湖南人文科技学院课程设计报告课程名称：机械原理课程设计设计题目：精冲压机构及送料机构系别：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化班级：学生姓名:学号:起止日期:指导教师:教研室主任：摘要精冲压机构及送料机构主要由冲压部分和送料部分组成。

冲压部分是由凸轮和连杆构成，送料部分是由曲柄滑块和皮带轮构成或者有曲柄摇杆构成，再加上动力的输入电机和齿轮机构。

本设计由四个章节组成，内容包括课程设计的目标和和设计的任务、方案的选择、精冲压机构的设计及送料机构的设计、轮系的设计。

其中后三章尤为重要，它包括我们设计的主要理念，方案的选择主要是对死点和经济性的考虑，精冲压机构及送料机构的设计主要考虑的是两者运动的配合，两者运动不能出现干涉，而轮系的设计主要是考虑到降速的作用。

章节最后是心得体会、参考文献、致谢的编写。

关键词：精冲压机，送料机，曲柄滑块机构，凸轮机构，齿轮系。

目录引言............................................................... 第一章课程设计的目标与设计任务...................................设计的目标………………………………………………………………总功能要求…………………………………………………………工作原理……………………………………………………………设计的要求………………………………………………………………设计的任务………………………………………………………………第二章方案选择..................................................功能分解…………………………………………………………………方案的对比………………………………………………………………….1 方案一………………………………………………………………方案二………………………………………………………………方案的选择…………………………………………………………………第三章精冲压机构及送料机构的设计 ..............................送料机构的设计……………………………………………………………冲压机构的设计……………………………………………………………凸轮机构的设计……………………………………………………凸轮连杆机构的设计…………………………………………………凸轮-皮带轮曲柄滑块机构的组合运动图………………………………第四章轮系的设计 ..............................................电机的选定…………………………………………………………………轮系设定……………………………………………………………………心得体会 ......................................................... 参考文献 ......................................................... 致谢 ........................................................... 附录............................................................引言精冲压机是用于薄壁铝合金制件的精压深冲工艺，它是将薄壁铝板一次冲压成为深筒形。

冲压机原理是通过电动机驱动，通过齿轮系的传动，带动主轴传动，从而使凸轮传动。

凸轮机构使上下运动，带动拉伸模具对钢板成型。

送料机就是输送材料的机器，是无论是轻工行业还是重工业都不可缺少的设备。

传统观念，送料机是借助于机器运动的作用力加力于材料，对材料进行运动运输的机器。

近代的送料机发生了一些变化，开始将高压空气、超声波等先进技术用于送料技术中，但人们仍然将这些设备归纳在送料料机类的设备中。

自动化程度高的送料设备有：由电脑控制的动头式送料机、激光送料机、高压气压和电脑送料料机等。

另外，国外的公司生产一种投影送料机这种设备的送台上设有感应器及目察装置，用于对材料轮廓扫描，或在材料行投影以引导送料安排。

经过多个方案对比分析，确定比较合适的方案为曲柄滑块机构和凸轮机构，对其进行了参数设计。

第一章课程设计的目标与设计任务设计的目标总功能要求将薄铝板送到待加工位置后，一次冲压成深筒形，并将成品推出模腔。

工作原理精压机的工作原理及工艺动作分解如图1-1所示。

要求从侧面将坯料送至待加工位置，上模先以较大速度接近坯料，然后以匀速下冲，进行拉延成形工作，以后上模继续下行将成品推出型腔，最后快速返回，完成一个工作循环。

图1-1设计的要求⑴ 以转动的电机为动力，从动件(执行构件)为上模，作上、下往复直移运动，其运动规律如图所示，具有快速下沉，等速工作进给和快速返回的特性。

⑵ 机构应具有较好的传力性能，工作段的传动角g应大于或等于许用传动角［g］＝40°。

⑶ 上模到达工作段之前，送料机构已将坯料送至待加工位置(下模上方)。

⑷ 生产率为每分钟70件。

⑸ 执行构件的工作段长度l＝30～100mm，对应曲柄转角φ＝(1/3～1/2)π；上模行程长度必须大于工作段长度的两倍以上。

⑹ 行程速度变化系数K≥。

⑺ 送料距离H＝60～250mm。

⑻电机转速为1500r/min。

设计的任务(1)本题设计的时间为1周。

(2)根据功能要求，确定工作原理和绘制系统功能图。

(3)按工艺动作过程拟定运动循环图。

(4)构思系统运动方案(至少两个以上)，进行方案评价，选出较优方案。

(5)用解析法对传动机构和执行机构进行运动尺寸设计，或在尺寸给定的条件下进行运动与动力分析。

(6)绘制系统机械运动方案简图。

(7)编写设计说明书，附源程序和计算结果。

第二章方案选择功能分解本机器的功能是自动冲压和自动送料。

它的运动功能可分解为两种工艺过程1).冲压上模先以较大速度接近坯料，然后以匀速下冲，进行拉延成形工作，以后上模继续下行将成品推出型腔，最后快速返回，完成一个工作循环。

2).送料滑块先慢速送料，再以一较大的速度急回，从而形成急回特性，与冲压机构相配合。

注：以上两种动作同时进行，彼此的运动不发生干涉。

表2-1 为实现机构功能的机构选型表表2-1 精冲压机构及送料机构选型方案的对比.1 方案一凸轮-皮带轮曲柄滑块组合机构方案：图2-1凸轮-皮带轮曲柄滑块组合机构方案如图2-1所示，凸轮-皮带轮曲柄滑块组合机构，自由度F=1，其中通过皮带轮带动曲柄做整周的运动，从而带动滑块往复运动，达到送料的目的。

由于曲柄（构件1）为主动件，没有死点的形成，这就不需要考虑死点的干扰。

方案二凸轮-曲柄导杆滑块组合机构方案：图2-2 凸轮-曲柄导杆滑块组合机构方案如图2-2所示为凸轮-曲柄导杆滑块组合机构，自由度F=1。

由于曲柄（构件DE）为从动件，可能会存在死点，故必须采取渡过死点的措施，这就要求添加其他构件使其顺利去除死点的干扰，这样及带来不确定因素，又会产生经济损失。

方案的选择根据上面所给出的两种设计方案，以及我们对方案的讨论和分析，我们从经济和生产的角度考虑，我们选择方案一≤凸轮-皮带轮曲柄滑块组合机构≥为我们的研究方案。

第三章精冲压机构及送料机构的设计送料机构的设计方案一为皮带轮-曲柄滑块机构方案，该机构原理如图3-1所示：图3-1皮带轮-曲柄滑块机构该方案利用皮带轮带动曲柄做圆周转动，从而使滑块E的轨迹满足要求，滑块E为从动件负责送料。

而机构中曲柄作为主动件的目的是为了满足M点运动的要求，此机构为一急回机构，慢进快退，自由度F=1满足要求。

图3-2曲柄滑块机构计算图曲柄滑块机构照给定的急回要求设计，利用解析法求解此类问题时，主要利用机构在极位时的特性。

又求得AB 杆的极位夹角为()1a 361K K π-≥≥︒+ （3-1）如图3-2所示，取45a =︒，滑块的行程为150H mm =，设曲柄1503r H mm ==， 偏距为e ，连杆长度为l 。

由铰链四杆机构的杆长条件知：CD E DE C +∞≤+∞ （3-2）其C E e ∞-∞=，故r e l +≤ （3-3） 因为CD 为最短杆，所以CD 为曲柄；由余弦定理得：()()()()2222l+r cos 45H l r l r l r =++---︒ （3-4）解得：l=计算偏距e:()()222l r H a e +=++（3-5） ()222l r a e -=+（3-6）解得：a= e=因为99.150152.7mm mm mm +p所以式（3-3）恒成立。

由机构应具有较好的传力性能，工作段的传动角g 应大于或等于许用传动角［g ］＝40°，且由图像分析，工作段传动角最小为E 点：90g a +=︒ （3-7）E 点的压力角：sin 45sin H l r a-=︒ （3-8） 解得28.94a =︒由（3-7）（3-8）综合得 []61.0640g g =︒=︒f所以传动角也符合要求。

综上所述曲柄滑块机构的设计数据如下：行程H=150mm 极位夹角45a =︒ 曲柄r=50mm 连杆l=偏距e= 推程角：225︒ 回程角：135︒图3-2皮带轮机构计算图皮带轮半径：r=25mm 长度方向中心距:m=120mm高度方向中心距：n=冲压机构的设计（1）凸轮机构的组成凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。

凸轮通常作等速转动，但也有往 复摆动或移动的。

推杆是被凸轮直接推动的构件。

因为在凸轮机构中推杆多是从动件，故又常称其为从动件。

凸轮机构就是由凸轮、推杆和机架三个主要构件所组成的高副机构。

（2）凸轮的轮廓确定凸轮的轮廓主要尺寸是根据四杆机构推头所要达到的工作行程和推头工作速度来确定的，初步定基圆半径50b r mm =,凸轮厚25mm ,滚子半径8r r mm =。

1 摆动滚子推杆盘形凸轮轮廓设计的数学模型如图1所示为摆动滚子从动件盘形凸轮机构．已知基圆半径0r 、摆杆长度l ，中心距a 和从动件的运动规律()ψψϕ=，选取oxy 坐标系 ，如图3-3所示。

2 求凸轮理论轮廓曲线根据精冲压机构的运动要求，需要中速轻载，则确定推杆的运动规律推程为等速和回程为正弦加速度运动规律，则可得:凸轮的理论轮廓曲线的坐标公式为:()0sin x r s δ=-， ()0cos y r s δ=- (3-9) a)推程阶段 0123πδ=1101h s δδ==175δπ 120,3πδ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦ (3-10) 01h v ϖδ==175mm s (3-11) 0a = (3-12) b)远休阶段 020δ=2100s = (3-13) c)回程阶段 303πδ= 3033303sin(2)[1()]2s h δπδδδπ=-+ (3-14) =333sin(6)50[1]2δδππ⨯-+ []3/,03πδ= 33032[cos()1]350[cos(6)1]v hw πδδδ=-=⨯- (3-15)230320322sin()hw a πδπδδ-= (3-16)d)近休阶段 04δπ=04=s []40,δπ= (3-17) 3 用等分作图法作图把推程120°等分12份，同理在回程部分一样分成6份角度均为10 o 的小扇形区域，然后画圆分别与各等分线相交，标记出交点。