机 械 原 理 课 程 设 计 计 算 说 明 书 机械原理与课程设计 计算说明书 设计题目： 冲压机构与送料机构 班 级： 姓 名： 学 号： 指导老师： 时 间： **********XX大 学********** 1 机 械 原 理 课 程 设 计 计 算 说 明 书 目 录 一、 设计要求及设计分析………………………3 二、 方案选择及对比……………………………4 三、 最优方案的分析与设计……………………7 四、 送料机构的设计……………………………16 五、 原动机的选择………………………………17 六、 参考资料……………………………………18 附图Ⅰ：冲压机构运动简图 附图Ⅱ：机构运动循环图 2 机 械 原 理 课 程 设 计 计 算 说 明 书 一、 设计要求及设计分析 1、 设计要求 设计一板料冲制机的冲压机构和送料机构。板料冲制机是将坯料经冲压制成薄壁零件的机器。该机的上模先以比较小的速度接近坯料，然后以匀速进行拉延成形工件以后，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的位置，完成一个工作循环。该机由电动机驱动。 2、 设计分析 （1）、本课题着重设计板料冲制机的冲压机构和送料机构，不用考虑板料冲制机的控制传动部分。 （2）、由于本冲制机冲压的是薄壁零件，所以冲压机构不需要很大的力传递作用。 （3）、板料冲制机的原动机为电动机（要求已给出），其输出的是圆周运动，而执行机构实现的是直线运动，因此要选择把旋转运动变成直线运动的机构。并且在设计冲压机构中要注意到机构运动过程中的急回和匀速进给特性。 （4）、设计过程中主要以传统的设计方法为主，其次利用计算机的强大功能来进行辅助的设计，以选择最优的方案和节省大量的计算时间。 3 机 械 原 理 课 程 设 计 计 算 说 明 书 二、方案选择与对比 根据设计的要求可知：要选择适当的机构，使曲柄的旋转运动转换成滑块的直线往复运动，并具有急回和匀速进给特性。要实现上述的功能要求，可以有多种方案可供选择。 方案一：导杆-摇杆滑块冲压机构和凸轮送料机构（如图1） 如图1所示的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。由给定的行程速比系数K 确定导杆机构的几何尺寸。适当选择导路位置，可使工作段满足匀速要求工作段的传动角满足设计要求。送料由凸轮机构控制。 4 机 械 原 理 课 程 设 计 计 算 说 明 书 方案二、曲柄导杆滑块机构（如 图2 ） 如图2所示，该方案由两个四杆机构组成，构件1、2、3、6构成摆动导杆机构，构件3、4、5、6构成摇杆滑块机构。 当曲柄1做匀速转动时，滑块5做往复移动，该机构的行程速比系数大于1，传动角较大。 320 图2 5 机 械 原 理 课 程 设 计 计 算 说 明 书 方案三、肘杆机构（如 图3 ） 图3所示为广泛应用于锻压设备中的肘杆机构。曲柄为原动件，滑块5为从动件，当其接近下死点时，由于速比很大，故可用图3 1较小的力F产生很大的锻压力G，亦即可获得很大的机械利益，以满足锻压工作的需要。 方案对比： 上述三个方案均能达到课程设计所需要的要求，但方案1的机构较复杂，分析设计较为麻烦；方案3适合于需要较大锻压力的设备中，但本课程设计的是需要较小冲压力的冲压机构；方案2是实际应用中较为常见的牛头刨床机构，其结构分析简单，且能很好的实现设计的功能要求。综上所述，本课程设计选用方案2为板料冲制机的冲压机构方案。 6 机 械 原 理 课 程 设 计 计 算 说 明 书 三、 最优方案的分析设计 1、 图解法设计冲压机构（见附图Ⅰ） 根据做图设计可得到机构的结构尺寸分别为： 曲 柄：26mm 连 杆：25 mm 极位夹角：51.43度 2、 用解析法对机构进行运动分析 图4 如图，先建立一直角坐标系并标出各杆矢及方位角。其有四个未知量分别为：闭矢量方程。 。为求解需建立两个封7 机 械 原 理 课 程 设 计 计 算 说 明 书 （1） 由封闭形ABCA求： 、 、 得： （2） 由封闭形CDEGC可得： 根据运动分析得到的解析方程，便可以编写程序上机调试并分析运行的结果。由运行的结果就可以看到所设计的机构的性能，根据输出的结果数据从而对图解设计的机构进行更优结构尺寸的选择。 8 机 械 原 理 课 程 设 计 计 算 说 明 书 程序算法 图5 9 3、 机 械 原 理 课 程 设 计 计 算 说 明 书 4、 源程序 #include
#include #define PI 3.1415926 #define W1 2*PI #define L3 138.3 #define LL 131.5 #define W0 4.0 #define A0 .3*PI/180.0 void main() { double A1[200],S_e[200],V_e[200],A_e[200],A4[200]; double A3[200],W3[200],W4[200],S3[200],L1,B1,aa[200],L4,L6; int i,k; FILE *fp; printf(\"\\n*******机械运动分析程序*******\\n\"); printf(\"\\n***请把输入的数据加上小数点***\\n\"); printf(\"\\n\\n请输入机架的长度d:\\"); scanf(\"%lf\ printf(\"\\n\\n请输入连杆长度c:\\"); scanf(\"%lf\ printf(\"\\n\\n\\n默认曲柄每次的转角增加量为 4.0度\"); fp=fopen(\"c:\\SHEJI.xls\ fprintf(fp,\"\\基本参数 机架长度d: %4.3f 连杆长度c: %4.3f\\n\\\默认曲柄每次转角 4.0度\\n\ L6,L4); fprintf(fp,\"曲柄方位角A1\\滑杆方位角A3\\连杆方位角A4\\位移S_e\\速度V_e\\加速度A_e \\n\"); A1[0]=0.0; k=360/W0; 10 机 械 原 理 课 程 设 计 计 算 说 明 书 L1=L6*cos(A0); for(i=1;i<=k;i++) { A1[i]=A1[i-1]+W0; B1=A1[i]*PI/180.0; A3[i]=atan((L6+L1*sin(B1))/(L1*cos(B1))); if(A3[i]<0) A3[i]=PI+A3[i]; S3[i]=(L1*cos(B1))/cos(A3[i]); W3[i]=(W1*L1*cos(B1-A3[i]))/S3[i]; A4[i]=asin((LL-L3*sin(A3[i]))/L4); if(A4[i]
