1．设计任务1.1 设计题目.31.2 自动送料冲床简介1.3 设计条件与要求.31.4 设计任务.51.5 主要参数及性能指标.52. 机构运动简图3. 课题分析4. 工作原理5. 理论计算5.1 曲柄滑块设计.75.2 曲柄摇杆机构的设计.95.3 棘轮与曲柄摇杆机构的整合115.4 间歇机构设计125.5 齿轮传动机构126. 图解法分析136.1 曲柄摇杆机构运动分析136.2 曲柄滑块机构运动分析.156.3 发动机的选择176.4 飞轮的选择.187. 三维建模及模拟运动仿真197.1 建模197.2 运动分析.197.3 三维图片.208. 感想219. 参考文献22自动送料冲床机构综合自动送料冲床用于冲制、拉伸薄壁零件，本课题设计的自动送料冲床机构主 要用于生产玩具车上的薄壁圆齿轮。
冲床的执行机构主要包括冲压机构和送料机 构。
工作时，要求送料机构先将原料胚件送至冲头处， 然后送料机构要保证原料 胚件静止不动，同时冲压机构快速的冲压原料胚件，制成要求的齿轮。
最后，冲头快速返回，执行下一个循环。
送料机构在此期间将原料胚件送至待加工位置,完成一个工作循环。
1.3设计条件与要求① 以电动机作为动力源，下板固定，从动件（冲头）作为执行原件，做上下 往复直线运动，其大致运动规律如图1所示，具有快速下沉、等速工作给进和快速返回等特性。
1. 设计任务 1.1设计题目 1.2 自动送料冲床简介XT冲廉工作合血6F日大齿轮冲床机构运动方案示意图島亠②机构应具有较好的传力性能，工作段的传动角r大于或等于许用传动角[r]=45 0③冲头到达工作段之前，送料机构已将配料送至待加工位置。
④生产率为每分钟180件。
⑤冲头的工作段长度l=100mm冲头总行程长度必须大于工作长度两倍以上。
⑥冲头的一个工作循环内的受力如图2所示，在工作段所受的阻力F i=2300N其他阶段所受的阻力为工作段所受阻力的五分之一。
即F0=460M⑦送料距离S=150mm。
⑧机器运转速度不均匀系数不超过0.03。
W冲头所受阻力曲线1.4设计任务①绘制冲床机构的工作循环图，使送料运动与冲压运动重叠，以缩短冲床工作周期;②针对图所示的冲床的执行机构（冲压机构和送料机构）方案，依据设计要求和已知参数，确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图；③假设曲柄等速转动，画出滑块C的位移和速度的变化规律曲线;④在冲床工作过程中，冲头所受的阻力变化曲线如图所示，在不考虑各处摩擦、其他构件重力和惯性力的条件下，分析曲柄所需的驱动力矩；⑤确定电动机的功率与转速;⑤ 曲柄轴为等效构件，确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量;1.5主要参数及性能指标2. 机构运动简图3. 课题分析一般来讲，我们要设计一个机构，包括根据该机构的功能要求选择机构的类型，即确定机构运动简图的形式，也就是通常所说的机构的型综合或构型综合设计；确定机构运动简图之后，我们需要计算它的尺寸参数，称为机构的尺寸综合或运动设计；之后才是机构的结构强度、有限元与加工工艺设计等。
由于本课题已经给出了自动送料冲床机构的运动形式，不必再确定运动简图。
所以，只需要考虑运动设计。
也就是说，题目中的综合指的是尺寸综合。
4. 工作原理送料过程：电动机通过V带传动和单级齿轮传动带动曲柄转动，将一定量的薄钢板送入冲床工作台面位置冲制过程：飞轮飞轮驱动曲柄摇杆机构，曲柄摇杆机构中曲柄为主动件，带动摇杆摆动，摇杆与棘轮共轴，从而将摇杆的连续往复摆动转换成棘轮的单向间歇运动，棘轮与辊轴中心轴线重合，最后依靠辊轴的压紧将一定量的板料送到工作位置。
5. 理论计算5.1曲柄滑块设计L主轴冲压机构11X送料机构带/已知条件 冲压行程H=100mm B1+B=22mmN=180转/分，则每转需要时间T=0.33s 设飞轮的角速度为3,则速度为 V=OHT1=0.198s , T2=0.132s得 O1A=50mmAl100-20100 20T1= V , T2= VT 1120 3___ ____________T 2" 80 " 2根据冲头行程H=100mm01A+AC-AC-01A=100mmAC=125mmC到冲头为45mm 冲头高20mm滑块共高80mm 5.2曲柄摇杆机构的设计可采用最小传动角设计曲柄摇杆机构。
已知最小传动角为，则由此知2 2L O1O2 270 460 =533.38mm确定各杆长度当a和d杆共线的位置有最小传动角丫存在分别为Y,丫2当Y i=Y=Y min时为最佳传动机构，可根据余弦公式2 .2 .2、，C b a bcosY 1 = -------------------2bc.2 2 .2a d c bcosY 2= ---------------------2bc解得 c=2adf a2eed 2(2adf a2e ed 2)2 16a2d22eb=2adce式中e=cosY 1cosY 2f=cosY i COSY 2且 Y i =Y 2=Y min = 45 解得：e=2f=0曲柄长度应非负，则(2adf a 2e ed 2)216a 2d 2所以a 220.933mm 其他值不符合要求舍去！） 可取 a=100mm解得 c=523.14mm b=144.19mm 或者 c=144.27mm b=522.85mm因为 c v b ,所以取 c=144.27mm b=522.85mm/Of l.O1O22O2B22O1B22 cos 1= --------------------------------2 O1O2 O2B22 2533.38 144.272 522.85 144.272522.85 100 --- 0..841=32.862 2 2O1O2 O2B1 O1B1 cos 1= -------------------------------2 O1O2 O2B1 533.382144.272 2522.85 1002 522.85 144.270.5482 = 123.21O1B12O1O22O2B12 cos = -------------------------------2 O i B i O1O2 622.852 533.382 144.2720.98072 622.85 533.3811.27行程比系数K=1.1336所以曲柄摇杆机构的极位夹角为11.27工作摆角为123.215.3棘轮与曲柄摇杆机构的整合可以直接设计为与棘轮共轴的摇杆，棘爪安装在摇杆上。
5.4间歇机构设计当板料送到滑块底部时要被冲制，存在冲压加工时间，所以应该设计间歇机构。
这里选择了辊轴5.5齿轮传动机构设辊轴的角速度为2，大齿轮为1，小齿轮的分度圆半径为r2 ;齿顶圆半径为R2 ；1 r2jl2 ------------ ---------传动比 2 r l;由已知参数知小齿轮的齿顶圆半径为60mm;欲使送料机构达到每次送料150mm 勺要求：分析时由于在曲柄摇杆中求得行 程比K=1,以起始时刻t=0时计算并且摆杆的位置位于刚开始逆时针摆动的位置 上，则第一次送料是在0.144s 到0.336s 阶段完成。
0.336则有 0.144 2 R 2d t1200.3361r 1 -------- R 2d t120即 0.144 r 2设定m1=m2=m=5,（m1m2分别为大齿轮、小齿轮的模量）对大齿轮的进行分析：由于两齿轮中心距 a=j3021802182.48。
模数m压力 齿距 分度 齿顶 齿根齿顶 齿根角aP圆直高ha咼hf圆直 圆直径d径da径df大齿轮 5 20. 5n 215 5 6.25 225 204.5 小齿轮520.5n11056.25120107.56. 图解法分析6.1曲柄摇杆机构运动分析R 260r 255mm;得到 z2=22;2可得大齿轮 r2=127.48mm254.96110 =22*1.96=51.04，取整为 51两齿轮的传动比主 d 22.32 , 小齿轮齿数定为 22,大齿轮齿数方向:式中只包含两个未知数，故可用速度多边形求解。
做法：任取一点 多边形的极点，取矢量pb1垂直于01A 代表VA,速度比例尺为（m/s ） /mm 过 b1 做 b1b2 垂直于 AB 代表 vBA , V BV b 'b 2。
V B Pb i O 2B由图可知 V A Pb 2 O2A ,解得 V B =2.747m/s ，V BA 9.955m/s 。
加速度分析:速度分析: 已知有VA1|OA1大小: 119.04rad/s现取构件AB 为动参考系可写出下列矢量方程式:V V A V BA？ 已知P 为速度 v v A / p b ，单位已知 a A V A 2 /O I A a B V B /O2Ba BAV B A / ABwl□1取构件AB 为动参考系，可得出下列矢量方程式:大小：V 方向：V式中只包含两个未知数，故可用速度多边形求解。
做法：任取一点 P 为速度多边形的极点，取矢量P b l 平行于OlA 代表a A ,加速度比例尺a v a A / pb ，单位 为（m/ S 2）/mm 过b1做b1b2平行于AB 代表盛,aBA av blb2 ,然后再过p 点做P b 3平行于02B ，分别过b 2、b 3做垂线相交于b 4，如图所示:可得a Ba BA6.2曲柄滑块机构运动分析n aBa B a Bna Aa BAS BA取O l 为坐标原点，0C 方向为x 轴正方向，在任意瞬时t ,机构的位置如图, 可以假设C 点的失径为r= 01 C= 01A ' + A CC 点的坐标为其失径在坐标轴上的投影利用三角关系，立即得到于是滑块的速度x=r cosyn r 2sin 2因为t ，所以 d x 空d d t d d tdxdd x所以drsin2 .r sin cos2 . 2r sind x d x d v= dt d dt d xd r sinr cos71 ~r2sin 2进而，可以得到滑块的加速度6.3发动机的选择本设计中已经采用了的设计，所以可得到速度0.05v=0.05 R sin ------------- s in 2（ mm/s ）2可得瞬时功率0.05N=p 0.05 R Sin—^sin2（ mm/s ）按照一个工作循环中的平均能量选择电机功率kN d =——Nd R2K 安全系数=1.2，算的Nd=3.45kw电动机转速经带传动、齿轮传动降低后驱动机器主轴运转。
原动机为三相交 流异步电动机，其同步转速选为 1500r/min ，可选用如下型号:d vd v2— 一 r d t da=2 24r 1 cos2 r sin3彳 2 2 . 2 21 r Sin由生产率可知主轴转速约为180r/min ,且题目要求使用单级齿轮传动，电动 机暂选为丫112M — 4，则传动系统总的传动比传动比约为i 总=8。