1、 机机机机械械械械原原原原理理理理课课课课程程程程设设设设计计计计 课程名称： 机械原理课程设计 设计题目： 冲压机机构运动设计 院 系： 机电学院 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师： 设计时间： 一、工艺动作分析一、工艺动作分析 由设计题目可见，在位置 A 冲压工件的是执行构件 1，带动钢带进给的工作台是执行 构件 2，这两个执行构件的运动协调关系如下图所示。 T1 执行构件 运动情况 执行构件 1 下降 上升 停止 执行构件 2 停止 进给 T2 分度冲压机运动循环图 T1是是执行构件 1 的工作周期， T2是执行构件 2 的工作周期，执行构件 1 是间歇往复 移动，执行构件 2
2、 是间歇转动。执行构件 2 的周期是执行构件 1 的四分之一，执行构件 2 大多数时间是在停歇状态。 二、运动功能分析二、运动功能分析 驱动执行构件 1 工作的执行机构应该具有的运动功能如图 1 所示。运动功能单元把一 个连续的单向传动转换为间歇的往复运动，主动件每转动一周，从动件（执行构件 1）间歇 往复运动一次，主动件转速分别为 15、25、40 转/分。 图 1 执行机构 1 的运动功能 由于电动机的转速为1430转/分， 为了在执行机构1的主动件上分别的到15、 25、40 rpm 的转速，则由电动机到执行机构 1 之间的总传动比 z i有 3 种，分别 为 33.95 15 1430
3、 1 1 n n iz 20.57 25 1430 2 2 n n iz 75.35 40 1430 3 3 n n iz 总传动比由定传动比 c i和变传动比 v i两部分构成，即： 11vcz iii 22vcz iii 33vcz iii 3 种总传动比中 1z i最大， 3z i最小。由于定传动比 c i是常数，因此，3 种变传动比 中 1v i最大， 3v i最小。采用滑移齿轮变速，其最大传动比最好不大于 4，设定传动 比 iv1=4。 定传动比： 8325.23 4 33.95 1 v zi c i i i 4 8325.23 33.95 1 1 c z v i i i 4.2 8
4、325.23 2.57 2 2 c z v i i i 5.1 8325.23 75.35 3 3 c z v i i i 于是，传动系统的有级变速功能单元如图 2 所示。 5.1,4.2,4i 图 2 有级变速运动功能单元 为了保证系统过载时不至于损坏， 在电动机和传动系统之间加一个过载保护 环节。过载保护运动功能单元可采用带传动实现，这样，该运动功能单元不仅具 有过载保护功能还具有减速功能，如图 3 所示。 5.2i 图 3 过载保护运动功能单元 整个传动系统仅靠过载保护运动功能单元不能实现其全部定传动比，因此， 在传动系统中还要另加减速运动功能单元，其减速比为 53.9 5.2 8325
5、.23 5.2 c i i 减速运动功能单元如图 4 所示。 53.9i 图 4 减速运动功能单元 根据上述运动功能分析，可以得到实现执行构件 1 运动的运动功能系统图，如图 5 所示。 1430rpm 5.2i 5.1,4.2,4i 53.9i 图 5 实现执行构件 1 运动的运动功能系统图 为了使用统一原动机驱动执行构件 2，应该在图 5 所示的运动功能系统图中 加一运动分支功能单元，其运动分支驱动执行构件 2，该运动分支功能单元如图 6 所示。 图 6 运动分支功能单元 由于执行构件 2 是间歇运动，且由图 1 可以看出执行构件 2 的间歇时间是工作周期 T 的 3/4，即其运动时间是其
6、工作周期 T 的 1/4。因此，间歇运动功能单的运动系数为 4 1 间歇运动功能单元如图 7 所示 25.0 图 7 间歇运动功能单元 由于执行构件 2 钢带的每次送料长度为 300mm，故，恒转速转动钢带无法使进给定长 度保持在 300mm，故设计成：橡胶轮压动钢带使钢带进给的方法，考虑到橡胶轮的半径，将 执行构件 1 半径定在mm mm R77.47 2 300 ，故需要将间歇转动增速，增速运动功能单元如图 8 所示： 4i 图 8 增速运动功能单元 增速运动功能单元输出的运动驱动执行机构 2 实现执行构件 2 的运动功能。 由于执行 构件 2 做间歇转动运动，因此，执行构件 2 的运动功能是把连续转动转换为歇转动运动。 根据上述分析，可以画出整个系统的运动功能系统图，如图 9 所示。 1430rpm
