目录
1设计题目 ............................................................. 2
1.1设计题目： ......................................................................................................................... 2 1.2原始数据及设计要求 ......................................................................................................... 2 1.3设计任务 ............................................................................................................................. 2
2、运动方案设计 .................................................. 3
2.1工作原理和工艺动作分解 ................................................................................................ 3 2.2机械执行机构的选择和评定 ............................................................................................ 5 2.送料机构 ................................................................................................................................ 7 2.3根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图 .................................................................... 8 2.4机械传动系统的设计选择和评定 .................................................................................... 9 2.4.1原动机的选择 ................................................................................................................ 9 2.4.2传动比的分配 ................................................................................................................ 9 2.4.3传动机构主要尺寸 ...................................................................................................... 10
3、执行机构尺寸设计 ........................................ 11
3.1执行机构各部分尺寸设计 .............................................................................................. 11 3.2机构运动简图 .................................................................................................................. 12
4、参考资料 ........................................................ 12 5、设计总结 ........................................................ 13
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1设计题目
1.1设计题目：冲压机 1.2原始数据及设计要求
1）冲压机每小时冲压3000个零件；
2）根据冲压机阻力，要求电动机额定功率为4 kW；
3）要求电动机与工作机构输入轴平行，传动系统要求有过载保护作用； 4）要求性能良好，结构简单、紧凑，节省动力，寿命长，便于制造。
1.3设计任务
1）本题设计的时间为2周；
2）根据功能要求，确定工作原理和工艺动作分解；
3）执行机构选型与设计：构思出至少3种运动方案，并在说明书中画出运动方案草图，经对所有运动方案进行分析比较后，选择其中你认为比较好的方案进行详细设计；
4）对选择的方案画出机构运动循环图； 5）机械传动系统的设计；
6）对选择的方案执行机构进行尺寸设计；
7）在2或3号图纸上画出最终方案的机构运动简图； 8）编写设计说明书，附源程序和计算结果。
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2、运动方案设计
2.1工作原理和工艺动作分解
冲床的工作原理如图(a)所示，运动规律如图(b)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型工作，然后上模继续下行将成品推出型腔，最后快速返回。上模退出下模后到下-一次接触坯料进行冲制前，在这个时间段内，送料机构从侧面将坯料送至待加工位置(下模上方)，完成一个工作循环。
以电动机作为动力源，与曲柄连接，曲柄作主动件，从动件即执行构件为上模，作上下往复直线运动，下模固定在冲床座上。上模大致运动规律如图(b)所示，先是以一定运动规律接近坯料，曲柄转角φ1;然后近似匀速工作，曲柄转角φm’上模再以一定运动规律下行，推出工件，曲柄转角2;然后上模退出下模，曲柄转角φ3 ;最后是上模快速退回上极限位置，曲柄转角φ4。
1.冲压机构
冲压机构是主机构，主动件是曲柄，从动件是上模，动作要求是由回转运动变成往复直线运动;运动要求是上模要满足图b所示的运动规律，工作段近似匀速，回程时有急回;冲压过程中受到非常大的生产阻力，动力特性是传力性能要好，工作段的压力角尽可能小。
根据功能要求和动作分解，能实现由转动变成往复直线移动的机构主要有平面连杆机构(包括曲柄滑块机构和移动导杆机构等)、齿轮齿条机构、凸轮机构、
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螺旋机构等。很明显，连杆机构的杆件长，可以实现大行程;连杆机构连接为转动低副，受力好，精度要求低，再者连杆机构能实现急回特性，因而冲压机构采用连杆机构完成冲压动作比较合理;同时设计要求对上模的运动规律要求比较高，用单一的基本机构如偏置曲柄滑块机构是难以实现，因此，需要至少两个个基本机构恰当地组合在一一起来满足冲压要求。 2.送料机构
送料机构的动力源是电动机，主动件为回转运动，从动执行构件作直线送料运动，只要在规定的时间内送料到位就可以了，对送料快慢和运 动规律没有要求，同时送料机构作间歇送料，受力较小，动力特性要求低，因而送料机构要求较低，运动容易实现。
执行构件能作间歇运动的机构主要有凸轮机构、棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构等，凸轮机构是控制机构，且受载不大，比较适合，而送料机构还要求有一定的送料行程，但是单一的凸轮机构会尺寸很大，而连杆机构可以实现大行程，且连杆机构具有尺寸放大功能，这样凸轮机构和连杆机构组合在一起，凸轮机构实现动作控制功能，连杆机构实现大行程输送功能，可很好满足送料要求。 需注意的是送料机构和冲压机构在动作上有协调要求，送料机构要在适当的时间内送料到位，不能和冲压动作相冲突、碰撞，这需要两机构采用一个电动机，对送料动作进行适当控制，与冲压机构的运动协调起来。
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2.2机械执行机构的选择和评定
1.冲压机构
方案一：曲柄滑块冲压机构
采用将曲柄设计成偏心距为曲柄长的偏心轮机构，实现转动和移动相互转换，将机架和滑块构成移动副，可保证机构具有急回运动和工作段近似匀速的特性。
方案二：摆动导杆滑块冲压机构
是在摆动导杆机构的基础上，串联一个摇杆滑块机构组合而成。摆动导杆机构按给定的行程速度变化系数设计，它和摇杆滑块机构组合可以达到工作段近于匀速的要求。适当选择导路位置，可使工作段压力角a较小
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方案三：六连杆冲压机构
由铰链四杆机构和摇杆滑块机构串联组合而成。四杆机构可按行程速度变化系数用图解法设计，然后选择连杆长lEF及导路位置，按工作段近似于匀速的要求确定铰链点E的位置。若尺寸选择恰当，可使执行构件在工作段中运动时机构 的压力角a较小。
选择方案一：曲柄滑块冲压机构，这个冲压机构可保证机构具有急回运动和工作段近似均速的特性，并且跟另外两个机构相比，机构更简便，功能更全面。
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2.送料机构
方案一：曲柄滑块送料机构
由偏心轮，连杆和与机架构成移动副的滑块组成，通过错位安装使其能在预定时间将胚料推送至待加工位置。
方案二：凸轮送料机构
凸轮轴通过齿轮机构与曲柄轴相连。按机构运动循环图可确定凸轮推程运动角和从动件运动规律，则机构可在预定时间将坯料送至待加工位置。
方案三：棘轮送料机构
棘轮机构是一种常用的间歇机构,棘轮3与轴用键连接,弹簧5用来使制动棘爪4和棘轮3保持接触，驱动棘爪2与连杆机构的摇杆1组成回转副N。摇杆空
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套在轴上，可自由摆动。当摇杆逆时针摆动时,驱动棘爪便插入棘轮的齿槽中,推动棘轮转过一定角度,而制动棘爪则在棘轮的齿上滑过;当摇杆顺时针摆动时，驱动棘爪在棘轮的齿上滑过,而制动棘爪将阻止棘轮作顺时针转动，故棘轮静止不动。因此，摇杆作连续的往复摆动时,棘轮作单向间歇转动。
选择方案一：曲柄滑块送料机构，设计机构简易，成本低，实际设计容易实现，连杆机构实现大行程输送功能，可很好满足送料要求。
2.3根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图
运动循环图：
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2.4机械传动系统的设计选择和评定
机械系统中传动机构是由原动机输出的机械能动、传递给执行机构并实现能量的分配，转速的改变和运动形式的改变等作用的中间装置。传动机构常见的有齿轮传动机构，摩擦传动机构，带传动机构，他们的特点如下：
（1）
带传动：这种传动机构是靠带拥护带轮之间的摩擦力来传动的，它的主要优点是机构简单，传动平稳，造价低廉以及缓冲吸震等，可用于传递距离较远的两轴间的运动，且与摩擦轮转动一样也有过载保安性。
（2）
摩擦传动：摩擦传动的主要功能是通过两构件之间的摩擦来传递运动和动力的，其主要优点是机构简单，而且实现无级变速传动，同时，当过载时，由于两轮间可发生滑动，因而不致造成机器的损坏。
（3）
齿轮传动：齿轮传动机构是现代机械系统中应用最为广泛的一种。它可以用来传递空间任意两轴之间的运动和力，而且传动准确，平衡，稳定，机械效率高，使用寿命长，工作可靠。
经过考虑，因为设计的机构简便，轻巧，成本低，有过载安全保护，所以选择容易安装的带传动。
2.4.1原动机的选择
选择的电动机的额定功率必须满足负载要求，而且必须保证在启动时可以顺利地运行，电动机转速在1000到1500比较合适。因为根据冲压机阻力，要求电动机额定功率为4 kW，所以我们选择。
型号：Y1112M-4 n满：1440（r/min） P额定：4kW
2.4.2传动比的分配
设计的减速器为带传动
电动机转速为1440（r/min） 生产率是50个/min，所以传动比为30 i总=30
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分配原则:
1、使各级的传动的承载能力大致相同 2、是减速器能获得最小的外形尺寸和重量。
3、使各级传动中齿轮的浸油深度大致相等，润滑方便。
2.4.3传动机构主要尺寸
序列号 齿轮1 齿轮2 齿轮3 齿轮4 i带12=2
i35=（-1）2Z4Z5/Z3Z4`=15 iAB=i12*i35=30
齿数 8 24 8 40 模数mm 2.5 2.5 2.5 2.5 压力角 20° 20° 20° 20° 直径mm 20 60 20 100
根据求得的总传动比，我们设计了4个齿轮分配传送比，根据国家标准和设计要求，我们选择齿轮的模数为1，压力角为20°使较为轻便，减少成本。
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3、执行机构尺寸设计
3.1执行机构各部分尺寸设计
上面的曲柄滑块机构作为冲压机构，为了保证送料机构的正常工作，设计高为800mm，宽为160mm，偏心轮半径为80mm，曲柄长为60mm，连杆长为600mm，滑块高为360mm。送料机构同理。
为了使冲压机构和送料机构交错工作，当冲压机构返回时，送料机构开始送料，可以调节曲柄初始位置。
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3.2机构运动简图
4、参考资料
1.《机械设计课程设计》任嘉卉、李建平、马纲等编 北京航空航天大学出版社 2.《机械设计基础》王德洪主编 北京理工大学出版社
3.《机械设计基础课程设计》孟玲琴、王志伟主编 北京理工大学出版社 4．《机械课程设计简明手册》骆素君、朱诗顺主编 化学工业出版社 5．《机械原理》郑文纬、吴克坚主编 高等教育出版社 6.《机械制图》庞正刚等编著 北京航空航天出版社
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5、设计总结
通过此次课程设计,使我们更加扎实的掌握了关于机械原理有关方面的知识,在设计过程中虽然遇到了一些问题,但经过一次又一次的思考,一遍又一遍的检查终于找出了原因所在,也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。在这学期的课程设计中,不仅培养了我们独立思考、动手操作的能力,在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是,我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的,真的是受益匪浅。要面对社会的挑战,只有不断的学习、实践,再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。
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