机械设计基础课程设计
设计题目：专用精压机的送料机构、冲压机构
专业：轻化工程
班级： B1005
姓名： Seven
学号： 1513100523
指导教师：徐治强
2012年6月20日
目录
目录
1机械原理课程设计任务书 1 2系统传动方案设计3 3执行机构运动方案的比较与选择4 4工作循环图6 5机构设计及尺寸计算7 6系统总体运动方案的确定9 7设计心得与体会10
参考文献10
1 机械原理课程设计任务书
1.1设计题目
专用精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深筒形。

如下左图所示，上模先以较小的速度接近坯料，然后以匀速进行拉延成形工作，以后，上模继续下行将成品推出型腔，最后快速返回。

上模退出下模以后，送料机构从侧面将坯料送至待加工位置，完成一个工作循环。

它的主要工艺动作有：1、将新坯料送至待加工的位置。

2、下模固定，上模冲压拉延形成将成品推出模腔。

1.2技术参数和设计要求
1）动力源是电动机，下模固定，上模作上下往复直线运动，其大致运动规律如上右图所示，具有快速下沉、等速工作进给和快速返回的特性。

2）精压成形制品生产率约每分钟70件。

3）上模移动总行程为280mm,其拉延行程置于总行程中部，约100mm。

4）行程速比系数K≥1.3，坯料输送的最大距离是200mm。

5）最大摆动构件的质量为40kg.m2,绕质心转动惯量为2kg.m2质心简化到杆长的中点。

其他构件的质量及转动惯量均忽略不计；
6）机构应具有较好的传力性能，特别是工作段的压力角应尽可能小；传动角γ大于或等于许用传动角[γ]=40o。

1.3设计任务
1）进行送料机构、冲压机构的选型。

2）根据动作顺序和协调要求拟定运动循环图。

3）根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案。

4）画出机械运动方案简图、运动循环图和传动方案图。

5）完成设计计算说明书一份。

1.4 工作计划与进度安排
步骤内容时间
1 上课、熟悉题目1天
2 方案设计、分析2天
3 绘图、整理说明书、图纸1天
4 答辩1天
2系统传动方案设计
2.1 原动机类型的选择
电机采用Y系列Y112M-4电机，该电机转速为1480r/min
Y系列（IP44）三相异步电动机 Y系列（IP44）电机是全封闭、外扇冷三相鼠笼型一般用途的电机，具有高效、节能、起动力大、噪声低、振动小、可靠性高等特点。

安装尺寸符合IEC标准，功率与机座号的配置关系符合DIN标准。

外壳防护等极IP44。

使用场所：不可含易燃、易爆或腐蚀性气体。

额定功率：0.55-315KW 额定电压：380V 额定频率：50HZ 机座号：80-355，能够充分满足机构的需要
2.2 主传动机构的选择
原动机和执行机构间传动用齿轮机构传动，可使执行机构传动平稳。

3 执行机构运动方案的比较与选择
3.1 执行机构方案的设计和选择
冲压机构方案 1 ------ 凸轮连杆机构
冲压机构方案 2 ------ 四杆机构+曲柄滑块机构
对比分析：
方案一，二均能实现急回运动，但一方案凸轮机构在轮廓设计和制造时困难。

所以选用方案二。

送料机构方案1 ------ 凸轮机构
送料机构方案2 ----- 曲柄滑块机构
对比分析：
方案一采用凸轮机构，机构虽简单，但凸轮的设计较为复杂，给机构制造也带来很大不便。

而方案二采用摇杆机构，机构尺寸容易设计并且也能准确达到送料的目的。

所以采用方案二作为送料机构。

4工作循环图
4.1 工作循环图
分析：
从循环图看出，推杆送料完成后，上模正行程才开始。

上模正行程完成后，上模进行回程，回程大概0.14S后推杆才开始进行下一次的送料行程，这样使冲头和送料的机构的时间错开，从而使它们接触的几率大大降低，意外情况发生的可能性降低，安全系数增加。

5 机构设计及尺寸计算
5.1上模冲压机构
1> 传动四杆机构的尺寸计算
按照设计要求，摆杆质量为40kg/m，绕质心转动转动惯量为2kg· m2 ,所以根据计算式
1／12 × 40 × c3 = 2
C ≈ 0.843 m
取 K=1.4 ,设计摆杆摆脚为ψ = 60。

,此时最小传动角最大取值：
maxγmin ≈ 33。

,β≈46。

θ=180。

(k – 1)/(k+1)=30。

a/d=sin30。

sin(15。

+46。

)/cos(30。

-15。

) = 0.4527
b/d= sin30。

sin(15。

+46。

)/sin(30。

-15。

) =0.9366
c/d = 1
可得：
a = 0.382m
b = 0.790m
c =
d = 0.843m
2> 冲模连杆滑块机构尺寸计算
在刚结束冲压时（图中粗实线所示），OA与水平夹角为30。

，并且冲块和连杆在一条直线上。

回程结束时（图中虚线所示）OA极限位置在OA’处，AB处于A’B’处。

由几何关系可知：
AB = 280 + OAsin30。

AB2= OA2+ OA2cos30。

2
解得
OA = 340.270mm
AB = 450.135mm
3> 传动机构运动分析
设计要求精压机生产效率为70件/min ，则曲柄转动周期为T=0.857s ，曲柄平均角速度ω=7.33 rad/s 。

冲块正行程时间：
t =T×（180 +θ)/360。

= 0.5s
回程时间：
t = T – t = 0.357s
5.2送料机构-曲柄滑块机构
1>送料机构尺寸
由设计要求坯料输送距离需达到200mm，所以
2a = 200mm
a = 100mm
b杆长选取为200mm
2>运动分析
为保证送料和冲模运动一致，其周期也应为 T = 0.857s
6系统总体运动方案的确定
6.1系统总体机构运动简图
图例：
1——电机 2——飞轮 3——带轮传动 4——齿轮
5——主滑块 6——凸模 7——凹模 8——坯料
分析：
电机带动上模机构曲柄运动,开始冲压,在上模开始冲压坯料前送料机构已经送料完毕,上模冲压,冲压成型后,上模继续下压，把成型品顶出模腔，然后上模回程, 大概0.14S后齿轮传动带动送料机构开始送料，推杆送料完成后，上模回程恰好结束，完成一次循环。

然后上模开始行程，进行新一轮的冲压加工。

系统传动比：
ω电机:ω上 = 40 : 1
ω上 :ω送 :ω顶 = 1: 1 : 1
7 设计心得与体会
通过一周的机械原理课程设计,我有很多的感触收获.
首先,对机械原理这门课程有了更深入的了解.平时的只停留在一个初等的感性认识水平,没有真正的理解透所学的具体原理的应用问题,但在自己做设计过程中老在问为什么,如何解决,通过这样的想法,是自己对自己所学的理论有了深入的理解.在设计过程中,如何才能把所学的理论运用到实际中,这才是我们学以所获,学以致用的真正宗旨,这也是当我们从这个专业毕业后所必需具有的能力,这也更是从学到时间的过程,才能为自己在以后的工作中游刃有余,才能为机械工业的发展尽绵薄之力.
其次对所学的专业课产生了很大的兴趣.在做设计的过程中,发现机械的很多东西渗透在我们生活的方方面面,小到钟表,大到航天器，都用到了机械的相关内容。

这也给自己很大的学习范围和任务，更给了自己很大的发展空间和兴趣的培养。

最后对团队的合作有了更深的体会。

每个人不可能方方面面都会，这就需要团队组员各自发挥自己的优点，说出各自的想法，取长补短，这样才能从别人身上学到自己所缺的能力和品质，在现代的企业合作中，团队合作精神是很重要的，各个产品的开发都需要很多人倾注心血，这样才能是企业有长远的发展。

虽然这次设计已告一段落，但是我知道学海无涯、学无止境，这是一个结尾，同时也只是一个开始。

今后，我会以更饱满的热情投入到今后的学习生活中，做一个不断探索，勇于创新的大学生。

参考文献
[1]杨可桢，程光蕴，李仲生——《机械设计基础》，高等教育出版社。

[2] 侍红岩——.《机械原理课程设计指导书》。