機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)聶一舟

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目:專(zhuān)用精壓機(jī)院（系）:汽車(chē)學(xué)院業(yè):車(chē)輛工程（汽車(chē)）級(jí):09汽車(chē)6班號(hào):人:092194聶一舟指導(dǎo)教師:虞紅根完成日期:2011年6月2日第一部分：機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求2第二部分：機(jī)構(gòu)工作原理3第三部分：機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的擬定5第四部分：精壓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算和校驗(yàn)第五部分：送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)29第六部分：工作循環(huán)圖擬定34第七部分：心得與體會(huì)36第八部分：參考文獻(xiàn)37第一部分：機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求專(zhuān)用精壓機(jī)的設(shè)計(jì)要求和主要參數(shù)：木機(jī)可用于薄壁鋁合金制作(如易拉罐類(lèi))精壓深沖工藝，上模先以逐漸 加快的速度接近原料，以勻速進(jìn)行拉延成型，上模繼續(xù)下行將成品推出模腔，快 速返回。上模推出同定不

2、動(dòng)的下模后，送料機(jī)構(gòu)的退料桿2從側(cè)而將新的原料送 至待加工位置，如圖1所示(1) 沖壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)，具冇快速接近工件，等速(近似)下行拉延和快速返m 等運(yùn)動(dòng)特性。(2) 制成品生產(chǎn)率約每分鐘70件。(3) 上模移動(dòng)總行程為280mm,其拉延行程置于總行程屮部，約loomm。(4) 行程速比系數(shù)km1.32。(5) 坯料輸送最大距離200mm。(6) 電動(dòng)機(jī)功率可選用1. 5kw, 1440r/min左右(如y90l-4)。專(zhuān)用精壓機(jī)主要完成3個(gè)動(dòng)作：1、加原料；2、沖頭將原料壓制成形；3、沖頭將成品推出型腔，沖頭快速返冋。注意事項(xiàng)：1、送料機(jī)構(gòu)是輔助工作機(jī)構(gòu)，需要與沖壓機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)間歇送料運(yùn)

3、 動(dòng)。2、各機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)的布局應(yīng)該緊密且合理，特別應(yīng)該注意原料與成品在 本機(jī)范圍內(nèi)互不干涉。3、所有未給定的參數(shù)由設(shè)計(jì)者自行確定。4、本機(jī)沖壓機(jī)構(gòu)應(yīng)該進(jìn)行方案對(duì)比，其設(shè)計(jì)方案評(píng)價(jià)的重點(diǎn)是機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng) 功能質(zhì)量，并定性的考慮機(jī)構(gòu)的動(dòng)力特性和加工制造的容易性等因素。第二部分：機(jī)構(gòu)工作原理我組設(shè)計(jì)的精壓機(jī)可分為三個(gè)部分：精壓機(jī)構(gòu)，送料機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。在精壓機(jī)構(gòu)小，我們使用了類(lèi)似牛頭創(chuàng)床的機(jī)構(gòu)。首先以較快的速度接近坯 料，在接近坯料時(shí)逐漸接近勻速以對(duì)坯料進(jìn)行拉延成形，并將成品推出模腔，最 后再利用機(jī)構(gòu)的急回特性，使沖頭快速返回。在送料機(jī)構(gòu)中，我們采用環(huán)形流水線(xiàn)的構(gòu)思、。主動(dòng)的撥桿勻角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng) 沖頭

4、完成沖壓離開(kāi)上模后，撥桿帶動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)60°角，槽輪與流水線(xiàn)通過(guò)分別 固連于兩者z上的一對(duì)內(nèi)外齒輪嚙合傳動(dòng)，使得流水線(xiàn)轉(zhuǎn)至下一待加工坯料，穩(wěn) 定后，沖頭下行沖壓，完成一次送料循壞。傳動(dòng)及裝配說(shuō)明電動(dòng)機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速為1440r/min,精壓機(jī)構(gòu)和送料機(jī)構(gòu)原動(dòng)件轉(zhuǎn)速為 70r/min,故需對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速進(jìn)行減速。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸外接2級(jí)同軸式減速 機(jī)，減速機(jī)傳動(dòng)比i二10。減速機(jī)輸岀軸與圖屮小圓柱直齒輪連接，小齒輪與兩 個(gè)等大的大圓柱直齒輪外嚙合，齒輪傳動(dòng)比i=2. 05o圖中錐齒輪間的傳動(dòng)比均 為1,只起改變傳動(dòng)方向的作用。各機(jī)構(gòu)間裝配的相對(duì)位置如圖2所示。第三部分：機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的擬定分到設(shè)

5、計(jì)任務(wù)z后，我們小組成員根據(jù)已有的知識(shí)和其他書(shū)籍、網(wǎng)絡(luò)上的資 料進(jìn)行了一次頭腦風(fēng)暴，初選出若干個(gè)精壓機(jī)構(gòu)，然后根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)其一i進(jìn) 行分析，篩選。方案一：該機(jī)構(gòu)擬用齒條連接沖頭，并通過(guò) 齒輪轉(zhuǎn)速控制齒條移動(dòng)速度，進(jìn)而 控制沖頭運(yùn)動(dòng)。但考慮到?jīng)_壓過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很大的 作用力，引起齒條彎曲，降低傳動(dòng) 精度，甚至無(wú)法完成運(yùn)動(dòng)。方案二該機(jī)構(gòu)采用不完全齒輪傳動(dòng)，可以較好地控制精壓和推料的時(shí)間。但是，精壓部分采用地曲柄滑塊機(jī)構(gòu)過(guò)于簡(jiǎn)單，不能按要求實(shí)現(xiàn)勻速運(yùn)動(dòng);不完全齒輪受力狀態(tài)不好，所受沖擊載荷過(guò)大吋，輪齒易折斷從而整體失效。方案三:精壓部分采用肘桿機(jī)構(gòu)，可用較小 的力產(chǎn)生很大的鍛壓力，獲得較大 的機(jī)械效

6、益；但只能達(dá)到近似的等 速運(yùn)動(dòng)，不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。推料機(jī)構(gòu)采用凸輪機(jī)構(gòu)，可以精確 地實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)需求；但是設(shè)計(jì)和 制造困難，耐磨性差，要求尺寸過(guò) 大。故不采用凸輪機(jī)構(gòu)。方案四:a-a00°該機(jī)構(gòu)的精壓機(jī)構(gòu)和推料機(jī)構(gòu)通過(guò)渦輪蝸桿傳動(dòng)連接，外廓尺寸小，可以更 好地利用空間，11傳動(dòng)比準(zhǔn)確，平穩(wěn)安靜。但是效率低，要求制造精度高，需用昂貴的表銅。而且當(dāng)蝸桿轉(zhuǎn)速達(dá)到 70rad/s時(shí)，滑動(dòng)速度過(guò)大，超過(guò)發(fā)熱條件限制；否則蝸桿半徑將達(dá)到0. 5m,尺 寸過(guò)大。方案五:方案六:經(jīng)過(guò)多次討論和層層篩選，我們創(chuàng)造性地選用了流水線(xiàn)形式的送料機(jī)構(gòu)；精壓機(jī)構(gòu)初選為方案五和方案六，下面對(duì)這兩個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)做詳細(xì)討

7、論。方案最終確定：沖頭方案經(jīng)過(guò)一系列的篩選，我們保留了兩個(gè)方案，于是我們對(duì)這兩個(gè)方案進(jìn)行了進(jìn)一步的分析。方案六機(jī)構(gòu)原型由五個(gè)桿件組成（如圖3所示），加速度計(jì)算較為繁瑣，用 adams等專(zhuān)業(yè)軟件才可較為方便的進(jìn)行運(yùn)算。而且部分桿件在滿(mǎn)足近似等速和 加速急回運(yùn)動(dòng)的條件下，桿件尺寸較人，任意性較差，只能達(dá)到冇限個(gè)精確位置。 且加速度峰值較高。而方案五機(jī)構(gòu)（如圖4所示），在c+、matlab等環(huán)境下運(yùn)算可以十分方便 地得出運(yùn)動(dòng)參數(shù)，于是我們對(duì)其進(jìn)行了深入分析。h第四部分：精壓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算和校驗(yàn)(-)沖壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分析計(jì)算圖5對(duì)于圖5所示機(jī)構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，如杲單純運(yùn)用憐心法或矢量方程圖 解法對(duì)其

8、進(jìn)行速度和加速度分析顯得比較復(fù)雜，可以用解析法對(duì)機(jī)構(gòu)做運(yùn)動(dòng)分 析。如圖5,建立直角坐標(biāo)系，設(shè)原動(dòng)件1的長(zhǎng)度為l，構(gòu)件3的長(zhǎng)度為j構(gòu)件4 的長(zhǎng)度為d原動(dòng)件1的方位角pl=0°360°和等角速度wl=nk/30=7. 33rad/s (傳 速n為70轉(zhuǎn)/min),構(gòu)件3、4的方位角分別是(p3、申4。圖6如圖6,構(gòu)造向量a=ca,設(shè)向量扁長(zhǎng)s,由矢量圭寸閉圖形abc可得封閉矢量 方程f (1) a +ab = cbbp： ae1 +由歐拉公式eie=cts8+isln8,將(1)式的實(shí)部虛部分離,得：(1-0)r a + /isin©i = s sin 0/icosi

9、 = s cos 03由于1丄、&為已知，由上述方程組可以求出:d + /isin0i0 = arctan,zicosic /icos(p5 =cos 03(1-0) 式對(duì)吋間t求導(dǎo)可得：r s =_o/isin(0_03)(1-1)103sjsm2)=人沁 w/2)(1-2)(1-2)式再對(duì)時(shí)間 t 求導(dǎo)得：03=°%sin(0-0)-sl7圖7如圖7,構(gòu)造向量b(2)b + xe = 13 + b(2-0)式由歐拉公式分離實(shí)部虛部得：屁詢(xún)+加0 =心+血乍卩 3cos03 + /4cos0 = xes3sin 03 + /4sin q)4 = b因?yàn)?=(x£

10、-/3cos03)? +(/?-/3sin0)2 ； 口 j 以得到滑塊位移:xe =/3cos03 + /4cos04所以上述方程組消去04,得到曲0確定的心的公式。還口j以得到04二arcsin04 _<303 cos 0314cos 04(2 -0)式對(duì)時(shí)間t求導(dǎo)可得：303幺"3)+/404幺少3-/3(p3sin(p -14(/)4 sin cp = xe ； 13(p cos(p3-14(/)4 cos (p = 0 ；由上述方程組可以得到滑塊e的速度: _ _0/3sin(03_0) ve xe cos ©4(3)式對(duì)吋間i求導(dǎo)可得：嚴(yán)吻+兒濟(jì)嚴(yán)5+財(cái)/

11、"吋=走實(shí)部和虛部分別相等，可以得到：-厶03如1103-/40sin0 + /404cos04 =()從而得到：(:二 1303? sin 0 + /404? sin (p. 一 1303cos 0 04 h cos 04進(jìn)一步口j以得到滑塊e的加速度:_ - (pl3 sin(?3 (/)4)+ (/)3213cos(?3 - ?4) (phcle = xe cos 04至此,計(jì)算部分基本完畢,接下來(lái)的問(wèn)題就是大概確定桿長(zhǎng)參數(shù),帶入各式進(jìn)行校核。(-)由已知條件確定桿長(zhǎng)以及支座位置(a) 設(shè)定初始參數(shù)參數(shù)有固定支座距離a、b,桿長(zhǎng)li、l3、l4,滑塊行程h,參數(shù)個(gè)數(shù)多， 變量復(fù)

12、雜，我們先確定一系列“初始參數(shù)”，然后通過(guò)調(diào)整滑塊行程h二280nmi, 使機(jī)構(gòu)滿(mǎn)足要求。初始參數(shù)：a=180mm,b二460mm,h二 398mm,l3=360mm,l4=290mm,然后木應(yīng)該假設(shè)一個(gè)參數(shù)li,但由于l1可通過(guò)現(xiàn)有其他參數(shù)導(dǎo)出，可通過(guò)計(jì)算 得i，如圖8由幾何關(guān)系得出，ii大小與d點(diǎn)的水平位移相等。根據(jù)三角形相似原理可 以得出：2/i a其中，ii二398mm, l3二360mm, a= 180mm,可以得到 ll=99. 5mm.(b) 驗(yàn)算行程速比系數(shù)另外，l1的長(zhǎng)度還受到行程速比系數(shù)的制約，必須在得出桿長(zhǎng)l1之后進(jìn)行驗(yàn)算，具體如下：如圖9,對(duì)于擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，滑塊處在兩個(gè)

13、極限位置線(xiàn)的極位夾角0與擺桿在兩 極限位置的夾角0相等，即：0 =0;當(dāng) k二 1.3,0=180x (k-l)/(k+1)二 23.47826° 二 23.4°,z0=23.4°, z0/2=11.7°,ll=a*sinll.7°=0. 203*a; 題目要求k>=1. 3,故li應(yīng)滿(mǎn)足大于0.203*a。原始參數(shù) ll=99. 5>0. 203*180=36. 54, k>=1. 3符合行程速比系數(shù)要求。（c）調(diào)整滑塊行程及其他參數(shù)由于機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真軟件mad繪制機(jī)構(gòu)方便形象，容易操作，這里我們先利用 此軟件進(jìn)行初步的校核。

14、圖10如圖10,根據(jù)初始參數(shù)也出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（注：右邊所加凸輪機(jī)構(gòu)是作為 臨時(shí)代替的推料機(jī)構(gòu)）后，通過(guò)導(dǎo)出滑塊節(jié)點(diǎn)速度，加速度數(shù)據(jù)（mad的線(xiàn)圖分 析不是很精確，參考性不大，通過(guò)數(shù)據(jù)觀察可以進(jìn)行一些初步的調(diào)整），我們?cè)O(shè) 定一次完整運(yùn)動(dòng)由原動(dòng)件桿1的36步瞬時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（每步10度）構(gòu)成。 以下是原始數(shù)據(jù)測(cè)試過(guò)程中的一組滑塊的加速度數(shù)據(jù)。計(jì)算步驟16.0788726.0105235.7193645.2663854.7110764.1011173. 4719682. 8486992. 24762101. 67721111. 13811120.62255130.1126614-0.422415-1.03

15、1616-1. 789817-2.811418-4.269219-6.421120-9.637721-14. 40922-21. 27723-30. 6224-42. 18825-54.01726-5& 76427-36. 8342824.62072972.57393064.25723136.19433216. 9438338. 45721345. 90111355. 63359365. 90404其中1016步加速度基本在0左右小幅度波動(dòng)，使滑塊近似勻速運(yùn)動(dòng)，但作為拉 延過(guò)程（應(yīng)該占總步數(shù)的617步），只冇7步的勻速述是冇些不夠，容易造成壓 料不充分。另外24、30步的加速度稍微偏大

16、，對(duì)桿較接出的剛性沖擊比腳大。述需繼續(xù)調(diào)整。經(jīng)過(guò)一系列的測(cè)試與調(diào)整，初步確定了桿件參數(shù)為：a=183mm,b 二472mm,h=280mm,l3 二356mm,l4=285mmll=73. 2mm其中 li二73. 2mm>0. 203*a=0. 203*183=37. 149mm,符合行程速比系數(shù)要求，極位夾角0二2*,詢(xún)7 (ll/a)二47v156。k= (180+0) / (180-0) = (180+47. 156) / (180-47. 156) =1. 71>1. 3（d）利用已知參數(shù)計(jì)算沖頭（滑塊）位移，速度，加速度線(xiàn)圖由步龍（a）算出的滑塊計(jì)算式xe =/3cos

17、0 + /4cos0ve = xe =03/3sin（03 04）cos ©4.一 03/3sin（03 694）+ 03勺3cos（03 694） 一 04勺4cle = xe =cos0首先考慮是否可以把曲位移求一階導(dǎo)數(shù)、二階導(dǎo)數(shù)得到的三個(gè)方程組寫(xiě)成矩 陣形式，用求矩陣特征值的方法來(lái)求解位移、速度、加速度的關(guān)系式，但考慮到 計(jì)算量比較大，改用直接求解復(fù)數(shù)矢量方程的方法。前期：利用mathematicamathcmatica是一款科學(xué)計(jì)算軟件，很好地結(jié)合了數(shù)值和符號(hào)計(jì)算引擎、圖 形系統(tǒng)、編程語(yǔ)言等。對(duì)于解方程，求導(dǎo)，繪制圖像有專(zhuān)項(xiàng)的功能。對(duì)于加速度ae的表達(dá)式- 03/3sin（儼

18、3 - 694）+ 6932/3cos（z?3 -爐4） - 04勺4ae = xe =cos0其屮的變量?jī)酉桑湟约捌湟浑A導(dǎo)數(shù)和伽的二階導(dǎo)數(shù)，共5個(gè)變量，最終 試想將各個(gè)變量代換成¥1的函數(shù)，從而得到加速度與原動(dòng)桿1角度的函數(shù)關(guān)系 式。先從甲3入于，d + /isin°i = s sin 0cos 01 = s cos 03由以上方程組（1）,可得出與牡l的隱函數(shù)關(guān)系（尸仙，x二他）73,2 * co-s * tany = 103- + 73.2 * slnx利用mathcnieiticei繪圖得:較為理想，但再往后繼續(xù)代換變量的工作就變的很艱難，于是考慮用語(yǔ)言更加靈 活

19、的matlab軟件進(jìn)行后續(xù)的計(jì)算和變量代換,c語(yǔ)言由于其與圖像的交互性一 般，故沒(méi)冇做為列選項(xiàng)。后期:利用matlab利用matlab計(jì)算的關(guān)鍵是利用for循環(huán)語(yǔ)句計(jì)算每步變化10度時(shí)各個(gè)參數(shù)的值，以卜是具體的編程代碼：a=0. 183;h二0. 280;b二0. 472;13=0. 350;14=0. 285;nl二70;wl二nl*pi/30;ll=l/2*h*a/13;i=l;for phil=0:pi/18:2*piif phil=pi/2&phil=3*pi/2phi32=atan(a+1l*sin(phi1). /(ll*cos(phil);else phi32二phil;

20、endif phi32<0phi31=pi+phi32;else phi31=phi32;ends= (1 l*cos(phi 1). 2+(ll*sin(phil)+a). 2). "0. 5;w3=(ll*wl. *cos(ph訂-phi31)./s;a3=(ll*wl. 2. *sin(phi31 -phil)-2*w3 *(tl*wl *sin(phil-phi31)./s;phi4二pi-asin(bt3*sin(phi31)/14);w4=-13*w3. *cos(phi31)/(14*cos(phi4);a4=13*w3. 2. *sin(phi31). /(14

21、*cos(phi4)+w4. 2. *tan(phi4)-13/14*a3*cos(phi31). /cos(phi4);ve二-13*w3. *sin(phi31-phi4)/cos(phi4);acre=-(13*a3. *sin(phi31-phi4)+13*w3. "2. *cos(phi31-phi4)w4. "2*14)/cos(phi4);xe二13*cos (phi31)-14*cos(phi4);x(i)=-xe;v(i)=-ve;acr (i)=-acre;i二i+1;endphil=0:pi/18:2*pi;plot (phil,x);plot (ph

22、訂，v);plot(phil, acr);注：x(i)=-xe;v(i)=-ve;acr (i)二-acre;之所以加負(fù)號(hào)，是因?yàn)殚_(kāi)始假設(shè)機(jī)構(gòu)的原動(dòng)桿件1的運(yùn)動(dòng)方向是逆時(shí)針的， 故加負(fù)號(hào)使其順吋針運(yùn)動(dòng)。由此，可以方便地生成滑塊的位移，速度，加速度線(xiàn)圖：用inventor驗(yàn)證沖壓機(jī)構(gòu)正確性在我們組通過(guò)手工計(jì)算以及matlab計(jì)算的嘗試后，終于得岀了比較好的沖 壓機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)圖線(xiàn)。然而這些數(shù)據(jù)只是理論上證明了我們計(jì)算結(jié)果的正確性，可能 在某些壞節(jié)上我們會(huì)有一些疏忽大意，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果不嚴(yán)諜甚至錯(cuò)誤，所以建立 一個(gè)可靠的模型來(lái)驗(yàn)證我們的設(shè)計(jì)就顯得十分重耍了。inventor是一款集建模、仿真、分析于一體的

23、軟件，并且對(duì)于有autocad 基礎(chǔ)的我們來(lái)說(shuō)比較容易上手，因而我們選用inventor進(jìn)行仿真。首先畫(huà)出機(jī)構(gòu)的草圖來(lái)做設(shè)計(jì)參考。進(jìn)行單個(gè)零件的建模。10 ra完成整個(gè)部件的裝配。進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。matlab滑塊位移圖線(xiàn)0.05由于函數(shù)式的參數(shù)定義域的原因，位移圖像會(huì)出現(xiàn)部分尖銳突起，但不影響 整體運(yùn)動(dòng)超勢(shì)inventor滑塊運(yùn)動(dòng)仿真位移圖線(xiàn)-2;1234567matlab滑塊速度圖線(xiàn)v3(平面運(yùn)動(dòng):5) ( mm/s)時(shí)間（s ） v（平面運(yùn)動(dòng):5） （ mm/s ）1.000e+035.000e+02o.oooe+oo -5.000e+02 -1.000e+03 -1.500e

24、+03 -2.000e+0320a3(平面運(yùn)動(dòng):5) ( mm/sa2)時(shí)間(s )a3(平面運(yùn)動(dòng):5) (mm/sa2)01234567matlab滑塊加速度圖線(xiàn)2.000e+041.500e+041.000e+045.000e+03o.oooe+oo -5.000e+03 -1.000e+04 -1.500e+04 -2.000e+04由以上對(duì)比，我們可以清楚地看到，由分析法計(jì)算的機(jī)構(gòu)沖頭運(yùn)動(dòng)規(guī)律，與 實(shí)際的運(yùn)動(dòng)仿真基本上完全吻合。同時(shí)，我們乂對(duì)沖頭進(jìn)行了有限元分析，發(fā)現(xiàn)沖頭受到的沖擊載荷還是比較大的，因而在實(shí)際生產(chǎn)屮應(yīng)使用可更換的沖頭，以確保機(jī)構(gòu)工作的安全性和冇效 性。類(lèi)型：mises等

25、效應(yīng)力單位：mpa2011/6/2, 18:05:020.1705最大值0.0089最小値第五部分：送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明(-)送料機(jī)構(gòu)的選型1流水線(xiàn)的構(gòu)思由于在實(shí)際生產(chǎn)中，為了提高效率，易拉罐從坯料的剪切，送料，沖壓成型, 取料，再填充這一些列循環(huán)并不是彼此獨(dú)立的，而是在流水線(xiàn)上一次完成的。因 此，我們組決定結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，在送料設(shè)計(jì)屮，體現(xiàn)出流水線(xiàn)的思想。雖然我們的課題只涉及整個(gè)流水線(xiàn)小沖壓這一環(huán)節(jié)，但是考慮到整個(gè)工序各 種機(jī)構(gòu)的布置緊湊，動(dòng)力傳遞的高效便捷，我們選用了環(huán)形的流水線(xiàn)。2 槽輪機(jī)構(gòu)的確定曲題目要求，送料為間歇運(yùn)動(dòng)，70件/分。在機(jī)械原理中，我們學(xué)過(guò)的常見(jiàn) 的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)

26、構(gòu)主要是凸輪、棘輪和槽輪三種，于是大家就這三種機(jī)構(gòu)分別進(jìn)行 了思考和設(shè)計(jì)。最終，大家一致選擇了椚輪機(jī)構(gòu)，主要是考慮到以下兒點(diǎn)：（1）為什么不選凸輪機(jī)構(gòu)？凸輪是最常用的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其力學(xué)性能良好，設(shè)計(jì)自曲度大，可以 精確實(shí)現(xiàn)很多人們希望的運(yùn)動(dòng)形式。但是凸輪實(shí)現(xiàn)的間歇運(yùn)動(dòng)多為往復(fù)式 的，如果與環(huán)形流水線(xiàn)這樣單朝一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)相配合，就顯得不太便 捷了。（2）為什么不選棘輪機(jī)構(gòu)？棘輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、運(yùn)動(dòng)可靠，是應(yīng)用很廣的機(jī)構(gòu)，在插齒 機(jī)等機(jī)械中都有應(yīng)用。但是棘輪主動(dòng)件棘爪是連續(xù)的往復(fù)擺動(dòng)，這需要我們 的原動(dòng)件經(jīng)過(guò)降速后連接一個(gè)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，不僅造成運(yùn)動(dòng)鏈的復(fù)雜化，同 時(shí)由于送料的精度要

27、求較高，止動(dòng)時(shí)機(jī)與位置都有嚴(yán)格要求，而棘輪的主耍 缺點(diǎn)之一就是運(yùn)動(dòng)精度較差。再加上棘輪在工作時(shí)沖擊和噪聲較大，只能用 于低速輕載的場(chǎng)合，故被我們排除。（3）為什么選擇槽輪機(jī)構(gòu)？槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、外形尺寸小、機(jī)械效率高，能夠較平穩(wěn)地、間歇地 轉(zhuǎn)位，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)車(chē)床、電影膠片輸送送等機(jī)械中。出于流水線(xiàn)要求精 確轉(zhuǎn)動(dòng)，故理想的動(dòng)力傳遞就是多級(jí)齒輪降速后直接將勻速轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)為間歇 轉(zhuǎn)動(dòng)，槽輪機(jī)構(gòu)正符合了這種設(shè)計(jì)要求。只要經(jīng)過(guò)恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，就能得到比 較理想的結(jié)構(gòu)與傳動(dòng)性能。故大家都同意了用槽輪機(jī)構(gòu)來(lái)?yè)?dān)負(fù)送料的重任。（二）送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1 流水線(xiàn)設(shè)計(jì)我們按照實(shí)際牛產(chǎn)屮的流水線(xiàn)，并結(jié)合整體沖壓機(jī)構(gòu)的尺寸和布

28、局，只是作 為示意性質(zhì)地模擬了一個(gè)較小的流水線(xiàn)。因加工為70件/分，為了計(jì)算的方便,圓周上分布的坯料數(shù)取了 14,為7的倍數(shù)。2.槽輪機(jī)構(gòu)的選型與幾何尺寸計(jì)算右圖為槽輪運(yùn)動(dòng)的角速度與角加速度的 最大值與槽數(shù)z的關(guān)系曲線(xiàn)?？梢?jiàn)，隨著槽 數(shù)7的增加，運(yùn)動(dòng)越來(lái)越平穩(wěn)。由于在我們的送料機(jī)構(gòu)屮，槽輪的轉(zhuǎn)動(dòng) 要帶動(dòng)一個(gè)較大的流水線(xiàn)，故為了改善動(dòng)力性能，我們選用z二6,徑向槽均勻分布的外槽輪機(jī)構(gòu)。而主動(dòng)撥桿為單【員i銷(xiāo)式。根據(jù)機(jī)械安裝的空間尺寸，確定中心距為243. 3mm,對(duì)稱(chēng)安裝。i員i銷(xiāo)半徑f= 25mm。撥桿半徑2=25mm槽輪槽i【半徑強(qiáng)32?scqff3q,*25 mm槽口深 h>s (l r r) = 25 (43.3 25 2.5) = 9.2mm取 h = 15mm槽輪輪葉齒頂厚度b= 310mm，取b = 5mm根據(jù)b確定撥盤(pán)鎖止弧& = 20mm3 槽輪與流水線(xiàn)的傳動(dòng)我們采用內(nèi)外齒輪傳動(dòng)的方法將動(dòng)力均勻精確地傳遞到流水線(xiàn)上。主動(dòng)外齒 輪固連于榊輪，外齒圈固連于流水線(xiàn)。根據(jù)機(jī)械安裝的空間尺寸，確定屮心距a=40mm槽輪轉(zhuǎn)1/6圈,流水線(xiàn)轉(zhuǎn)1/14圈，故傳動(dòng)比山蠱=扌則兩齒輪分度圓直徑壬=和彳乂 d2 d, =