 現(xiàn) 由 轉(zhuǎn) 動 變 成 往 復(fù)直 線 移 動 的 機 構(gòu) 主 要 有 平 面 連 桿 機 構(gòu) （ 包 括 曲 柄 滑 塊機 構(gòu) 和 移 動 導(dǎo) 桿 機 構(gòu) 等 ） 、 齒

11、 輪 齒 條 機 構(gòu) 、 凸 輪 機 構(gòu) 、螺 旋 機 構(gòu) 等 。 很 明 顯 ， 連 桿 機 構(gòu) 的 桿 件 長 ， 可 以 實 現(xiàn)大 行 程 ； 連 桿 機 構(gòu) 連 接 為 轉(zhuǎn) 動 低 副 ， 受 力 好 ， 精 度 要求 低 ， 再 者 連 桿 機 構(gòu) 能 實 現(xiàn) 急 回 特 性 ， 因 而 沖 壓 機 構(gòu) 采 用 連 桿 機 構(gòu) 完 成 沖 壓 動 作 比 較 合 理 ； 同 時 設(shè) 計 要求 對 上 模 的 運 動 規(guī) 律 要 求 比 較 高 ， 用 單 一 的 基 本 機 構(gòu)如 偏 置 曲 柄 滑 塊 機 構(gòu) 是 難 以 實 現(xiàn) ， 因 此 ， 需 要 至 少 兩個 個 基 本 機

12、 構(gòu) 恰 當(dāng) 地 組 合 在 一 起 來 滿 足 沖 壓 要 求 。 1.沖 壓 機 構(gòu) 送 料 機 構(gòu) 的 動 力 源 是 電 動 機 ， 主 動 件 為 回轉(zhuǎn) 運 動 ， 從 動 執(zhí) 行 構(gòu) 件 作 直 線 送 料 運 動 ， 只 要在 規(guī) 定 的 時 間 內(nèi) 送 料 到 位 就 可 以 了 ， 對 送 料 快慢 和 運 動 規(guī) 律 沒 有 要 求 ， 同 時 送 料 機 構(gòu) 作 間 歇送 料 ， 受 力 較 小 ， 動 力 特 性 要 求 低 ， 因 而 送 料機 構(gòu) 要 求 較 低 ， 運 動 容 易 實 現(xiàn) 。 執(zhí) 行 構(gòu) 件 能 作 間 歇 運 動 的 機 構(gòu) 主 要 有 凸 輪機

13、 構(gòu) 、 棘 輪 機 構(gòu) 、 槽 輪 機 構(gòu) 、 不 完 全 齒 輪 機 構(gòu)等 ， 凸 輪 機 構(gòu) 是 控 制 機 構(gòu) ， 且 受 載 不 大 ， 比 較適 合 ， 而 送 料 機 構(gòu) 還 要 求 有 一 定 的 送 料 行 程 ，但 是 單 一 的 凸 輪 機 構(gòu) 會 尺 寸 很 大 ， 而 連 桿 機 構(gòu)可 以 實 現(xiàn) 大 行 程 ， 且 連 桿 機 構(gòu) 具 有 尺 寸 放 大 功能 ， 這 樣 凸 輪 機 構(gòu) 和 連 桿 機 構(gòu) 組 合 在 一 起 ， 凸輪 機 構(gòu) 實 現(xiàn) 動 作 控 制 功 能 ， 連 桿 機 構(gòu) 實 現(xiàn) 大 行程 輸 送 功 能 ， 可 很 好 滿 足 送 料 要

14、求 。 需 注 意 的 是 送 料 機 構(gòu) 和 沖 壓 機 構(gòu) 在 動 作 上 有 協(xié) 調(diào) 要 求 ， 送 料 機 構(gòu) 要 在 適 當(dāng) 的 時 間 內(nèi) 送 料 到位 ， 不 能 和 沖 壓 動 作 相 沖 突 、 碰 撞 ， 這 需 要 兩機 構(gòu) 采 用 一 個 電 動 機 ， 對 送 料 動 作 進 行 適 當(dāng) 控制 ， 與 沖 壓 機 構(gòu) 的 運 動 協(xié) 調(diào) 起 來 。 2.送 料 機 構(gòu) 沖 床 包 含 兩 個 執(zhí) 行 機 構(gòu) ， 即 沖 壓 機 構(gòu) 和 送 料 機 構(gòu) ， 分 別 完 成 兩個 功 能 即 沖 壓 零 件 和 送 料 ， 完 成 這 兩 個 功 能 要 求 就 要 考

15、慮 采 用 一定 的 方 法 ， 選 擇 合 適 的 機 構(gòu) 來 實 現(xiàn) ， 這 個 構(gòu) 思 過 程 就 是 運 動 方 案的 設(shè) 計 ， 體 現(xiàn) 出 可 選 方 案 的 多 樣 性 、 設(shè) 計 的 主 動 性 和 創(chuàng) 新 性 。 3.各 種 方 案 分 析 能 實 現(xiàn) 沖 壓 機 構(gòu) 功 能 要 求 的 機 構(gòu) 方 案 有 齒 輪 -連 桿 沖 壓 機 構(gòu) 、 擺 動導(dǎo) 桿 滑 塊 沖 壓 機 構(gòu) （ 滑 塊 和 連 桿 ） 、 六 連 桿 沖 壓 機 構(gòu) 、 連 桿 -凸 輪 沖 壓 機構(gòu) 等 。 能 實 現(xiàn) 送 料 機 構(gòu) 功 能 要 求 的 機 構(gòu) 方 案 有 凸 輪 -直 動 擺 桿

16、 送 料 機 構(gòu) （ 直動 擺 桿 形 式 有 多 種 ） 、 凸 輪 -擺 動 擺 桿 送 料 機 構(gòu) 。 將 沖 壓 機 構(gòu) 和 送 料 機 構(gòu) 的 任 意 兩 個 機 構(gòu) 組 合 ， 就 可 得 到 沖 壓 機 構(gòu) 和送 料 機 構(gòu) 的 一 個 運 動 方 案 。 方 案 一 ： 齒 輪 連 桿 沖 壓 機 構(gòu) 和 凸 輪 連 桿 送 料 機 構(gòu) 沖 壓 機 構(gòu) 采 用 有 兩 個 自由 度 的 雙 曲 柄 七 桿 機 構(gòu) ， 用齒 輪 副 將 其 封 閉 為 一 個 自 由度 （ 齒 輪 1與 曲 柄 AB固 聯(lián) ，齒 輪 2與 曲 柄 DE固 聯(lián) ） 。 恰當(dāng) 地 選 擇 C點 軌

17、跡 和 確 定 構(gòu)件 尺 寸 ， 可 保 證 機 構(gòu) 具 有 急回 運 動 和 工 作 段 近 似 勻 速 的特 性 ， 并 使 壓 力 角 盡 可 能小 。 送 料 機 構(gòu) 由 凸 輪 機 構(gòu) 和連 桿 機 構(gòu) 串 聯(lián) 組 成 ， 按 運 動循 環(huán) 圖 可 確 定 凸 輪 推 程 角 和從 動 件 的 運 動 規(guī) 律 ， 使 其 能在 預(yù) 定 時 間 將 坯 料推 送 至 待 加 工 位 置 。 設(shè) 計 時 ，若 使 L OG LOH， 可 減 小 凸輪 尺 寸 。 方 案 二 ： 擺 動 導(dǎo) 桿 滑 塊 沖 壓 機 構(gòu) 和 凸 輪 送 料 機 構(gòu) 沖 壓 機 構(gòu) 是 在 擺 動 導(dǎo) 桿機

18、構(gòu) 的 基 礎(chǔ) 上 ， 串 聯(lián) 一 個 搖桿 滑 塊 機 構(gòu) 組 合 而 成 。 擺 動導(dǎo) 桿 機 構(gòu) 按 給 定 的 行 程 速 度變 化 系 數(shù) 設(shè) 計 ， 它 和 搖 桿 滑塊 機 構(gòu) 組 合 可 以 達 到 工 作 段近 于 勻 速 的 要 求 。 適 當(dāng) 選 擇導(dǎo) 路 位 置 ， 可 使 工 作 段 壓 力角 較 小 。 送 料 機 構(gòu) 的 凸 輪 軸 通 過齒 輪機 構(gòu) 與 曲 柄 軸 相 連 。 按 機 構(gòu)運 動 循 環(huán) 圖 可 確 定 凸 輪 推 程運 動 角 和 從 動 件 運 動 規(guī) 律 ， 則 機 構(gòu) 可 在 預(yù) 定 時 間 將 坯料送 至 待 加 工 位 置 。 方 案

19、 三 ： 六 連 桿 沖 壓 機 構(gòu) 和 凸 輪 連 桿 送 料 機 構(gòu) 沖 壓 機 構(gòu) 由 鉸 鏈 四 桿 機構(gòu) 和 搖 桿 滑 塊 機 構(gòu) 串 聯(lián) 組合 而 成 。 四 桿 機 構(gòu) 可 按 行程 速 度 變 化 系 數(shù) 用 圖 解 法設(shè) 計 ， 然 后 選 擇 連 桿 長 lEF及 導(dǎo) 路 位 置 ， 按 工 作 段 近似 于 勻 速 的 要 求 確 定 鉸 鏈點 E的 位 置 。 若 尺 寸 選 擇 恰當(dāng) ， 可 使 執(zhí) 行 構(gòu) 件 在 工 作段 中 運 動 時 機 構(gòu) 的 壓 力 角 較 小 。 凸 輪 連 桿 送 料 機 構(gòu) 的凸 輪 軸 過 齒 輪 機 構(gòu) 與 曲 柄 軸 相 連

20、， 按 機 構(gòu) 運動 循 環(huán) 圖 確 定 凸 輪 推 程 運動 角 和 從 動 件 運 動 規(guī) 律 ，則 機 構(gòu) 可 在 預(yù) 定時 間 將 坯 料 送 至 待 加 工 位置 。 設(shè) 計 時 ， 使 LIH LIR，可 減 小 凸 輪 尺 寸 。 方 案 四 ： 連 桿 凸 輪 沖 壓 機 構(gòu) 和 凸 輪 連 桿 送料 機 構(gòu) 沖 壓 機 構(gòu) 采 用 有 兩 個 自 由度 的 連 桿 凸 輪 組 合 機 構(gòu) ， 用齒 輪 副 將 其 封 閉 為 一 個 自 由 度（ 齒 輪 1與 曲 柄 AB固 聯(lián) ， 齒 輪4與 兩 個 凸 輪 固 聯(lián) ） 。 恰 當(dāng) 地選 擇 C點 軌 跡 和 確 定 構(gòu)

21、件 尺 寸 ，可 保 證 機 構(gòu) 具 有 急 回 運 動 和 工作 段 近 似 勻 速 的 特 性 ,并 使 壓力 角 盡 可 能 小 。 改 變 凸 輪 輪廓 曲 線 ， 可 改 變 C點 軌 跡 ， 從而 使 執(zhí) 行 構(gòu) 件 獲 得 多 種 運 動 規(guī)律 ， 滿 足 不 同 工 藝 要 求 。 凸 輪 連 桿 送 料 機 構(gòu) 由 凸輪 機 構(gòu) 和 連 桿 機 構(gòu) 串 聯(lián) 組 成 ， 按 運 動 循 環(huán) 圖 可 確 定 凸 輪 推 程角 和 從 動 件 的 運 動 規(guī) 律 ， 使 其能 在 預(yù) 定 時 間 將 坯 料 推 送 至 待加 工 位 置 。 設(shè) 計 時 ， 若 使 LHI LHG，

22、 可 減 小 凸 輪 尺 寸 。 減 速 傳 動 方 案 設(shè) 計 就 是 根 據(jù) 電 機 轉(zhuǎn) 速 和 執(zhí) 行 構(gòu)件 的 生 產(chǎn) 率 來 確 定 總 傳 動 比 ， 然 后 確 定 各 級 傳 動比 ， 并 計 算 各 級 傳 動 比 的 傳 動 件 尺 寸 ， 大 致 確 定出 各 級 傳 動 的 總 體 尺 寸 。 能 實 現(xiàn) 減 速 傳 動 的 傳 動 裝 置 主 要 有 帶 傳 動 、 鏈傳 動 、 齒 輪 系 傳 動 、 蝸 輪 -蝸 桿 傳 動 、 錐 齒 輪 傳 動等 。 帶 傳 動 和 鏈 傳 動 用 于 遠 距 離 傳 動 ， 帶 傳 動 能 緩沖 吸 振 和 過 載 保 護

23、， 常 用 于 高 速 端 ， 鏈 傳 動 有 振動 沖 擊 ， 常 用 于 低 速 端 ； 齒 輪 系 傳 動 ， 傳 動 比 準(zhǔn)確 ， 傳 動 精 度 高 ， 應(yīng) 用 廣 ； 蝸 輪 -蝸 桿 傳 動 比 大 、可 自 鎖 ， 用 于 功 率 不 大 的 換 向 傳 動 ， 錐 齒 輪 主 要用 于 換 向 傳 動 。 根 據(jù) 沖 壓 機 構(gòu) 的 運 動 要 求 ， 可 以選 擇 帶 傳 動 和 定 軸 輪 系 串 聯(lián) 使 用 來 實 現(xiàn) 減 速 傳 動 。 帶 傳 動 的 傳 動 比 范 圍 為 2-4， 帶 傳 動 的 傳 動 比不 宜 太 大 ， 否 則 大 小 帶 輪 直 徑 相

24、差 大 ， 小 帶 輪 的 包 角 減 小 ， 容 易 打 滑 ， 可 選 傳 動 比 為 2。 單 級 齒 輪傳 動 的 范 圍 為 4-6， 經(jīng) 計 算 可 采 用 一 級 帶 傳 動 和 兩級 齒 輪 傳 動 。 然 后 畫 出 傳 動 方 案 的 示 意 圖 。 2.減 速 傳 動 方 案 設(shè) 計 傳 動 方 案 圖 主 要 任 務(wù) 是 根 據(jù) 已 知 條 件 ， 確 定 出 機 構(gòu) 的 桿 件 具 體 尺 寸和 相 互 位 置 關(guān) 系 ， 使 設(shè) 計 的 機 構(gòu) 滿 足 各 項 設(shè) 計 要 求 。 五 、 課 程 設(shè) 計 的 任 務(wù)1.沖 壓 機 構(gòu) 設(shè) 計 方 法 有 圖 解 法

25、和 解 析 法 ， 簡 單 機 構(gòu) 用 圖 解 法 ， 復(fù) 雜機 構(gòu) 用 解 析 法 。 思 路 是 先 由 上 模 工 作 段 行 程 確 定 出 沖 壓工 作 行 程 ， 再 由 行 程 速 比 系 數(shù) 算 出 極 位 夾 角 ， 設(shè) 定 曲 柄長 度 或 機 架 長 度 ， 從 兩 端 進 行 推 算 確 定 出 連 桿 機 構(gòu) 的 各構(gòu) 件 的 尺 寸 長 度 和 相 對 位 置 。 用 解 析 法 時 ， 要 建 立 桿 件的 位 置 方 程 ， 進 行 求 解 計 算 ， 這 樣 結(jié) 果 準(zhǔn) 確 。 機 構(gòu) 確 定后 要 進 行 驗 證 ， 滿 足 工 作 段 轉(zhuǎn) 角 、 工 作

26、段 壓 力 角 ， 并 使工 作 段 近 似 勻 速 ， 如 不 滿 足 ， 要 重 新 確 定 尺 寸 和 相 對 位置 。 2.送 料 機 構(gòu) 設(shè) 計a） 繪 制 機 構(gòu) 運 動 循 環(huán) 圖 . 沖 壓 機 構(gòu) 和 送 料 機 構(gòu) 的 動 作要 協(xié) 調(diào) ， 不 能 出 現(xiàn) 沖 突 和 干 涉 現(xiàn)象 ， 送 料 機 構(gòu) 要 在 上 模 退 出 下 模后 ， 到 再 次 接 近 坯 料 沖 制 前 的 時間 段 內(nèi) 將 坯 料 送 到 待 沖 壓 位 置 ，并 返 回 到 原 位 置 ， 準(zhǔn) 備 下 一 次 送料 動 作 。 因 而 在 進 行 送 料 機 構(gòu) 設(shè)計 前 ， 首 先 要 擬 定

27、 沖 壓 機 構(gòu) 和 送料 機 構(gòu) 的 動 作 協(xié) 調(diào) 循 環(huán) 圖 。機 構(gòu) 運 動 循 環(huán) 圖 主 要 有 三 種 形 式 ： 圓 周 式 工 作 循 環(huán) 圖 、 直 線 式 （ 表格 式 ） 、 直 角 坐 標(biāo) 式 工 作 循 環(huán) 圖 。 圓 周 式 ： 適 用 于 主 動 件 作 圓 周運 動 的 曲 柄 ， 畫 圓 環(huán) ， 根 據(jù) 曲 柄轉(zhuǎn) 角 對 上 模 和 送 料 機 構(gòu) 的 工 作 動作 進 行 分 段 相 協(xié) 調(diào) 。 直 線 式 (表 格 式 )： 相 當(dāng) 于 把 圓 周 式 進 行 展 開 ， 畫 表 格 ，根 據(jù) 曲 柄 轉(zhuǎn) 角 ， 對 上 模 和 送 料 機 構(gòu) 的 工

28、作 動 作 進 行 分 段 相協(xié) 調(diào) 。 直 角 坐 標(biāo) 式 ： 橫 坐 標(biāo) 為 曲 柄 轉(zhuǎn) 角 ， 縱 坐 標(biāo) 為 執(zhí) 行構(gòu) 件 的 位 移 ， 通 過 兩 執(zhí) 行 構(gòu) 件 的 位 移 關(guān) 系 顯 示 來 進 行運 動 協(xié) 調(diào) 。 直 角 坐 標(biāo) 式 不 僅 能 表 示 兩 執(zhí) 行 構(gòu) 件 的 動 作順 序 ， 且 能 表 示 出 兩 構(gòu) 件 的 運 動 規(guī) 律 和 及 配 合 關(guān) 系 ，是 最 為 完 善 的 一 種 。 2.送 料 機 構(gòu) 設(shè) 計b） 送 料 機 構(gòu) 的 連 桿 機 構(gòu) 設(shè) 計 任 務(wù) 是 確 定 出 送 料 連 桿 機 構(gòu) 的 各 構(gòu) 件 尺 寸 和 相 對 位 置 ，

29、思 路 是 由 送 料 距 離 確 定 出 各 構(gòu) 件 尺 寸 ， 推 出 和 凸 輪 相 連 接的 直 動 從 動 件 的 直 線 位 移 或 擺 動 從 動 件 的 轉(zhuǎn) 角 ， 且 使 連 桿機 構(gòu) 具 有 尺 寸 放 大 功 能 ， 以 減 小 凸 輪 尺 寸 。 c） 送 料 機 構(gòu) 的 凸 輪 設(shè) 計 從 動 件 運 動 規(guī) 律 選 擇 ： 避 免 剛 性 沖 擊 和 柔 性 沖 擊 ， 選 擇 直 動 從 動 件 或 擺 動 從動 件 的 運 動 規(guī) 律 ， 勻 速 運 動 、 等 加 速 等 減 速 運 動 、 余 弦 加速 度 、 正 弦 加 速 度 ， 或 幾 種 相 結(jié) 合

30、 使 用 。 送 料 過 程 中 ， 凸 輪 受 載 較 小 ， 沖 擊 不 大 。 在 推 程 送 料 時 ， 擺 動 從 動 件 的 運動 規(guī) 律 可 采 用 余 弦 加 速 度 運 動 規(guī) 律 ， 回 程 時 ， 從 動 件 采 用等 加 速 等 減 速 運 動 規(guī) 律 。 2.送 料 機 構(gòu) 設(shè) 計 基 圓 半 徑 確 定 從 提 高 凸 輪 機 構(gòu) 機 械 效 率 考 慮 ， 應(yīng) 取 盡 可 能 小 的 壓力 角 ， 且 小 于 許 用 壓 力 角 值 ， 推 程 時 從 動 件 的 壓 力 角 許用 值 為 40， 推 程 為 70， 但 減 小 壓 力 角 會 使基 圓 半 徑

31、增 大 ， 導(dǎo) 致 整 個 機 構(gòu) 尺 寸 增 大 。 為 了 使 機 構(gòu) 既有 較 好 的 傳 力 特 性 ， 又 有 較 緊 湊 的 機 構(gòu) 尺 寸 ， 設(shè) 計 時 應(yīng)兩 者 兼 顧 考 慮 。 原 理 課 程 中 講 了 四 種 確 定 基 圓 半 徑 的 方 法 ， 可 使 用其 中 的 兩 種 可 使 用 其 中 的 兩 種 。 初 選 r0驗 算 方 法 ： 初選 r0， 計 算 出 各 點 的 ， 使 max ； 根 據(jù) 計 算設(shè) 計 法 220/tan ers edds 由 220 )tan/( eseddsr 有 ： sd dsr tan0 2.送 料 機 構(gòu) 設(shè) 計 滾 子

32、 半 徑 確 定 ： 滾 子 半 徑 選 擇 要 適 當(dāng) ， 以 免 凸 輪 理 論 廓 線 （ 外 凸 ）求 出 后 ， 實 際 廓 線 出 現(xiàn) 自 交 現(xiàn) 象 而 導(dǎo) 致 運 動 失 真 。 經(jīng)驗 公 式 ： 繪 制 凸 輪 理 論 廓 線 和 實 際 廓 線 ： 確 定 凸 輪 的 工 作 轉(zhuǎn) 角 ， 推 程 角 、 休 止 角 、 回 程 角 ，分 別 用 圖 解 法 和 解 析 法 設(shè) 計 凸 輪 理 論 廓 線 和 實 際 廓 線 。最 后 ， 作 出 凸 輪 實 際 廓 線 后 ， 要 演 算 臨 界 壓 力 角 ， 使 推 程 max 40。 0)5.01.0( rrr 3.

33、機 構(gòu) 運 動 分 析 對 機 構(gòu) 進 行 運 動 分 析 ， 求 出 機 構(gòu) 各 構(gòu) 件 的 位 移 、 速 度 、 加速 度 ， 繪 出 位 移 、 速 度 和 加 速 線 圖 ， 驗 證 機 構(gòu) 運 動 滿 足 設(shè) 計要 求 ； （ 對 機 構(gòu) 進 行 動 力 分 析 ， 據(jù) 各 構(gòu) 件 的 質(zhì) 量 及 轉(zhuǎn) 動 慣 量確 定 機 構(gòu) 的 慣 性 力 、 慣 性 力 偶 矩 、 各 位 置 的 運 動 副 反 力 及 應(yīng)加 于 原 動 件 上 的 平 衡 力 矩 （ 加 飛 輪 ） ， 繪 制 平 衡 力 矩 及 運 動副 反 力 的 變 化 線 圖 ， 以 便 清 楚 地 了 解 在 一

34、 個 運 動 循 環(huán) 中 ， 平衡 力 矩 及 運 動 副 反 力 的 變 化 情 況 。 ） 對 上 模 的 一 個 運 動 循 環(huán) 作 速 度 分 析 ， 即 將 曲 柄 轉(zhuǎn) 角 分 12等份 ， 取 上 模 對 應(yīng) 的 12位 置 ， 進 行 速 度 分 析 和 一 個 位 置 的 加 速度 分 析 ， 畫 出 速 度 多 邊 形 和 加 速 度 多 邊 形 并 繪 出 上 模 的 位 移 線 圖 和 速 度 線 圖 。 六 、 課 程 設(shè) 計 實 例 分 析（一）、確定傳動方案（二）、沖壓機構(gòu)設(shè)計分析（三）、送料機構(gòu)設(shè)計分析（四）、送料機構(gòu)中凸輪機構(gòu)的設(shè)計（五）、沖壓機構(gòu)中上模的速度分

35、析 速度矢量圖或速度曲線圖 七 、 設(shè) 計 工 作 量1.A1圖 一 張 ： 內(nèi) 容 包 括 ： 沖 壓 送 料 機 構(gòu) 簡 圖 ； 傳 動 方 案 圖 ； 運 動 協(xié) 調(diào) 圖 ； 沖 頭 （ 上 模 ） 12個 位 置 的 速 度 多 邊 形 圖 和 1個 位 置 的 加 速 度 多 邊形 圖 ； 沖 頭 （ 上 模 ） 的 位 移 線 圖 和 速 度 線 圖 。2.A2圖 紙 一 張 ： 凸 輪 理 論 廓 線 和 實 際 廓 線 （ 圖 解 法 ） ； 送 料 機 構(gòu) （ 凸 輪 機 構(gòu) 從 動 件 ） 運 動 規(guī) 律 （ 位 移 曲 線 、 速 度 曲 線 、 加速 度 曲 線 圖 ）

36、 。 3.設(shè) 計 說 明 書 1份 設(shè) 計 說 明 書 （ 15頁 ， 2000字 左 右 ） 任 務(wù) 書 粘 貼 在 說 明 書 的 第 一 頁 （ 設(shè) 計 說 明 書 ， 1元 /本 ） 說 明 書 內(nèi) 容 ： 1.任 務(wù) 書 2.簡 述 方 案 設(shè) 計 和 選 擇 （ 方 案 分 析 ） 3.確 定 傳 動 機 構(gòu) 總 方 案 ， 計 算 總 傳 動 比 ， 并 分 配 各 級 傳 動 比 4.各 機 構(gòu) 設(shè) 計 步 驟 或 分 析 計 算 過 程 5. 對 上 模 進 行 速 度 分 析 （ 矢 量 方 程 式 、 計 算 、 結(jié) 果 ） 6.凸 輪 機 構(gòu) 的 設(shè) 計 過 程 （ 數(shù)

37、 學(xué) 模 型 、 源 程 序 、 程 序 運 行 結(jié) 果 ） 7.對 設(shè) 計 結(jié) 果 的 分 析 和 討 論 8.參 考 文 獻 9.設(shè) 計 小 結(jié) 八 .課 程 設(shè) 計 的 進 度 安 排1.聽 課 、 明 確 設(shè) 計 任 務(wù) (借 教 室 、 借 圖 板 、 丁 字 尺 ） 0.5天2.機 構(gòu) 選 型 、 方 案 比 較 分 析 與 確 定 、 傳 動 方 案 設(shè) 計 1天4.機 構(gòu) 設(shè) 計 、 運 動 循 環(huán) 確 定 、 運 動 簡 圖 繪 制 、 機 構(gòu) 運 動 分 析 1.5天5.凸 輪 設(shè) 計 與 上 機 編 程 計 算 1天6.編 寫 設(shè) 計 說 明 書 1天7.答 辯 1天 九

38、 、 考 核 與 成 績 評 定 課 程 設(shè) 計 成 績 分 優(yōu) 秀 、 良 好 、 中 等 、 及 格 和 不 及 格 五 級 ， 成 績 不及 格 應(yīng) 重 新 進 行 設(shè) 計 。 根 據(jù) 學(xué) 生 的 設(shè) 計 態(tài) 度 、 設(shè) 計 質(zhì) 量 、 創(chuàng) 新 性 及 答辯 情 況 綜 合 評 定 學(xué) 生 機 械 原 理 課 程 設(shè) 計 的 成 績 等 級 。對 課 程 設(shè) 計 考 評 按 四 項 內(nèi) 容 進 行 ， 所 占 比 例 為 ：1） 方 案 設(shè) 計 及 創(chuàng) 新 性 202） 圖 樣 部 分 303） 說 明 書 （ 包 括 程 序 設(shè) 計 ） 404） 考 勤 10十 .其 它1.場 地 ：

39、 1號 樓 419、 422室 (李 傳 坤 老 師 ： 13937990361)2.上 機 時 間 ： 6小 時 /人 ， 超 時 付 費 ； 上 機 地 點 2 210機 房 ， 自 備 軟 件 。 要 求 ： 必 須 在 設(shè) 計 教 室 （ 或 機 房 ） 獨 立 完 成 設(shè) 計（ 或 運 行 程 序 ） 周 五 答 辯 （ 每 人 1015分 鐘 ） 周 五 交 圖 紙 和 設(shè) 計 說 明 書 概 述四 、 設(shè) 計 任 務(wù)1、 A1圖 1張 完 整 的 機 構(gòu) 組 合 系 統(tǒng) 運 動 簡 圖 （ A0圖 紙 1張 ） 上 模 的 位 移 、 速 度 線 圖 執(zhí) 行 構(gòu) 件 的 運 動 循 環(huán) 圖 控 制 送 料 凸 輪 機 構(gòu) 的 從 動 件 運 動 規(guī) 律2、