機(jī)械原理設(shè)計(jì)書

1、貴州大學(xué)明德學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)明 德 學(xué) 院機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書院 系： xxxxxxx 年 級(jí)： xxxxxxxx 專 業(yè)： xxxxxxxxxxxx 班 級(jí)： xxxxxxx 學(xué) 號(hào)： xxxxxxx 姓 名： xxx 2016年x月x日目 錄前言3機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)概要 4第1章功能分析及流程分析71.1 設(shè)計(jì)要求71.2 設(shè)計(jì)原理圖與功能分析71.3 功能分解81.4 各種傳動(dòng)裝置特點(diǎn)91.5原動(dòng)機(jī)的選擇101.6傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇 13第2章 各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方案分析與設(shè)計(jì)142.1 送料機(jī)構(gòu)分析142.2 加緊機(jī)構(gòu)分析162.3 進(jìn)刀機(jī)構(gòu)分析182.4 凸輪機(jī)構(gòu)分析192.5 總方案對(duì)比確定最優(yōu)

2、方案202.6 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖22第3章 各機(jī)構(gòu)尺寸的確定183.1 工件尺寸的確定243.2擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖243.3 送料機(jī)構(gòu)尺寸的確定253.4 夾緊機(jī)構(gòu)尺寸的確定263.5 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)尺寸的確定30第4章 總體裝配圖324.1 確定刀架位置324.2 確定夾緊機(jī)構(gòu)位置324.3 確定推桿的長(zhǎng)度324.4 整體的結(jié)構(gòu)32第5章 設(shè)計(jì)總結(jié)及感謝34第6章 參考文獻(xiàn)35附件一：總裝圖36附件二：送料機(jī)構(gòu)的尺寸圖37前言 機(jī)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是工科院校機(jī)械類學(xué)生在大學(xué)期間利用已學(xué)過的知識(shí)和計(jì)算機(jī)工具第一次比較全面的、具有實(shí)際內(nèi)容和意義的課程設(shè)計(jì)，也是機(jī)械原理課程的一個(gè)重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。機(jī)械原理

3、課程設(shè)計(jì)是將知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力的橋梁，其主要目的是進(jìn)一步鞏固和加深學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)，并將其系統(tǒng)化；培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力；使學(xué)生初步掌握機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)，并在機(jī)構(gòu)分析與綜合方面受到一次比較全面的訓(xùn)練。 隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展和人民生活水平的日益提高，機(jī)械產(chǎn)品種類日益增加。例如：各種金屬切削機(jī)床、儀器儀表、重型機(jī)械、輕工機(jī)械、紡織機(jī)械、石油化工機(jī)械、交通運(yùn)輸機(jī)械、海洋作業(yè)機(jī)械、鋼鐵成套設(shè)備以及辦公設(shè)備、家用電器、兒童玩具等。各種機(jī)械設(shè)備一般均需實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和操作過程的自動(dòng)化，或者實(shí)現(xiàn)某一工藝動(dòng)作過程。因此，機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)首先需要進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)和構(gòu)思，各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)

4、的選用和創(chuàng)新設(shè)計(jì)。這些新機(jī)械設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)者除了掌握各種典型機(jī)構(gòu)的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用場(chǎng)合等知識(shí)外，還要考慮如何選擇巧妙的工藝動(dòng)作過程來達(dá)到預(yù)定的機(jī)械功能求，如何選用或創(chuàng)新機(jī)構(gòu)型式并組合成機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案完成上述選定的工藝過程。 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案及機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)是機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的第一步，也是決定機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量水平高低、性能優(yōu)劣和經(jīng)濟(jì)效益好壞的關(guān)鍵性的一步。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)要求針對(duì)某種簡(jiǎn)單機(jī)器（工藝動(dòng)作過程比較簡(jiǎn)單）進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)，其中包括機(jī)器功能分析、工藝動(dòng)作確定、執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案評(píng)價(jià)和機(jī)構(gòu)尺度綜合等。通過機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)，更為重要的是培養(yǎng)學(xué)生開發(fā)和創(chuàng)新機(jī)械的能力。

5、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)在機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)中占有十分重要的位置。因此，機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)在機(jī)械學(xué)生的知識(shí)體系訓(xùn)練中，具有不可替代的重要作用。 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)概要 鎖梁自動(dòng)成型機(jī)床切削機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)一、機(jī)構(gòu)說明和加工示意圖鎖梁自動(dòng)成型機(jī)床加工鎖梁（即掛鎖上用于插入門扣的鉤狀零件）的工序?yàn)椋簩⒈P圓鋼條校直、切槽、車圓頭、切斷和搬彎成型。本機(jī)構(gòu)為該機(jī)床的搬彎成型切削工藝部分，由送料機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)和切削進(jìn)給機(jī)構(gòu)組合而成。切削加工原理如圖1：送料夾持器1將工件7送到切削加工工位。彈簧夾頭的錐套6移動(dòng)，使夾緊爪5將工件7夾緊，送料夾持器1即返回。圓錐凸輪2移動(dòng)，使與切槽刀桿和切斷刀桿相聯(lián)的擺桿3擺動(dòng)，開始進(jìn)刀，由于刀盤4

6、的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，是工件被出圓槽、圓頭和最后切斷。圓錐凸輪2返回，擺動(dòng)刀桿退刀，彈簧夾頭松開工件，待送料夾持器1第二次送進(jìn)時(shí)，將已切削成型的工件推出工位。圖1 鎖梁自動(dòng)成型機(jī)床切削機(jī)構(gòu)加工示意圖 1送料夾持器 2圓錐凸輪 3擺桿 4刀盤 5夾緊爪 6錐套 7工件二、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的有關(guān)數(shù)據(jù)1、生產(chǎn)率: 24 件/分2、機(jī)電輸入轉(zhuǎn)速：n1=950 轉(zhuǎn)/分3、工件尺寸：L=180 ，D1=8 ，D2=5 三、課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目?jī)?nèi)容： 1、目標(biāo)分析：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書中規(guī)定的設(shè)計(jì)任務(wù)，進(jìn)行功能分析，作出工藝動(dòng)作的分解， 明確各個(gè)工藝動(dòng)作的工作原理。 2、創(chuàng)新構(gòu)思：對(duì)完成各工藝動(dòng)作和工作性能的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行全面構(gòu)思

7、。對(duì)各可行方案進(jìn)行運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)型式設(shè)計(jì)和協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。 3、方案擬定：擬定總體方案，進(jìn)行執(zhí)行系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、原動(dòng)機(jī)的選擇和基本參數(shù)設(shè)計(jì)。 4、方案評(píng)價(jià)：對(duì)各行方案進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析、力分析及有關(guān)計(jì)算、以進(jìn)行功能、性能評(píng)價(jià)和技術(shù)、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。 5、方案決策：在方案評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上進(jìn)行方案決策，在可行方案。確認(rèn)其總體設(shè)計(jì)方案，繪制系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、編寫總體方案設(shè)計(jì)說明書。四、課程設(shè)計(jì)要求： 1、按工藝動(dòng)作設(shè)計(jì)多個(gè)組合機(jī)構(gòu)的總體方案，根據(jù)評(píng)標(biāo)的運(yùn)動(dòng)特性、傳力特性、工作可靠性、結(jié)構(gòu)緊湊性和制造經(jīng)濟(jì)性等進(jìn)行分析比較，最后確定一、二個(gè)較好的方案，擬定出運(yùn)動(dòng)方案示意圖。 2、分解工藝動(dòng)作，根據(jù)生產(chǎn)率繪制送料機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)

8、和進(jìn)刀機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。 3、根據(jù)生產(chǎn)率和電機(jī)轉(zhuǎn)速，設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)。 4、用圖解法對(duì)送料機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)和進(jìn)刀機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，繪制組合機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。 5、用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，繪出凸輪輪廓和從動(dòng)件位移曲線。 6、編寫課程設(shè)計(jì)說明書。內(nèi)容包括：設(shè)計(jì)題目、工藝要求、設(shè)計(jì)內(nèi)容、方案選擇與比較、各機(jī)構(gòu)類型和運(yùn)動(dòng)參數(shù)的選擇、執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、參考資料目錄和設(shè)計(jì)小結(jié)等。五、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)題目數(shù)據(jù)。附表1-1.1 鎖梁自動(dòng)成型機(jī)床切削機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)題目數(shù)據(jù)題目代號(hào)A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10生 產(chǎn) 率10121518202425283032電機(jī)轉(zhuǎn)速70075080085

9、09009501000110012001250工件長(zhǎng)度250240225200190180160150120100工件D1101099886655工件D2776655443.53.5齒輪模數(shù)665544332.52.5第1章 ：功能分析及流程分析1.1 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)鎖梁自動(dòng)成型機(jī)床，在連續(xù)的送料過程中實(shí)現(xiàn)機(jī)床的自動(dòng)送料，自動(dòng)夾緊，自動(dòng)切削，自動(dòng)下料的功能設(shè)計(jì)要求鎖梁：圖1-1-1圖1-1-1所示為掛鎖的一個(gè)零件，稱為“鎖梁”。鎖梁自動(dòng)成型機(jī)床切削機(jī)構(gòu)的功能是將材料切削加工成扳彎前”鎖梁”。（1） 連續(xù)自動(dòng)生產(chǎn)；（2）加工質(zhì)量要達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求；（3）機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案應(yīng)力求簡(jiǎn)單，可靠； 1.2

10、 設(shè)計(jì)原理圖與功能分析圖1-1-21送料夾持器 2圓錐凸輪 3擺桿 4刀盤5夾緊爪 6錐套 7工件切削加工原理如上圖1-1-2：送料夾持器1將工件7送到切削加工工位；彈簧夾頭的錐套6移動(dòng)，使夾緊爪5將工件7夾緊，送料夾持器1即返回；圓錐凸輪2移動(dòng)，使與切槽刀桿和切斷刀桿相聯(lián)的擺桿3擺動(dòng)，開始進(jìn)刀，由于刀盤4的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使工件被切出圓槽，圓頭和最后切斷；圓錐凸輪2返回，擺動(dòng)刀桿退刀，彈簧夾頭松開工件，待送料夾持器1第二次進(jìn)刀時(shí)，將已切削成型的工件推出工位。（1）在送料過程中要體現(xiàn)出急送慢回的現(xiàn)象，所以要采用四桿機(jī)構(gòu)或六桿機(jī)構(gòu)，在送料過程中送料機(jī)構(gòu)要沿導(dǎo)軌做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 （2）刀具有相對(duì)的進(jìn)刀運(yùn)

11、動(dòng)，滿足刀具的往復(fù)切削要求。 （3）夾緊機(jī)構(gòu)必須要配合送料機(jī)構(gòu)，當(dāng)送料時(shí)夾緊機(jī)構(gòu)會(huì)松開，當(dāng)返回時(shí)夾緊機(jī)構(gòu)要加緊，要求夾緊機(jī)構(gòu)必須能有一定的周期，并且要有相對(duì)的位置上的移動(dòng)。（4）動(dòng)力傳送。1.3 功能分解為了實(shí)現(xiàn)將工件切削加工成型的形狀，可將總功能分解為如下圖1-3-1分功能： 1.送料功能； 2.夾緊功能； 3.切削功能。夾持送料器：做間歇直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)錐套：做間歇往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)夾緊爪：擴(kuò)張收縮運(yùn)動(dòng)切刀：做擺動(dòng)圓錐凸輪：往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)返回夾緊松開切槽下料材料夾緊材料切削鎖梁自動(dòng)成型機(jī)床切削功能材料送料夾緊送料其功能邏輯圖如圖1-3-1所示：圖1-3-1 功能邏輯圖1.4 各種傳動(dòng)裝置特點(diǎn)各種傳動(dòng)裝

12、置的特點(diǎn)如下表1-1特點(diǎn)壽命應(yīng)用齒輪傳動(dòng)承載能力和速度范圍廣，傳動(dòng)比恒定，外輪廓尺寸小，工作可靠，效率高，制造和安裝要求高，精度低。運(yùn)轉(zhuǎn)有噪音，無過載保護(hù)取決于齒輪材料的接觸和彎曲疲勞強(qiáng)度以及抗膠合與抗摩擦能力金屬切削機(jī)床，汽車，起重設(shè)備等蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，單級(jí)傳動(dòng)能得到很大的傳動(dòng)比；傳動(dòng)平穩(wěn)，無噪音；可制成自鎖機(jī)構(gòu)；傳動(dòng)比大、滑動(dòng)速度低時(shí)效率低；中、高速傳動(dòng)需用昂貴的減磨材料；制造精度要求高，刀具費(fèi)用貴。制造精確，潤(rùn)滑良好，壽命較長(zhǎng)；低速傳動(dòng)，磨損顯著金屬切削機(jī)床（特別是分度機(jī)構(gòu)）、起重機(jī)、冶金礦山機(jī)械、焊接轉(zhuǎn)胎等帶傳動(dòng)軸間距范圍大，工作平穩(wěn)，噪音小，能緩和沖擊，吸收振動(dòng)；摩擦型帶傳動(dòng)有過載

13、保護(hù)作用；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，安裝要求不高；外廓尺寸較大；摩擦型帶有滑動(dòng)，不能用于分度鏈；由于帶的摩擦起電，不宜用于易燃易爆的地方；軸和軸承上的作用力很大，帶的壽命較短帶輪直徑大，帶的壽命長(zhǎng)。普通V帶 3500-5000h金屬切削機(jī)床、鍛壓機(jī)床、輸送機(jī)、通風(fēng)機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械和紡織機(jī)械表1-1第2章 各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方案分析與設(shè)計(jì)2.1送料機(jī)構(gòu)分析 目的：工件送料功能需要采用急進(jìn)慢回的往復(fù)直線移動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。（一）六桿機(jī)構(gòu) 完成該功能我們可以采用六桿機(jī)構(gòu)，六桿機(jī)構(gòu)是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為一定范圍內(nèi)的往復(fù)直線移動(dòng)。當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過連桿使滑塊實(shí)現(xiàn)沿導(dǎo)軌的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)送料功能。下圖2-1-2即為六桿機(jī)構(gòu)。

14、  圖2-1-2 1原動(dòng)件 2、5滑塊 3、4、6桿 功能：用于將旋轉(zhuǎn)遠(yuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成有急進(jìn)慢回特性的直線往復(fù)移動(dòng)。特點(diǎn)：原動(dòng)件1可以固定在一個(gè)齒輪圓盤，使其帶動(dòng)3旋轉(zhuǎn)?；瑝K2始終在桿3上移動(dòng)。缺點(diǎn)：摩擦很大，易造成機(jī)構(gòu)磨損，使其壽命降低。自由度計(jì)算： n=5 P1=7 Ph=0 F=3X5-(2X7+0) =1（二）平面四桿機(jī)構(gòu) 圖2-1-3 1機(jī)架 2凸輪 3桿 4滑塊 功能：用于將旋轉(zhuǎn)遠(yuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成間歇特性的往復(fù)移動(dòng) 工作原理：齒輪圓盤固定在機(jī)架1上，通過桿3將遠(yuǎn)動(dòng)傳遞滑塊4，滑塊4在此做間歇性往復(fù)遠(yuǎn)動(dòng)。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性能好。缺點(diǎn)：急進(jìn)慢退性能較差。自由度：n=3 Pl=4 Ph=

15、0 F=3*3-(2*4+0)=1兩者相比較，六桿機(jī)構(gòu)較為合適，并且六桿機(jī)構(gòu)可以隨意的控制送料機(jī)構(gòu)的急進(jìn)慢回特性，更好的實(shí)現(xiàn)急進(jìn)慢回的特性；四桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性能好，但急進(jìn)慢退性能較差。因此送料機(jī)構(gòu)應(yīng)選用六桿機(jī)構(gòu)。2.2夾緊機(jī)構(gòu)分析夾緊機(jī)構(gòu)所具有的功能是在送料機(jī)構(gòu)送料時(shí)夾緊機(jī)構(gòu)是處于松開的狀態(tài)，在返回時(shí)應(yīng)加緊工件進(jìn)行加工，在一個(gè)周期內(nèi)完成一次加緊和松開，配合送料機(jī)構(gòu)完成加緊和松開。在夾緊機(jī)構(gòu)中還需要和杠桿共同使用才能保證機(jī)構(gòu)順利完成各項(xiàng)任務(wù)。下面有三種方案可供選擇，如下圖2-2-1、2-2-2所示：（1） 凸輪+搖桿機(jī)構(gòu)：圖2-2-11凸輪 2滾子 3、5、6桿 4滑塊7機(jī)架 8錐套 9彈

16、簧（2）凸輪 + 連桿機(jī)構(gòu):圖2-2-2 1錐套 2、5桿 3機(jī)架 4滾子 6彈簧 7凸輪比較兩種方案：這兩種方案從圖中可以很明顯的看出不同點(diǎn)，3圖與1圖相比較，1圖較好一點(diǎn)，1圖中的機(jī)架位于6桿的中間可以保證凸輪的升程和夾緊機(jī)構(gòu)的位移相同，減小了凸輪的推程，可以減小凸輪的基圓半徑，減小凸輪的體積，從而達(dá)到減輕重量的目的。1圖使用推桿有滾子減小了推桿和凸輪的摩擦，減小磨損，可以保證良好的傳動(dòng)效果。同時(shí)使用彈簧9會(huì)使桿與滾子形成的高副接觸良好，并且錐套在松開時(shí)較為方便。但是，1圖中也有些不足之處，就是滑塊4在移動(dòng)的過程中摩擦較大。而2圖就不同了，它不僅具有1圖所具備的優(yōu)點(diǎn)，而且也避免了1圖中所出

17、現(xiàn)的不足，因此2圖是最優(yōu)的選擇。2.3 進(jìn)刀機(jī)構(gòu)分析進(jìn)刀機(jī)構(gòu)所要求的是間歇性往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，所以用到凸輪結(jié)構(gòu)，保證在送料的時(shí)候不進(jìn)行進(jìn)刀，當(dāng)加緊機(jī)構(gòu)加緊時(shí)才進(jìn)行切削運(yùn)動(dòng)，并且在最后的加工時(shí)刀具應(yīng)保證道具可以連續(xù)的加工一周。如圖2-3-1，大致圖像參考加緊機(jī)構(gòu)。 圖2-3-11圓錐凸輪 2、5桿 3機(jī)架 4滾子6彈簧 7凸輪功能：將旋轉(zhuǎn)遠(yuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為打架間歇往復(fù)遠(yuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)和工作原理:凸輪7的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)推桿5的水平移動(dòng)，通過滾子。4推動(dòng)豎直桿2擺動(dòng)，從而使得刀架間歇往復(fù)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)刀架的進(jìn)給功能。其中，推桿5上的兩個(gè)滾子有效地減小了系統(tǒng)摩擦，改善了機(jī)構(gòu)的傳遞性能，使得機(jī)構(gòu)的傳遞效率大大的提高，彈簧6的使

18、用使得豎直桿2與凸輪形成力封閉，保證了豎直桿2的往復(fù)間歇擺動(dòng)。使本機(jī)構(gòu)具有良好的動(dòng)力性能。綜上所述，經(jīng)比較可知圖2-3-1所示的（凸輪 + 連桿機(jī)構(gòu)）傳遞性能好，磨損較小，且豎直桿與凸輪通過彈簧形成力封閉，可保證刀架的間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)。2.4 凸輪機(jī)構(gòu)分析一般以凸輪為主動(dòng)件，作連續(xù)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或平移運(yùn)動(dòng)，其輪廓曲線的形狀取決于從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。只需設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，便可使從?dòng)件得到任意的預(yù)期運(yùn)動(dòng)，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便，因而在自動(dòng)機(jī)床、輕工機(jī)械、紡織機(jī)械、印刷機(jī)械、食品機(jī)械、包裝機(jī)械和機(jī)電一體化產(chǎn)品中得到了廣泛運(yùn)用。但是它的從動(dòng)件與凸輪間為點(diǎn)線接觸，易磨損，只適用于傳力不大的場(chǎng)合；再者凸輪加

19、工比較困難；最后凸輪從動(dòng)件的行程不能過大，否則會(huì)使凸輪變得笨重。凸輪關(guān)系到加緊機(jī)構(gòu)和進(jìn)刀結(jié)構(gòu)，根據(jù)要求必須要保證兩者之間保持相對(duì)的時(shí)間間距，應(yīng)選擇合適的基圓大小選擇合適的偏移位置，以保證合適的壓力角增加傳動(dòng)性能。具體的凸輪尺寸下文具體介紹。2.5 總方案對(duì)比確定最優(yōu)方案方案一：圖2-5-1方案二：（最優(yōu)方案）圖2-5-2方案說明： 曲柄8，滑塊9，導(dǎo)桿10，連桿11，滑塊12構(gòu)成送料機(jī)構(gòu)；凸輪14，滾子16，推桿19，滾子20，擺桿24，夾緊套26，彈簧21構(gòu)成夾緊機(jī)構(gòu)；凸輪13，滾子15，推桿17，滾子18，擺桿23，錐套25，彈簧22構(gòu)成進(jìn)給機(jī)構(gòu)。 夾緊凸輪14和進(jìn)給凸輪13，齒輪7，曲柄

20、8在同一軸上，齒輪5，6在同一軸上，齒輪4，3在同一軸上，空間擺放位置一致。送料功能：選用六桿機(jī)構(gòu)，如圖2-1-2所示。 夾緊功能：選用凸輪機(jī)構(gòu)+連桿機(jī)構(gòu)，如圖2-2-2所示。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定，具有間歇特性。 進(jìn)給功能：選用凸輪 + 連桿機(jī)構(gòu)，如圖2-3-1所示，機(jī)構(gòu)穩(wěn)定，運(yùn)動(dòng)具有確定性。工作原理說明：電機(jī)1通過皮帶2，傳到3，齒輪4傳到齒輪5，齒輪6傳到齒輪7，從而帶動(dòng)曲柄8，夾緊凸輪14進(jìn)給凸輪13以相同角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄8通過滑塊9，導(dǎo)桿10，連桿11，將曲柄的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為送料器12的往復(fù)運(yùn)動(dòng)；夾緊凸輪14通過滾子16，推桿19，滾子20，擺桿24將凸輪的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為夾緊套26的間歇往復(fù)

21、運(yùn)動(dòng)；進(jìn)給凸輪13通過滾子15，推桿17，滾子18，擺桿23將凸輪的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為進(jìn)給裝置的間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)。其中，彈簧21和彈簧22使擺桿24和擺桿23與對(duì)應(yīng)的凸輪形成力封閉，使擺桿24和擺桿23能夠進(jìn)行往復(fù)間歇擺動(dòng)。推桿27和推桿28在凸輪的帶動(dòng)之下，從而去使擺桿24和擺桿23能夠進(jìn)行往復(fù)間歇擺動(dòng)。2.6 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖（1） 繪制機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖如下圖2-6-1圖2-6-1 機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖（二）形態(tài)學(xué)矩陣法創(chuàng)建機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案功能元功能元分解（匹配機(jī)構(gòu)）123減速一帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)減速二帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)減速三帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)送料機(jī)構(gòu)無間歇往復(fù)移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)六桿機(jī)

22、構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)夾緊套的間歇往復(fù)移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)給錐套的間歇往復(fù)移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)表2-1 根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖可構(gòu)成形態(tài)學(xué)矩陣，由下表所示的形態(tài)學(xué)矩陣可求出鎖梁自動(dòng)成型切削系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方案數(shù)為： N = 3×3×3×3×3×3= 729第3章 各機(jī)構(gòu)尺寸的確定3.1 工件尺寸的確定 根據(jù)工件的長(zhǎng)度為180mm,機(jī)床的生產(chǎn)率為24件每分鐘，電機(jī)的轉(zhuǎn)速為950轉(zhuǎn)每分鐘，可以算出每生產(chǎn)一件工件需要的時(shí)間為60/24=2.5秒。3.2擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖根據(jù)工藝動(dòng)作順序和協(xié)調(diào)要求，可以得出送料，加緊，進(jìn)刀的大概時(shí)間和角

23、度分配情況如圖3-2-1：圖3-2-1執(zhí)行階段運(yùn)動(dòng)階段運(yùn)動(dòng)時(shí)間(s)分配轉(zhuǎn)角(°)送料階段送料回程0.9028s1.5972s130°230°夾緊階段初始上升夾緊回程0.6597s0.3125s1.1805s0.3472s95°45°170°50°切削階段初始上升遠(yuǎn)休回程0.9722s1.04167s00694s04167s140°150°10°60° 表3-1送料：進(jìn)程0°- 130° 回程130°- 360°夾緊：近休0°- 95&

24、#176; 推程 95°- 140° 遠(yuǎn)休 140°- 310° 回程310°- 360°進(jìn)給：近休0°- 140° 推程140°- 290° 遠(yuǎn)休290°- 300° 回程300°-340°從圖3-2-1和表3-1中我們可以看出當(dāng)送料還未完成時(shí)夾緊機(jī)構(gòu)就開始做夾緊運(yùn)動(dòng)，直達(dá)下一次夾緊之前才開始松開，當(dāng)夾緊機(jī)構(gòu)完全加緊后才開始進(jìn)刀運(yùn)動(dòng)。由此圖可以得出三者之間的角度大小關(guān)系。3.3送料機(jī)構(gòu)尺寸的確定圖3-3-1如圖3-3-1所示，根據(jù)工件長(zhǎng)度L=180mm，

25、可確定滑塊行程為180mm。為滿足送料時(shí)有快進(jìn)慢退特性，采用以上六桿機(jī)構(gòu)，取曲柄1的極位夾角為72°，則行程速比系數(shù)K=(180+72)/(180-72)=2.3，極位夾角=180*（k-1）/（k+1）=71°，導(dǎo)桿CD長(zhǎng)90/sin36°=153mm，給定AC=60mm，則曲柄長(zhǎng)AB為60*sin36°=35mm，為使送料最大壓力角為合適值36°，取DE垂直于工件的距離為60mm,則連桿4長(zhǎng)為60/sin36°=102mm。計(jì)算可得出導(dǎo)桿3的擺動(dòng)角度為108°，送料機(jī)構(gòu)的最大壓力角為36°，最小傳動(dòng)角為54&#

26、176;。綜上：L=180mm DE=102mm CD=153mmAC=60mmAB=35mm 3.4 夾緊機(jī)構(gòu)尺寸的確定圖3-4-1如圖3-4-1所示，夾緊機(jī)構(gòu)采用的是凸輪連桿機(jī)構(gòu)。這里的推桿5與凸輪中心相對(duì)，偏心距為0，支點(diǎn)3位于加緊套與推桿5豎直距離的中點(diǎn)處，以保證推桿5的移動(dòng)距離與夾緊套的移動(dòng)距離相等。而推桿5和擺桿2的長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際裝配要求確定，只要滿足其推程確定就可以了，所以這里只要確定凸輪，設(shè)計(jì)凸輪尺寸見第三部分計(jì)算機(jī)調(diào)試機(jī)構(gòu)中的凸輪形狀運(yùn)動(dòng)調(diào)試。35進(jìn)給機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算 圖3-4-2如圖2-1.3所示，進(jìn)給機(jī)構(gòu)采用的是凸輪連桿機(jī)構(gòu)。這里的推桿5與凸輪中心相對(duì)，偏心距為0，支點(diǎn)3位于錐

27、套與推桿5豎直距離的2/3處，以保證錐套進(jìn)給距離是推桿5移動(dòng)距離的兩倍。而推桿5和擺桿2的長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際裝配要求確定，只要滿足其推程確定就可以了，所以這里只要確定凸輪，設(shè)計(jì)凸輪尺寸見第三部分計(jì)算機(jī)調(diào)試機(jī)構(gòu)中的凸輪形狀運(yùn)動(dòng)調(diào)試。36凸輪的數(shù)學(xué)建模夾緊階段凸輪設(shè)計(jì)整理此時(shí)凸輪的升程就可以確定了為25mm，基圓半徑定為75mm，滾子半徑10mm，選取對(duì)心凸輪則偏心距為0.根據(jù)凸輪的仿真設(shè)計(jì)。所以應(yīng)選用這一項(xiàng)作為計(jì)算凸輪的尺寸，升程最大壓力角如下圖3-4-3所示： 圖3-4-3回程最大壓力角如下圖3-4-3所示：圖3-4-4最小曲率半徑如下圖3-4-4所示：圖3-4-5運(yùn)動(dòng)規(guī)律圖如下圖3-4-5：圖3-

28、4-6如下圖所示的動(dòng)態(tài)仿真圖3-4-6：圖3-4-7基圓半徑：R0 =75mm滾子半徑：Rb =10mm偏距：E=0mm升程：H=25 mm推程運(yùn)動(dòng)角：45遠(yuǎn)休止角：170回程角：50近休止運(yùn)動(dòng)角：95最小曲率半徑：min=45mm升程最大壓力角max =29.987 進(jìn)給階段凸輪設(shè)計(jì)整理3.7傳動(dòng)機(jī)構(gòu)尺寸的確定根據(jù)表1-1可得從電機(jī)出來后一定要先經(jīng)過皮帶傳動(dòng)，可以增大主動(dòng)輪到從動(dòng)輪的距離，其次有利于緩和沖擊，且安裝和整體的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。轉(zhuǎn)速為950r/min的電動(dòng)機(jī)經(jīng)皮帶2，傳到3，齒輪4傳到齒輪5，齒輪6傳到齒輪7，從而帶動(dòng)曲柄8，夾緊凸輪14進(jìn)給凸輪13以相同角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)給凸輪，送料曲柄

29、同步轉(zhuǎn)動(dòng)。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)送料，夾緊，進(jìn)給的功能。由于生產(chǎn)率為24件/分,而電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為950r/min，則i = n4/ n電= 950/24=40一級(jí)減速（皮帶減速） i1= n1/n2 =5二級(jí)減速（齒輪減速） i2= n3/n4 =4三級(jí)減速（齒輪減速） i3= n3/n6 =2i = i1×i2 ×i3 =40如圖3-5-2所示，輪一和輪二用皮帶相連，其余為齒輪傳動(dòng)，模數(shù)m=4, D1=40mm, D2=200mm, Z3=Z5=20,Z4=80,Z6=40,D3=60mm,D5=60mm，D4=240mm，D6=120mm圖3-5-2第4章 總體裝配圖4.1 整體的結(jié)

30、構(gòu)刀架的位置首先應(yīng)參考送料機(jī)構(gòu)的位置和運(yùn)動(dòng)情況，送料機(jī)構(gòu)的位置和運(yùn)動(dòng)如下： 從圖中我們可以看出物塊是在機(jī)架的水平左右180mm內(nèi)移動(dòng)，所以刀架與機(jī)架的水平位移必須要大于180mm，且刀架還要有相對(duì)的滑動(dòng)，所以間歇要留的足夠大，所以可以選取刀架與機(jī)架的水平位移為100mm，此時(shí)就可以把刀架的位置定下來了。4.2 確定夾緊機(jī)構(gòu)位置 同理，夾緊機(jī)構(gòu)與刀架也必須要保證一定的間隔，又因?yàn)閵A緊機(jī)構(gòu)的左右滑動(dòng)位移為10mm，所以可以選取夾緊機(jī)構(gòu)與刀架的水平位移為100mm，即如下圖4-2-1所示 圖4-2-14.3 確定推桿的長(zhǎng)度 由表3-1可知凸輪進(jìn)刀的具體參數(shù)，可知道近休止為95mm，遠(yuǎn)休止為170mm

31、，且當(dāng)送料時(shí)即凸輪在近休止時(shí)夾緊機(jī)構(gòu)處于松開的狀態(tài)，當(dāng)送料機(jī)構(gòu)返回時(shí)在處于遠(yuǎn)休止時(shí)夾緊機(jī)構(gòu)處于加緊狀態(tài)加工工件，所以可以得出當(dāng)凸輪處于遠(yuǎn)休止時(shí)L推桿+R滾子+75=265mm,滾子半徑為10mm，所以可以得出推桿長(zhǎng)度為180mm。4.4 整體的結(jié)構(gòu)在安裝整體尺寸圖時(shí)必須要保證在送料機(jī)構(gòu)返回時(shí)在處于遠(yuǎn)休止時(shí)夾緊機(jī)構(gòu)處于加緊狀態(tài)加工工件。圖4-4-1L=180mm ， 凸輪尺寸計(jì)算過程由數(shù)學(xué)關(guān)系計(jì)算得出總裝尺寸 ，由實(shí)際安裝得夾緊推28桿的長(zhǎng)度為180mm，進(jìn)給推桿27的長(zhǎng)度為180mm，18支點(diǎn)的尺寸為1/2總長(zhǎng)為61.88mm。第五章設(shè)計(jì)總結(jié)及感謝十幾天的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次實(shí)踐的過程中學(xué)到了一些除技能以外的其他東西,領(lǐng)略到了別人在處理專業(yè)技能問題時(shí)顯示出的優(yōu)秀品質(zhì),更深切的