1、Hefei University of Technology機械原理課程設計設 計 說 明 書設計題目自動送料沖床學生姓名羅春學號2013210816專業班級能源與動力工程13-1班指導教師吳天星朱家誠 2015年 7月10日目 錄1設計題目與要求11.1設計題目與功能用途簡述11.2使用環境和技術要求11.3全部原始參數22機械運動方案的擬定32.1機器運動方案的需求分析32.2多個運動方案比較42.3選定運動方案及說明73機構設計73.1機構運動循環圖83.2機構運動簡圖83.3機構運動分析113.4計算結果124結束語124.1主要工作內容124.2創新點134.3展望與感想13參考文獻

2、13II機械原理課程設計題目：設計：1設計題目與要求1.1設計題目與功能用途簡述設計題目：自動送料沖床綜合設計本機器將薄板自動送至沖壓工位并沖壓成型的，主要用于需要對零件進沖壓或拉伸等加工的場合。1.2使用環境和技術要求1.2.1使用環境 自動送料沖床主要用于現代工廠的自動化生產中，在將沖壓料或者沖壓件經過定向排列后，送入機床當中進行自動沖壓，有利于提高生產效率，減少生產過程當中可能出現的事故。1.2.2技術要求 1沖頭應有足夠的動能，使得其能克服沖壓過程中的阻力完成沖壓。 2送料裝置應在沖頭進入工作區域之前將薄板送入加工位置。 3在沖頭進行加工時，送料裝置應該停止送料。 4機構應有較好的傳遞

3、力的性能，以及較少的能量損耗。 5為提高工作效率，應有一定行程速度變化系數。1.3全部原始參數為完成機構的運動簡圖，經查閱資料后，設定原始參數如下。生產率（/min） 150加工尺寸（mm） 80送料距離（mm） 120輥軸半徑（mm） 40沖頭行程（mm） 100最小傳動角（º） 45º沖壓件尺寸（mm） 2000*1700*2墊板尺寸（mm） 200*20大齒輪軸心坐標（mm） （ 270,460）2機械運動方案的擬定2.1機器運動方案的需求分析對于自動送料機構的運動分析如下，當沖壓件被送入機構后，送料機構將沖壓件送至沖壓位置，沖壓機構對其進行沖壓加工，加工完畢后，沖壓

4、機構回復初始位置，送料機構再次送料，開始一個新的循環。 由上可見，自動送料沖床的機械運動過程可分解為沖壓機構和送料機構的兩個主要的運動：沖模的往復運動。下面將對各種能實現這種功能的機構進行一一比較并選出較為合理的機構。2.2多個運動方案比較（主要是機構的工作原理及特性，機械的組合方式等，并從多個角度進行對比分析）方案一 沖壓機構由擺動曲柄導桿機構與搖桿滑塊機構串聯組成，而送料機構的功能主要由凸輪機構實現，凸輪機構通過齒輪與原動件聯系方案評價：優點：1送料機構由擺動曲柄導桿機構與搖桿滑塊機構組成，能保證急回特性和 運動近于均勻速度的要求，且可調整位置使得壓力角較小，提高效率。 2凸輪機構可根據要

5、求設計出要求的輪廓，能精確的實現給定的運動。缺陷：1受凸輪本身尺寸限制，從動件位移有限，不適用于加工較長的沖壓件。 2與其他方案相比，實現運動的機構較復雜，運動規律不易確定。方案二： 沖壓機構采用對心曲柄滑塊機構，送料機構采用輥軸送料機構，兩個機構之間的運動通過凸輪相連接。送料機構的間歇運動通過凸輪實現。方案評價：優點：1機構運動緊湊設計方便，凸輪能實現比較精確的運動規律。 2輥軸送料機構送料誤差小，結構簡單，運行較為平穩。 3沖壓機構結構簡單，能減小壓力角，提高效率。能實現急回運動特性。缺點：凸輪輪廓加工較為復雜，且在本機構中，凸輪要起到連接送料機構和沖壓機構的作用，因此凸輪尺寸需要做的比較

6、大。使得機構比較笨重。大大增加了設計和制造的難度。 方案三： 在方案二的基礎上進行改進，將凸輪機構連接換成連桿與齒輪的組合機構連接，避免了沉重的凸輪機構，輥軸機構和滑塊通過原動件上的V型塊連接。方案評價： 優點：1送料誤差小，送料距離相等，運動較為平穩。 2結構緊湊，設計較為方便。 3沖壓機構簡單，能適當的減小壓力角，提高效率，并能實現急回特性。 缺點：1存在死點位置需要額外采用飛輪克服死點位置。 2.3選定運動方案及說明 綜合以上三種方案考慮，第三種方案結構簡單，缺點較少。能較好的實現要求的功能，故選擇第三種方案，下面對其進行簡要的說明。 自動送料沖床由兩部分組成，送料機構和沖壓機構。沖壓機

7、構由1,4,5,6,7,8組成，送料機構由1,2,9,10,3,7組成。沖壓件由送料機構送入沖壓位置后，之后沖壓裝置將沖模送到加工位置，送料位置停止運動，在加工完之后，沖模被送回到原來的位置，同時送料機構將新的沖壓件送入沖壓位置，開始一個新的循環。3機構設計3.1機構運動循環圖3.2機構運動簡圖 為了方便計算，將機構分成送料機構和沖壓機構，分別對其進行計算。下面先進行對心曲柄搖桿機構的計算。 給定的原始數據得沖頭行程H=100mm 易得滑塊的兩個極限位置分別處于上下 頂點， 所以有2O1A=100mm 所以O1A=50mm。 由整轉副存在的條件可得 O1A+eAB 其中e為偏心距，e=0. 所

8、以 AB50mm 為方便計算，取AB=150mm 下面利用最小傳動角求解曲柄滑塊機構的尺寸。 由曲柄滑塊機構的性質可得：當曲柄與機架共線的時候取得最小傳動角，故可得到取得兩個最小傳動角的位置。在O2D1C1中，由余弦定理可得：O2D12+D1C122O2D1*D1C1cos1=02C12 其中O1O2=533.38mm O2C1=O1O2O1C1=483.38mm在O2D2C2中，由于2為鈍角，故傳動角取其補角。故有O2C22O2D22D2C22=2O2D2*D2C2 其中 O2C2=O2C1=O2C O2C2=O2O1+O1D=583.38mm 又因為當1=2=min=45º 時機

9、構為最佳運動結構。結合 可得C1D1=530.5mm 或 C1D1=71.5mm（過小，不符合實際情況，故舍去）所以得到解：C1D1=530.5mm O2D1=71.5mm間歇機構的計算從機構運動的平穩性考慮，選用不完全齒輪機構，下面對其尺寸進行簡單的計算。假設大齒輪對小齒輪的傳動比為K，小齒輪半徑為r，由設定的原始參數可知:送料距離為120mm。K= 其中 R=O2C=71.5mmSn=120mm聯合可解得K=1.87，K圓取整故K=2.所以r=35.75mm3.3機構運動分析（根據設計的主要內容，進行機構運動分析，分析結果可選擇：位置圖、位移曲線圖、速度圖等主要運動曲線圖表示，并對機構的運

10、動進行分析說明。） 下面主要對滑塊的速度進行分析，分別取曲柄的八個位置=0º,45º 90º，135，180º，225º，270º，315º，360º做速度影像圖，發現速度曲線趨近為一條余弦曲線，且最大值接近于運動副的速度，用MATLAB得其速度曲線如下。其具體數據如下3.4計算結果（對計算、分析結果進行討論，做出概括性的結論） 在這個機構當中n=8，PL=10，PH=3. F=3n2PLPH=1即自由度數目和原動件數目相等，故機構具有確定的運動。經過上述計算可得以上機構能實現給定的運動規律，實現了送料機構的間歇運

11、動和沖壓機構的王府運動，實現了預期的設計目的。4結束語4.1主要工作內容 本次設計確定了機構的運動以實現給定的功能，首先確定了三種 能實現指定功能的三種機構，然后比較其優缺點，并根據實際情況選定了曲柄滑塊機構和曲柄搖桿機構以及不完全齒輪機構來實現給定的功能，而后根據實際運動設計了運動循環圖，再根據給定的原始數據計算出機構的尺寸。而后根據尺寸繪制了運動簡圖并對其進行了驗算。4.2創新點 誠實的說，本次課程設計創新創新點不多，由于并沒有太多的實踐經驗，所以較多得參考了網上的方案，不過在借鑒網上方案的同時，加入了一些自己的思考。本課程設計的最大的創新點在于將實現間歇運動的棘輪機構換成了不完全齒輪機構，相對于棘輪機構，不完全齒輪機構運動更加平穩，且適合于低速運動場合。4.3展望與感想 自動送料沖床機構是一個應用比較廣泛的機構，發展已經比較完善了。這次并沒有太大的創新，較多的借鑒了網上的文庫資料，不過總的來說提高還是有的，在這次設計當中，我自己使用了數據，并自己參與了計算，在參考的過程當中，發現了網上方案的錯誤之處，于是便自己想出了解決的辦法。還是比較鍛煉人的。在整