φ 0 20 40 60 80 100 120 S(mm) 50 47.22 38.8 25 11.1 2.78 0 V(mm/ 0 2 4 6 4 2 0 s)
17
S=100*(120-φ*φ)/120*120 V=-200*70*2π*(120-φ)/60*120*120 =0.10*(120-φ )
方案选择与分析
压制成形 曲柄滑块 组合机构 六杆机构
功能
机构
增压功能 曲柄滑块 组合机构 六杆机构 机构
输送功能 组合机构 凸轮机构 六杆机构
工艺过程 槽轮机构 不完全齿 凸轮式间
转换功能
轮机构 歇运动机
构 9
方案选择
一.冲压机构的选择: 冲压机构的主要运动要求:
主动件作回转运动,从动件(上模)作直线往复 运动,行程中有匀速阶段,并具有急回特性,机 构有效好的动力特性等! 综合以上特点我们的冲压机构由铰链四杆机构 和摇杆滑块机构串联组成.四杆机构可按行 程速比系数设计,然后选择压杆的长度，按 工作行程段几乎匀速的要求确定铰链点的位 置。同时可是在工作段中运动是机构的传动 角满足要求，前机构工作锻压力角较小。
（４）生产率为每分钟７０件．
（５）执行构件（上模）的工作段长度为１
００mm,对应曲柄转角φ＝２００°
5
（６）行– 。程速度比系数Ｋ＞＝１．５ （７）送料距离为５０mm （８）载荷为３０００Ｎ按此功率选择
电机．
6
功能分解与工艺动作分解
１）功能分解
为了实现打印机的总功能将功能分 解为上料输送功能、压制成型功能、增 压功能、脱模功能、下料输送功能。 ２）工艺动作过程
4
原始参数及设计要求
(1)从动件(执行机构)为上模,作上下往复运动.其 大致运动规律如上图,有快速下沉,等速工作 和快速返回的特性.
(2)机构应具有较好的传力性能,特别是工作段 的压力角α应尽可能的小；传动角γ应大于或 等于许用传动角［γ］（一般取［γ］＝４０ °）
（３）上模到达工作段前送料机构以将坯料送 至待加工位置（下模上方）．
推程有S=h/2（1-cosφ）=25（1-cosφ)
Φ
30° 60° 90° 120° 150° 180°
S(mm) 3.37 12.5 25 -37.5 -46.65 -50
v(mm/s) 91.5 158.63 183.1 158.63 91.5 016
Hale Waihona Puke V=25*ω*sinφ =25*70*2π*sin φ/60=183.17*sinφ 回程有 S=h-2*h*φ*φ=50-φ*φ/144 V=-200*2π*70*φ/120*120*60=-0.10*φ
取曲柄固定铰链中心A为(-83 ,142),可将 以上二式表达的Xb2,Yb2及Xb3,Yb3与 Xb1,Yb1及A代入方程2—17最后得到
Lab=37.5 Lbc=188.5 Lcd=208.82
14
凸轮送料机构图形说明
此机构为坯料送料凸轮 机构图中三个位置分别 表示三个不同的运动位 置。（最高点、最低点 和中点）
C2（-208，81），G （-200，-50）有： θ12=14°，
θ13=28°
12
故有可由刚体位移矩阵D12，D13分别 为：
D12= {(0.970 -0.242 -2.71),(0.242 0.970 0.1), (0 0 1)}T D13={(0.883 -0.469 0.05),(0.469 0.883 -0.35), (0 0 1)}T CD长为208.81 故以下只需求B点
要实现上述分功能，有下列工艺动作 过程。 （１）利用凸轮自动上料，上料到位后， 输送机构改革迅速返回原位，停歇等待 下一循环。
7
（２）上模往下作直线运动，同时下 模向下作直线运动，对坯料冲压成型。
（３）下模带动成品返回压迫弹片。 （４）到最低点时弹片将徽章由出料
口弹出。 完成一个工作循环。
8
1
工作行程演示
2
产品特点
本产品主要用于徽章打印,可快速进行徽 章生产.适合学校及公司等团体的徽章 批量生产. 产品机构简单还可方便改装 成其它的冲压装置.
3
设计原理
原理图 原理 在冲制薄片徽章时上模先
以较大的速度接近坯料, 同时下模也以较大速度 接近坯料.此时进料凸 轮推杆将薄牌推入压制 腔中,然后上下模将坯 料压制成型.并随下模 向下运动被弹片弹出入 筐.完成一次冲压工作 循环.
定齿轮系减速传动比为2:1.最终实现上 述要求.
由于机构传力较大,故采用斜齿轮机构 同时可以凑准中心距.
我们采用β,β=10度
23
齿轮参数一览表
推算过程由公式:a=mn(z1+z2)/2cosβ 其中β=10度.中心距a=165.可凑得模数Mn等
于3.所以得到齿数配合如下表
Mn 3 3 3 3 3 3 3 3 3 齿 72 36 36 18 36 28 36 30 1 数 α 20 20 20 20 20 20 20 20 20 代 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9 号
25
打印图
26
解析方法同上模. 再计算曲柄摇杆机构最后解析方法同上. 得到杆长如下: L1=180 L2=70 L3=170 L4=40
21
传动机构简图
皮带轮 传动
蜗杆 涡轮
电动机
22
齿轮传动机构说明
电机每分钟转1800转,机器每分钟打印 30个徽章,传动比为60:1.通过两个机构 实现.
蜗轮蜗杆减速机构.其中蜗轮齿数为30
10
上模运动机构图形说明
图中三个不同颜色 表示三个不同的位 置，曲柄的极位夹 角为20°，上模运 动行程为100mm ， 工作压头压力角小 于8°，有利于增大 压印力度。综上所 述符合设计要求。 四杆机构的计算过 程
11
四杆机构的计算过程
AD为机架以D 点为 中心建立直角坐标 系。即为引导平面 通过G（-200，-50）
其中推程为180度，为 余弦加速度运动规律。
回程为120度等加速度 等减速度规律
远休止角为60度 基圆半径为30.52mm
15
凸轮原始数据计
从动件杆为150,e=32mm,
h=50mm,r1=20mm Rb=30.52mm
推程为余弦加速度向右推:φ1=180度
回程为等加速度φ2=120度静休止极为 满意为φ3=60度。
18
下模行程运动简图
19
下模机构设计思路
图中C1.C2.C3分别为下 模的最高点中点和最低 点.
B1.B2.B3分别与 C1.C2.C3对应.
本机构设计采用反推法. 由已知C1.C2.C3的位置 通过平面矩阵解析运算 导出B1.B2.B3的坐标从 而进一步求出所有杆长.
20
解析思路
– 分为两次解析第一次为摇杆滑块机构
24
创新设计心得体会
在此次的创新设计中我们遇到了不少 的困难其中还有一次一下午的劳动都 化为了乌有.但是我们始终相信一点坚 持就是胜利!我们东西做得比较多工作 量也比较大,大家分工合作,虽然很累,但 是在成果出来以后都很高兴.通过这次 创新设计训练，巩固了所学的理论知 识，而且都至少学到了一种应用软件 的用法,收获很大.
13
(Xb2 Yb2 1)T=D12(Xb1 Yb2 1)=(0.970Xb10.242Yb1-2.71 0.242Xb1+0.970Yb1-0.1 1)T
(Xb3 Yb3 1)=D13(Xb1 Yb1 1)=(0.883Xb10.469Yb1+0.05 0.469Xb1+0.883Yb1-0.35 1)