机械设计基础课程设计任务书专业__流体传动与控制__班级__流体041_设计者_蒋金云_学号__2号__设计题目:单边滚轴自动送料机构设计与分析请将相关数据填入表1中。
表1 单边辊轴自动送料机构的原始数据7O22O32O42图1 单边辊轴送料装置原理图题目的原始数据见表1,其中:S n—板料送进距离;n—压机频次;B—板料厚度;H—冲压滑块行程;[α]—许用压力角;F b—板料送进阻力;F r—冲压板料时的阻力;δ—速度不均匀系数; e=0 ,取R1=R b要求:2号图纸两张,设计计算说明书一份。
设计期限:2006年6月19日至2006年6月23日颁发日期:2006年6月18日一、机构尺寸综合已知数据见表1,要求确定机构尺寸:l O1A, l O1A' , l A'C , 及开始冲压时滑块C点至板料的距离S i。
步骤:1.求辊轴转角2.摇杆摆角3.机架中心距4.曲柄半径r= l O1A5.曲柄滑块机构曲柄半径r16.根据许用压力角[α]调节连杆长l1,取l1=560mm,并验算:二、用相对运动图解法,求滑块和板料的速度分析1.求v A'及v Av A=r1ω1=40×26mm/s =1040mm/s, v A=rω1=96×26mm=2496mm/s其中、ω1=2πn/60=2π×250/60rad/s =26 rad/s2.列出矢量方程,求v C、 v B0点位置:取比例尺μv=60mm/mm,则pa′=17mm,pa=41mmv c=0,v B=39.5×60mm/s =2370mm/s1点位置:取比例尺μv=60mm/mm,v c=9×60mm/s =540mm/s=0.54mm/s,v B=31×60mm/s =1860mm/s2点位置:取比例尺μv=60mm/mm,v c=15×60mm/s =900mm/s=0.90mm/s,v B=15.5×60m/s =0.93m/s3点位置:取比例尺μv=60mm/mm,v c=17×60m/s =1.02m/s,v B=5×60m/s =0.3m/s4点位置:取比例尺μv=60mm/mm,v c=15×60m/s =0.90m/s,v B=0×60m/s =0m/s5点位置:取比例尺μv=60mm/mm,v c=10×60m/s =0.60m/s,v B=0×60m/s =0m/s6点位置:取比例尺μv=60mm/mm,v c=0m/s,v B=0m/s7点位置:取比例尺μv=60mm/mm,v c=8.5×60m/s =0.51m/s,v B=0×60m/s =0m/s8点位置:取比例尺μv=60mm/mm,v c=15×60m/s =0.90m/s,v B=0×60m/s =0m/s9点位置:取比例尺μv=60mm/mm,v c=17×60m/s =1.02m/s,v B=7×60m/s =0.42m/s10点位置:取比例尺μv=60mm/mm,v c=14×60m/s =0.84m/s,v B=24×60m/s =1.44m/s11点位置:取比例尺μv=60mm/mm,v c=8×60m/s =0.48m/s,v B=41×60m/s =2.46m/s12点位置:取比例尺μv=60mm/mm,v c=11×60m/s =0.66m/s,v B=34×60m/s =2.04m/s作滑块7的位移线图<s-φ)曲线,板料的位移线图<s′-φ)曲线。
将曲线l O1A的圆周按曲柄的转向依次分为12等分,另外补充冲头开始冲压时的一个位置,取曲柄1位原点,这时滑块7在最高点<上死点),板料应进入送料阶段,使曲柄依次转各个位置,可找出滑块7上C点的位置和板料移动的距离,取长度比例尺μs及时间比例尺μt=T/L=60/n1L<s/mm),分别作滑块的位移线图和板料的位移线图<一个周期内),其中L为图上横坐标的长度。
用图解微分法分别作滑块与板料的速度线图<v-t曲线)其中d y和d x为s=s<t)线图中代表微小位移和微小时间d t的线段,α为曲线s=s<t)在所研究位置处切线的倾角,则v∝tanα。
为了用线段来表示速度,引入极距K<mm),则利用弦线法绘得v-t图。
三、飞轮设计1.利用速度多变形杠杆法原理。
2.用速度多边形杠杆法求等效构件的等效阻力矩。
或F B=0<v板=0)0点:F er×17=F B×39+G7×0=333×39+G7×0所以F e r=763.9NM er=F er×r1=763.9×0.04N·m=30.558N·m1点:F er×17=F B×31-G7×9=333×31+G7×9所以F e r=186.88NM er=F er×r1=186.88×0.04N·m=7.475N·m2点:F er×17=-F B×15.5+G7×15=-333×15.5+G7×15 所以F e r=1019.9NM er=F er×r1=1019.9×0.04N·m=40.796N·m3点:F er×17=-F B×5+G7×17=-333×5+G7×17所以F e r=-1402.1NM er=F er×r1=-1402.1×0.04N·m=-56.08N·m4点:-F er×17=G7×15所以 F er=-1323.5NM er=F er×r1=-1323.5×0.04N·m=52.94N·m5点:F er×17=-G7×10所以F er=-88.23NM er=F er×r1=-88.23×0.04N·m=-35.29N·m6点:F er×17=-G7×0所以 F er=0NM er=F er×r1=0×0.04N·m=0N·m7点:F er×17=G7×8.5所以F er=750NM er=F er×r1=750×0.04N·m=30N·m8点:F er×17=G7×18所以F er=1588.2NM er=F er×r1=1588.2×0.04N·m=63.5N·m9点:F er×17=G7×16所以 F er=1413.78NM er=F er×r1=1413.78×0.04N·m=56.55N·m10点:-F er×17=-G7×14-F b×24所以F er=1803NM er=F er×r1=1803×0.04N·m=72.12N·m11点:F er×17=G7×8+F b×41所以F er=1059NM er=F er×r1=1059×0.04N·m=60.36N·m冲压始点:F er×17=-G7×11+F r×11当F r=0时,F er=-970.5NM er=F er×r1=-970.5×0.04N·m=-38.82N·m当F r=2000N时,F er=323.5NM er=F er×r1=323.5×0.04N·m=12.9N·m表2 等效阻力矩Mer汇总表绘图步骤:1)根据已算得的M er,取力矩比例尺μM<N·m/mm),曲柄的转角比例尺μφ=2π/L<rad/mm),其中L为横坐标的长度<mm),作曲柄在一个运动循环中的等效阻力矩M er-φ曲线如图5a<见图纸,下同)所示。
2)用图解积分法作等效阻力矩功A er-φ曲线。
取极距K<mm),用图解积分法作等效阻力矩功A er-φ曲线<图5b)。
M=dA/ dφ=μAdy/μφdx=[μA/(μφK>]<Ktanα)=μMKtanα其中μM=μA/<μφK)3>作动能增量ΔE-φ曲线图。
△E=Ad-Aer,其值直接由图5b上A d<Φ)与A er<Φ)对应纵坐标相减得到,由此可得动能变化曲线(图5c)。
比例尺μM=2 N·m/mm取极距K=30mm比例尺作等效E R-φ曲线图本例:其中G7=1500N,J O2=0.8kg·m2,J O3=0.4kg·m2,J O4=0.3kg·m2,所以m7=150kg,ω2=v B/R=2370/180=13.17,ω3=2ω2,ω4=ω30点:1点:2点:3点:4点:5点:6点:7点:8点:9点:10点:11点:12点:表3 等效构件动能E R的汇总表R4.作动能变化△E与等效构件动能ER差值<△E-ER)-φ线图取比例尺μE=μA=μ△E=μER=μ<△E-ER)=3J/mm,既然比例尺都相同,在求作<△E-ER)-φ线图时,△E-ER的值可直接由图5c与图5d上的对应纵坐标线段相减得到<图5e)。
5.计算飞轮的转动惯量JF在图5e中,a和b两点为等效构件转速最大和最小位置,即ωmax和ωmin位置,对应的纵坐标为<△E-ER)max和<△E-ER)min。
在<△E-ER)-φ曲线上量取纵坐标最高点和最低点之间的距离gf,并记住E=△E-ER,则所以飞轮转动惯量的单位为kg·m2。
分析讨论:结果出现误差,是由于作速度图时,由于距离较远,在平移时尺有所移动,使得速度矢量不准确,产生一定误差,导致M er、E R均产生误差,最终使图形产生误差,使得gf有一定误差,从而导致计算结果J F的数值也出现误差,但基本在允许范围之内。