板材打孔机机械原理课程设计.doc

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1、机械原理课程设计说明书题 目： 板材打孔机 指导老师： 学生姓名： 学 号： 所属院系： 机械工程学院 专 业： 机械工程及自动化班 级： 机械083班 完成日期： 2010年7月12日 机械工程学院2010年7月机械原理课程设计任务书班级: 姓名: 课程设计题目: 板材打孔机 课程设计完成内容:设计说明书一份(主要包括:运动方案设计、方案的决策与尺度综合、必要的机构运动分析和相关的机构运动简图)发题日期: 2010 年 6 月 30 日完成日期: 2010 年 7 月 12 日 指导教师: 教研室主任： 目录第1章 设计任务书- 1第2章 设计方案选择- 22.1 设计方案一 - 22.2

2、设计方案二- 2 2.3 设计方案三- 32.4 最终选定方案- 4第3章 所选定方案的具体设计- 53.1 尺寸设计计算- 53.2 各机构速度、加速度曲线分析- 6第4章 所选运动各机构位移分析- 9第5章 总结- 11参考资料- 12 第1章 设计任务书1设计题目：板材打孔机2工作原理及工艺动作过程： 设计板材的打孔机构及其相配合的送料机构。送料机构快速将坯料送至工作台，与此同时冲头以比较大的速度接坯料打孔，随后冲头近似匀速下行并将成品推出孔腔，最后快速返回。冲头退出桌架后，送料机构将坯料送至待加工位置。完成一个工作循环。3原始数据及设计要求： a) 动力源是作转动的或作直线往复运动的电

3、机； b) 许用传动角为40度 c) 生产率约每分钟70件 d) 冲头的工作段长度L=30100mm，对应曲柄转角为(1/31/2) e) 上模行程长度必须大于工作段长度两倍以上； f) 行程速度变化系数k=1.5； g) 送料距离H=60250mm。4要求完成的设计工作量 a) 执行机构选型与设计：构思出至少3种运动方案，并在说明书中画出运动方案草图，经对所有运动方案进行分析比较后，选择其中你认为比较好的方案进行详细设计，该机构最好具有急回运动特性。 b) 传动系统的设计，齿轮机构、凸轮机构、连杆机构的设计，包括尺寸设计 c) 用ADAMS软件对机构进行运动仿真 d) 用ADAMS软件对机构

4、进行运动学分析，并画出输出机构的位移、速度和加速度线图。 e) 画出最终方案的机构运动间图。 f) 撰写设计说明书。1第2章 设计方案选择21 设计方案一 打孔机构采用六杆机构，可保证机构具有急回特性和工作段近于匀速的特征，并使压力角尽可能小。用一般的四杆急回机构，虽可满足急回要求，但其工作行程的等速性能往往不好，采用六杆机构就可获得改善。送料机构是由四杆机构组成，按机构的运动循环图确定主动件和从动件运动规律，则机构可在预定时间将工件送至待加工的位置。 图：2-1 设计方案一22 设计方案二 打孔机构采用凸轮连杆组合机构，这种组合机构的设计，关键在于根据输出的运动要求，设计出凸轮的轮廓。可以根

5、据打孔机构的运动过程，画出凸轮的轮廓。凸轮轴通过齿轮机构与曲柄轴相连，可以按机构运动循环图确定凸轮转角及其从动件的运动规律，则可以控制打孔机构的运动。送料机构是一个四杆机构，按机构运动循环图可确定主动件和从动件的运动规律，使其能在预定时间将工件送至待加工位置。2 图：2-2 设计方案二23 设计方案三打孔机构采用棘轮机构。棘轮和一四杆机构串联，冲头上升时，摇杆顺时针摆动，并通过棘爪带动棘轮和工作抬顺时针转位。当冲头下降进行冲压时，摇杆逆时针摆动，则棘爪在棘轮上滑动，工作台不动。送料机构是一个四杆机构，按机构运动循环图可确定主动件和从动件的运动规律，使其能在预定时间将工件送至待加工位置。 图：2

6、-3 设计方案三324 最终选定方案我最终采用的是第一方案。原因：1. 六杆的机构的急回的性能相比较其他两种方案而言要好，而且六杆机构等速性能好，结构简单，能更好地符合设计的要求。2. 凸轮虽然机构简单紧凑，但是凸轮轮廓与推杆之间为点、线接触，易磨损，凸轮机构多用于传力不大的场合。3棘轮工作时有较大的冲击和噪声，而且运动精度较差，棘轮一般用于速度较低和载荷不大的场合。 综合上述原因，我们觉得第一方案比其他两个方案更符合方案选用应考虑的几个方面，特别是第一方案的机构设计中结构相对其它方案非常简单，在制造中可以大大减少工序，并且可以降低成本。 图：2-4最终选定设计方案 4第3章 所选定方案的具体

7、设计31、尺寸设计计算连杆1连杆4曲柄1连杆3连杆2曲柄2 图：3-1-1 选定方案的尺寸设计取冲头工作段长度L=50mm，行程长度S=250mm，对应曲柄转角为60度。 连杆3长度L3=200mm，连杆2左段长度为200mm，最小传动角为45度。当连杆2处于水平状态时，连杆3与冲头夹角为最小传动角，即45度。则连杆2铰支点与冲头水平距离为341mm。取连杆2右段长度为300mm，曲柄1铰支点与连杆2铰支点水平距离为100mm，竖直距离为200mm。经测量计算，曲柄1长度为105mm，连杆1长度为245mm。经测量，极位角为55度，行程速度比为(180+55)/(180-55)=1.88。 5

8、齿轮2齿轮1 图：3-1-2 选定方案的齿轮尺寸设计 取送料距离H=200mm。曲柄2铰支点与曲柄1铰支点竖直距离为136mm，曲柄2铰支点与冲头水平距离为400mm。 经测量，齿轮1与齿轮2中心距为141mm，则两齿轮分度圆直径均为70mm。取模数m=2，齿数z=35。 经测量计算，曲柄2长度为80mm，连杆4长度为250mm。极位夹角为30度，行程速度比为(180+30)/(180-30)=1.4。32 各机构速度、加速度曲线分析6 1）冲头速度图表 2)冲头加速度图表 73)送料机构速度图表 4)送料机构加速度图表8第4章 所选运动各机构位移分析1）冲头位移图表 2）送料机构位移图表9设

9、计总图10第5章 总结这次课程设计，我感触颇深。在设计的过程中，我往往在自认为已经没有问题的时候，却碰到了前面认为不是问题的问题。看起来很简单的机械构件做起来却不是很容易。设计起来也不是得心应手。总结起来，我最大的欠缺就是缺乏一个整体的观念，常常在不经意中，以偏概全，以局部代替整体。另外，在课程的设计中，我运用了ADAMS，AutoCAD等软件，对这些软件的运用有了更深刻的认识，运用得更加灵活自如。这次课程设计是对机械原理这门课的总结，我运用这学期学到的关于机械原理的知识，充分发挥我的想象和创造能力，做出了我的机构。虽然比较粗糙，但我相信，随着我知识的提升，我会做得更加完善。我通过设计，了解到

10、学习的内容的目的，运用，带着问题和明确的学习目的来学习，可以达到更好的效果。这次课程设计，不仅显示了我对所学知识的运用情况，还培养了我的动手，思考和自主查阅资料的能力。同时也暴露了自己知识的漏洞和不足。但是经过老师的指导和自己的努力终于有了一定的成果，我想这在我以后的工作会有深远的影响。 11 参考文献1 机械原理设计指导书 主编：穆塔里夫 新疆大学机械设计教研室 20092 机械设计第七版 主编：濮良贵 纪名刚 高等教育出版社出版 2001 3 机械原理第七版 主编：孙恒 陈作模 葛文杰 高等教育出版社 20064 机械原理课程设计指导书主编：裘建新 高等教育出版社 20055 机械设计 主编： 徐锦康 机械工业出版社 20086 机械原理与设计课程设计 主编：王三民 机械工业出版社 20047 机械原理课程设计手册 主编：邹慧君 高等教育出版社 19988 机械设计课程设计第二版 主编: 朱文坚 黄平 华南理工大学出版社出版 20049 ADAMS-虚拟样机技术入门与提高 主编： 郑建荣 北京机械工业出版社 2001 12